The STAR Project. WCDMA basiertes Kommunikationssystem für die Flugsicherung. Secure atm cdma software defined Radio
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- Elsa Melsbach
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1 The STAR Project Secure atm cdma software defined Radio WCDMA basiertes Kommunikationssystem für die Flugsicherung Dipl.-Ing. Engin Olguner, Dipl-Ing. Ingo Willimowski IMST GmbH Carl-Friedrich-Gauß-Straße 2, Kamp-Lintfort [olguner
2 Gliederung des Vortrags Motivation, Stand der Technik Operationelle Bereiche Projektziele, -laufzeit und -konsortium Systemkonzept, Netzarchitektur, Protokollarchitektur - Target-System - Demonstrator-System Test Szenario Zusammenfassung 2
3 Motivation ATM (Air Traffic Management) Kapazitätsengpässe für VHF bzw. VDL-2, erwartet für 2010 and 2015 Geographische Lage und Verkehrsdichte UMTS 3GPP Wideband CDMA Standard Ideale Kandidat für zukünftiges ATC Funksystem Arbeitsgruppe C der ACP/ICAO 3
4 Stand der Technik Analoge Technik im VHF-Band - Kanäle mit 8,33 khz Bandbreite - Verfahren: VDL (VHF Digital Link) - eingeschränkte Datenkommunikation Anforderungen Kommunikationsdienste - Limitationen in der spektralen Effizienz - Abhörsicherheit und Störfestigkeit eingeschränkt Migration auf leistungsfähigeres Systemkonzept 4
5 Operationelle Bereiche 1. APT Airport Kommunikation am Boden 2. TMA Terminal Manoeuvring Area Take-off / Landing 3. ENR En-Route i.d.r. 1 x ATC je Sektor (feste Frequenz) Sectorisation TMA TMA Uncontrolled Airspace APT Uncontrolled Airspace 5
6 imac FRS und Domain Mapping Operational Domain FRS (Access Segment) FRS (Core Segment) ORP Sat-AN Sat. Segment (ORP) ENR TMA STAR-RAN STAR Segment (TMA/ENR) ATC Center APT WiMAX-AN WiMAX Segment (APT) Legacy System 6
7 Projektziele Breitband-ATM, Basis: UMTS-Protokolle Repräsentatives Testsystem bzw. -netz Multi-mode SDR (VHF & WCDMA) Kapazitäts- und QoS-Evaluierung Verifikation des Demonstrators durch Labor- und Flugtests Standardisierungsaktivität Verbreitung der Projektresultate 7
8 Projektlaufzeit und -partner Laufzeit: Q3/2006 Q1/2009 Projektpartner - THALES Communications, AGILENT, ERICSSON - 3 KMUs: IMST GmbH, Green Hills, ERCOM - NLR (R&D Lab) und die Universität Madrid (UPM) - DFS (Nationale Flugsicherungsbehörde) - Assoziierte Partner, wie z.b. EUROCONTROL wegen der Systemvorstellung bei ICAO 8
9 STAR Systemkonzept Anforderungen an das Target-System (LTE) Anforderungen an den Demonstrator Architektur des Kommunikationssystems - Netzarchitektur - Protokollarchitektur 9
10 STAR Netzarchitektur: Target LTE/SAE SRAN (AS) - SNB - SAGW CN (NAS) - ATC - AAA - MM/SM 10
11 Target-Protokollarchitektur C-Plane U-Plane ATC IP APPS ATC IP APPS ATC IP APPS ATC IP APPS NA S SNAL SNAL SNAL SNAL UE SNB SAGW UE SNB SAGW PDCP PDCP PDCP PDCP RRC RRC RLC RLC RLC RLC AS MAC MAC MAC MAC PHY PHY PHY PHY 11
12 Auslegung der Luftschnittstelle Bewegungsgeschwindigkeiten höheren Dopplerverschiebungen Frequenzversätze 12
13 Evaluierung der Kapazität 13
14 STAR Test Szenario: Demonstrator W-CDMA RF App PS RTOS/ OS BB Node B Node B RF BB RNC Node B RF BB ATM CN RNC Node B RF BB App Node B PS Node B RF BB 14
15 STAR Demonstrationssystem Application Server Application Server CN RNC Node B Commercial Channel Simulator Protocol STAR Wideband Ground infrastructure RF Front-end BB Modem Existing VHF Ground infrastructure Commercial Channel Simulator Aircraft equipment SDR 15
16 System-Partitionierung ML403 Virtex4-FPGA PowerPC Integrity OS UMTS Stack 16
17 Demonstrator-Protokollarchitektur C-Plane U-Plane CM MM Circuit Mode Data Source Packet - Mode Broadcast- & Data Source Multicast Data Link RRC PDCP BMC RLC MAC PHY 17
18 Protokollarchitektur: Beispiel Socket-basierte Kommunikation: - NAS und RRC auf SOLARIS -hier: : AS auf Xilinx ML-403 -hier: : RLC_TM_CONFIG_REQ - RLC_TM_CONFIG_CFM - RLC_TM_DATA_REQ
19 Cessna Citation II - ARINC Logger System - Logging von 80 Parametern 19
20 Zusammenfassung EU-Projekt STAR im 6. Forschungsrahmenprogramm Priority a Co-operative Air Traffic Management Konzept für den digitalen Flugfunk auf Basis von WCDMA SDR Technologie Zukunftssicherheit der Systemarchitektur Prototypischer Demonstrator 20
21 ? Q & A?
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