Warum verfügen moderne Flugzeuge und Flugverkehrskontrollzentren nicht über Audio in guter Qualität für die Kommunikation? Zum Beispiel in diesem Video:
Warum verfügen moderne Flugzeuge und Flugverkehrskontrollzentren nicht über Audio in guter Qualität für die Kommunikation? Zum Beispiel in diesem Video:
Dafür gibt es einen technischen Grund. Zunächst möchte ich darauf hinweisen, dass der größte Teil der Rede im Video vom Pilotenausbilder stammt und überhaupt nicht über ein Radio läuft. Es ist einfach der Ton direkt aus seinem Headset. Das zeigt, dass das Heaset selbst bereits den "Radioeffekt" erzeugt. Grundsätzlich hören Sie, dass alle Frequenzen unter etwa 300 Hz und über etwa 4 kHz durch einen Filter drastisch abgeschnitten werden. Dadurch bleibt ein sehr schmales Band von Audiofrequenzen übrig.
Obwohl dieser Klang sehr künstlich ist, ist der erste Grund, dass er so viele Hintergrundgeräusche herausfiltert, wie nur die Stimme übrig bleibt. Das meiste, was Sprache verständlich macht, findet in diesem Bereich statt.
Der zweite Grund ist, dass die ATC-Kommunikation AM-Funk verwendet. Bei AM entspricht die Audiobandbreite der von Ihnen gesendeten Audiofrequenzen der Bandbreite der zum Senden verwendeten Radiofrequenzen. Wenn Sie also Vollfrequenz-Audio von 10 Hz bis 10 kHz senden, verbrauchen Sie ein sehr breites Frequenzband. Um Platz für mehr Kommunikationskanäle zu schaffen, müssen Sie die Bandbreite der Signale begrenzen, um nicht in nahegelegene Frequenzen einzudringen.
Aus Wikipedia:
Die Audioqualität im Luftband wird durch die verwendete HF-Bandbreite begrenzt. In dem neueren Kanalabstandsschema könnte die größte Bandbreite eines Luftbandkanals auf 8,33 kHz begrenzt sein, sodass die höchstmögliche Audiofrequenz 4,165 kHz beträgt. [14] Im 25-kHz-Kanalabstandsschema wäre theoretisch eine obere Audiofrequenz von 12,5 kHz möglich. [14] Die meisten Airband-Sprachübertragungen erreichen diese Grenzen jedoch nie. Normalerweise ist die gesamte Übertragung in einer Bandbreite von 6 kHz bis 8 kHz enthalten, was einer oberen Audiofrequenz von 3 kHz bis 4 kHz entspricht. [14] Diese Frequenz ist zwar im Vergleich zur Spitze des menschlichen Hörbereichs niedrig, reicht jedoch aus, um Sprache zu übermitteln.
Die Behörden werden eine Bandbreitenbeschränkung durchsetzen, um die Verfügbarkeit von Frequenzen zu maximieren. Die für die Luftfahrt verwendeten Funkgeräte müssen gemäß diesen Grenzwerten zertifiziert sein. In den USA wäre das die FCC (Friendly Candy Company). Aber ich habe nicht die spezifischen Stautory-Grenzen. Vielleicht hat sich jemand etwas ausgedacht.
Hier finden Sie eine einfache Erklärung, wie sich die Audiobandbreite auf die Funkbandbreite auswirkt.
Als Standards für die Funkkommunikation festgelegt wurden, basierte diese auf der Technologie der Zeit - analoge Signale, die gefiltert wurden, um eine Amplitudenmodulation in einer begrenzten Bandbreite zu ermöglichen. Unter den meisten Bedingungen ist es gut genug, um verständliche Sprache zu übertragen, was die Grenze seines Zwecks darstellt.
Zeit und Technologie haben sich geändert ... theoretisch könnte ein digitales System Audio mit höherer Wiedergabetreue und höherer Bandbreiteneffizienz übertragen Um ein solches System zu implementieren, müssten jedoch alle Flugzeuge und alle Bodenstationen ÜBERALL angemessen ausgerüstet sein. Es ist keine leichte Aufgabe. Schauen Sie sich nur an, wie das Fernsehen von analog zu digital gewechselt ist, und bedenken Sie Folgendes:
Externe Einflüsse können sich auf Kommunikationssysteme auswirken. Ein Link zum Überprüfen des Weltraumwetters:
Die Audioqualität wird durch die Art und Weise beeinflusst, wie der Pilot in das Mikrofon spricht. Für ein perfektes Audio sollte man nicht direkt in das Mikrofon sprechen, da dies die Bassfrequenzen der Lautsprecherstimme erhöht und das durch normales Atmen verursachte Knacken und Zischen verstärkt. Das Sprechen mit dem Mikrofon auf Kinnhöhe im Gegensatz zur Lippenhöhe erhöht die Verständlichkeit des Audios erheblich. Die meisten hochwertigen Kommunikationsgeräte enthalten Compander-Schaltkreise (Audio Compression / Expander), um das Audio auszugleichen. Dies hat zur Folge, dass die leiseren Teile angehoben und die lauteren Teile des Getriebes auf ein vernünftiges Maß abgesenkt werden.
Für die Übertragungsart, ob AM oder FM oder SSB, gilt das GIGO-Prinzip. Garbage In Garbage Out-Audioqualität in Verbindung mit Übermodulation oder Überabweichung bei FM wirkt sich nachteilig auf empfangenes Audio aus.
AM und SSB werden in der Luftfahrt verwendet, da diese Modi nicht durch Doppler-Verschiebungen beeinflusst werden, die durch eine sich schnell bewegende Ebene verursacht werden, die bei FM-Übertragungen problematisch wäre.
Der "Capture-Effekt" ist einer der Gründe, warum AM-Radio für die Luftfahrtkommunikation immer noch FM-Radio vorgezogen wird. Das folgende Zitat stammt aus einem Dokument mit dem Titel " Amplitudenmodulierte Funkanwendungen in der Luftfahrt":
In der Telekommunikation ist der Erfassungseffekt ein Phänomen, das nur beim UKW-Empfang auftritt Das stärkere von zwei Signalen bei oder nahe derselben Frequenz wird demoduliert. Der Erfassungseffekt ist definiert als die vollständige Unterdrückung des schwächeren Signals am Empfängerbegrenzer (falls vorhanden), bei dem das schwächere Signal nicht verstärkt, sondern gedämpft wird . Wenn beide Signale nahezu gleich stark sind oder unabhängig voneinander verblassen, kann der Empfänger von einem zum anderen wechseln und Streikpostenzäune aufweisen. In vielen kommerziellen Anwendungen ist es fantastisch, dass Sie mit FM-Radios eine bemerkenswerte Klarheit erzielen und dank des Capture-Effekts die Kanäle sehr einfach trennen können. In Luftfahrtanwendungen wird Radio jedoch zur Übertragung von Sprachsignalen verwendet, die nicht viel Klarheit erfordern. Noch wichtiger ist, dass der Erfassungseffekt sehr nachteilig ist, da „Einrasten“ bedeutet, dass Notsignale in vielen Situationen nicht abgefangen werden können!
Die Amplitudenmodulation oder AM-Funkübertragung unterliegt nicht dem Erfassungseffekt. Dies ist ein Grund, warum die Luftfahrtindustrie AM anstelle von FM für die Kommunikation verwendet hat, um die Übertragung mehrerer Signale auf demselben Kanal zu ermöglichen.
Die Quelle beschreibt anschließend Computersimulationen von AM vs FM Funkkommunikation.