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Diplomarbeit 2005 (DA05): Arbeits-Archiv
 
DA Rur 05/4 - Digitale Signalverarbeitungseinheit fur ADSB-Empfanger
Studierende: Daniel Hurlimann, huerldan
  Damian Widmer, widmedam

Betreuer: Marcel Rupf, rumc
  Hans Scheitlin, seil

Die Intensivierung des Luftverkehrs hat in den vergangenen 50 Jahren dazu gefuhrt, dass sich die durchschnittliche Distanz zwischen zwei Flugzeugen laufend verringert hat. Um dennoch die Sicherheit zu gewahrleisten, mussten Technologien zur Luftraumuberwachung, Flugroutenplanung und Kollisionsvermeidung entwickelt oder uberarbeitet werden. Ziel dieser Diplomarbeit war die Realisierung einer Empfangslosung fur eine der neuesten unter diesen Technologien: ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast).

Ein mit einem ADS-B Sender ausgerustetes Flugzeug sendet etwa vier Mal pro Sekunde auf dem 1090MHz Frequenzband ein Signal aus, Extended Squitter genannt, in dem Daten wie Position, Flughohe, Kurs, Identitatscode usw. enthalten sind. Damit soll ADS-B neue Horizonte in der Luftverkehrsuberwachung eroffnen. Bisher hatten Piloten keine Moglichkeit den Flugverkehr um sich herum uber grosse Entfernungen wahrzunehmen. Durch eine Cockpit-Anzeige, die ahnlich wie die Radarschirme der Lotsen aussieht, kann in einem mit ADS-B ausgerusteten Flugzeug hingegen die Kognition der Luftverkehrslage ermoglicht werden.

Die realisierte digitale Signalverarbeitungseinheit basiert auf einem programmierbaren Baustein (FPGA), der die Daten im digitalen Format von einem Analog-Digital Wandler erhalt und folgende Aufgaben erfullen muss:

  • Die einleitende Pulssequenz (Praambel) erkennen
  • Die 112 Datenbits dekodieren und deren Zuverlassigkeit bestimmen
  • Die Fehlerbehandlung vornehmen, falls Fehler aufgetreten sind
  • Die Nutzdaten fur die Weiterverwendung aufbereiten

Die Modalitaten fur die Realisierung dieser Funktionen sind, wie in der Avionik ublich, bis ins kleinste Detail vorgeschrieben. Dies erforderte eine penible Erarbeitung der Losungsansatze und, nach deren Umsetzung, eine abschliessende, ausfuhrliche Simulations- und Testphase, um die Erfullung der Spezifikationen zu uberprufen.

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