Опрос и блокирование

3.2.3.1 Основные принципы опроса и блокирования

Для того чтобы обеспечить эффективную работу наземных сенсоров режима S с пересекающимися покрытиями, каждому из них присваивается отдельный идентификационный код запросчика IC (IC = Interrogator Code). Этот код содержится в каждом его запросе и в каждом ответе, который посылается ему.

Цели, которые опрашивались в период безадресных запросов, последовательно селективно запрашиваются для получения информации наблюдения в период селективных запросов режима S. Управляющая информация в запросе позволяет наземному сенсору применять блокирование, которое означает, что цель не будет отвечать на безадресные запросы с таким кодом запросчика в течение 18 секунд. Такая процедура должна применяться сенсором для всех запрашиваемых целей на всей территории, на которой он ответственен за сохранение блокирования.

На рис.3.5 графически показана последовательность событий при включении блокирования.

 

 

1. Запросчик режима S (с кодом IC=x) в течение одного периода вращения по часовой стрелке антенны наземного сенсора рассылает безадресные запросы для всех ВС, находящихся в зоне его покрытия. Например, в точке 1 цель еще не вошла на контролируемую территорию, и поэтому ответы отсутствуют.

2. Когда ВС входит в зону покрытия наземного сенсора, то ответчик ВС принимает безадресный запрос, содержащий код запросчика IC=x.

3. Ответчик ВС вырабатывает ответное сообщение на безадресный запрос, в котором содержится 24-битовый ICAO-адрес ВС и код запросчика IC=x, полученный в безадресном запросе.

4. Наземный сенсор получает ответ и декодирует информацию об адресе ВС и его позиции и берет цель на обслуживание. Далее он посылает селективные запросы в течение периода последовательного опроса.

5. Селективные последовательные запросы содержат управляющую информацию, которая предписывает ответчику игнорировать все безадресные запросы от запросчика с кодом IC=x.

6. Ответчик должен игнорировать все безадресные запросы от сенсора с кодом IC=x в течение 18 секунд. Предполагается, что сенсор поддерживает режим блокировки во всех селективных запросах, гарантируя, тем самым, блокирование безадресных запросов в течение всего времени, пока цель находится на территории сенсора.

Отметим, что наземный сенсор регулярно посылает безадресные запросы режима S для выявления новых ВС, входящих в зону его покрытия.

3.2.3.2 Стохастический опрос

Стохастический опрос – это способ опроса целей, используемый в режиме безадресных запросов для различения ВС, которые входят в зону покрытия сенсора и имеют по отношению к сенсору близкую угловую локализацию (стохастический означает вероятностный). Безадресные запросы рассылаются с указанием взвешенной вероятности (обязательности) ответа. Вероятность может составлять значения 1, 1/2, 1/4, 1/8 или 1/16.

На рис.3.6 иллюстрируется принцип стохастического опроса двух целей, которые расположены на близких углах наблюдения (хотя реально они могут находиться на значительно разных высотах/удалениях) сенсором режима S, который посылает безадресные запросы с предписанной 50% обязательностью ответа в каждом цикле безадресного опроса (этот пример предполагает, что в каждом цикле безадресного опроса (оборота антенны) оба ответчика визируются при одной и той же угловой ориентации антенны):

· Посылается 50% стохастический безадресный запрос. ВС А и ВС В отвечают оба (оба обнаружили 50% вероятность и решили ответить). Ответы перекрываются во времени на наземном приемнике и из-за невозможности декодирования оба ответа оказываются потерянными.

· Посылается 50% стохастический безадресный запрос. ВС А и ВС В получают его. ВС А решает не отвечать, а ВС В отвечает. После этого ВС В получает селективный запрос, блокируется и переходит на селективное обслуживвание.

· Посылается 50% стохастический безадресный запрос. ВС В блокирован и игнорирует запрос. ВС А решает не отвечать. Ответы отсутствуют.

· Посылается 50% стохастический безадресный запрос. ВС В блокирован и игнорирует запрос. ВС А решает ответить. После этого ВС А получает селективный запрос и блокируется.

В результате 4-х последовательных циклов 50% стохастического безадресного опроса обе цели оказываются блокированными наземным сенсором для его безадресных опросов, но находятся под обслуживанием в режиме селективного опроса.

 

 

 

 

Возможна ситуация, когда различные пары целей находятся в угловой близости при нескольких положениях антенны. Без стохастичности опроса может случиться так, что ответы будут постоянно накладываться во времени и не будет уверенного их приема. Такая ситуация недопустима.

Хотя возможна ситуация, когда цели будут опрошены и блокированы за один оборот антенны, может потребоваться и больше одного оборота антенны для завершения этого процесса.

3.2.3.3 Отмена блокирования

Для того чтобы отдельный запросчик мог работать без координации с запросчиками соседних сенсоров, протоколы режима S позволяют запросчику переводить ответчик в режим ответа на безадресные запросы, несмотря на статус блокирования, навязанный ответчику, например, соседним запросчиком (т.е. снимать его блокирование). Этот принцип известен как «отмена блокирования». Кроме того, чтобы избежать наложения сигналов от разных ответчиков (имеющих близкую угловую локализацию) на входе приемника запросчика (эффекта «garbling»), запрос на отмену блокирования рекомендуется реализовывать на основе принципа стохастичности с указанием в запросе значения вероятности ответа (обязательности разблокирования) меньше 1.

Возможные значения вероятностей ответа (PR = Probability of Reply) при безадресном запросе равны 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, что совпадает с вероятностями при стандартном стохастическом запросе (и также может применяться в секторе шириной 11º15’ по азимуту (или 1/32 оборота)). При получении безадресного запроса, цель, которая перед этим запрашивалась запросчиком с кодом IC=x и была заблокирована им, должна вновь реагировать на безадресные запросы.

Стохастический опрос с отменой блокирования (Stochastic lockout override acquisition = SLA) может быть использован в областях наложения покрытий не менее двух запросчиков с одинаковым кодом и не работающих в кластерном режиме (пример приведен на рис. 3.7).

Такая ситуация характерна для дополнительного опроса (см. ниже). Подобные случаи возникают на морском транспорте, когда два морских судна, пришедших с разных регионов, используют свои одинаковые коды, когда запрашивают у береговой линии координаты маяка.

Заметим, что принцип дополнительного опроса оказывается полезным при изменении конфигурации покрытий наземных сенсоров, когда нарушается кластерный режим работы опросчиков, например, в случае отказа линий передачи данных.

 

2.2.3.4 Прерывистое блокирование

Прерывистое блокирование является другим способом опроса, благодаря которому может разграничиваться работа двух и более сенсоров с одинаковым кодом, не относящихся к одному кластеру.

На рис.3.8. показан пример прерывистого блокирования. Прерывистое блокирование применяется к цели, находящейся в области наложения двух покрытий (в предположении, что два запросчика работают на одном коде).

 

 

Принцип работы достаточно прозрачный. Этот подход применяется в ситуации последовательного опроса, а не в период безадресных запросов, который используется в других методиках дополнительных опросов и управления блокированием.

Все запросчики, запрашивающие ВС, не блокируют ответчик ВС пока сами получают ответы на безадресные посылки. Другие запросчики должны выжидать некоторый период времени (18 с) и начать опрос после снятия блокировки ответчика, но до момента установления новой блокировки ответчика ВС, например, в течение 10 с, как показано на рис. 3-8. Вообще, данный период времени, в течение которого запросчик с кодом IC=x не блокирует ВС, должен быть достаточным для того, чтобы другая станция режима S, в зоне покрытия которой находится цель, успела (при минимальной скорости вращения своей антенны) запросить ВС.

Запросчик одной из станций должен запросить и блокировать цель на короткий период (не менее 18 с, согласно приложению 10 ICAO) во время последовательного селективного опроса при входе или приближении к заштрихованной зоне. В примере на рис.5 считается, что период обращения антенны 5 с. Следовательно, период блокирования кодом IC=x, равный 18 с соответствует 4 оборотам антенны. Сенсор не возобновляет блокирование в течение этого периода. Если другой сенсор не успел перед этим опросить цель с помощью методики стохастических опросов и методики отмены блокирования, он получает возможность опросить цель путем селективного опроса. Первый сенсор будет ожидать в течение 10 с после 18 с блокирования до возобновления блокирования. Другой сенсор, разумеется, может сам установить на этом этапе режим прерывистого блокирования.

Таким образом, с помощью этого принципа может одновременно эффективно работать любое количество запросчиков, использующих одинаковый код. В описанном методе важно, чтобы все перекрывающиеся запросчики работали по одинаковым правилам и одинаково применяли прерывистое блокирование в областях наложения покрытий.

3.2.3.4 Дополнительный опрос и временное блокирование

Дополнительный опрос – это способ, используемый в работе запросчика и реализующий временное блокирование по коду запросчика (Interrogator Identifier = II) II=0 (по единственной команде блокирования). В приложении 10 ICAO такая работа описана как метод опроса новых целей. Он позволяет блокировать ответы цели для запросчика с кодом II=0 на короткий период. Длительность этого минимального периода должна быть 18 с (длительность блокирования).

Это позволяет продолжить опрос ВС другим запросчиком, имеющим другой код IC. Однако, чтобы обеспечить в общей зоне покрытия взаимодействие запросчиков по данной методике, потребуется тщательная координация их работы.