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RADEのPARP規定の引き上げ(<0.8dBから4.5dBぐらい)とこの実践的確認

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  1.はじめに David Roweの7月のブログ を読むとしらっと RADE の PAPR の値が<1dBから4.5dBぐらい(more likeと漠とした表記)に引き上げられていた。これはSSB送信機には一般的に300Hzから2700Hzぐらいの帯域制限フィルターが入っていることに最近気が付いたとの説明である。その後の記述は今後の対応について書かれているので省略するが今後 RADE2 の開発の中で0.8dBが得られるよう検討するとのことである。ご興味のある方はブログを詳しくお読みいただきたい。 このような訳で開発側の現状認識と小生の認識はある程度一致してきたが注1、国内のQSOを聞いていると開発側の情報が必ずしも正確にフィードバックがかかっていないためか RADEの運用にあたって 1)送信電力はどの程度で運用すべきか 2)送信フィルターの帯域幅はいくらで運用すべきか の質問が際限なく出されており一致した見解が得られていないようである。 もし開発側の情報によると2つのパラメータが関係するとのことであるとすれば、一部の局が実験と称してRADEの所要送信帯域幅の1.5kHz以下に狭めた運用は無謀でかつ小電力で許可されている局において電波法の規定に合致しないのではとの危惧をもっていた。この危惧は1年前にRADEの国内運用の開始時の性能紹介を各国の電波規制庁に提出するためとお題目を読ませて頂いた際に<0.8dBの夢のようなPARP値の真偽に驚いたため注意書きの和訳に「自己責任」を追加してはどうかと提案した際、逆に「あやふやなものを国内に紹介して大丈夫。。。」とのクレームにも似た反応があったことに通じている。 幸い自作中のアンテナチューナ ATU-100 のディスプレイの送信電力表示はバー表示でなくピーク値が2桁の数値で表示されるとマニュアルに記述があったので当局のシステムで実際に測定してみようと思った。残念ながら平均値が測定されないのでこれは手持ちの平均値を表示のDAIWAアナログメーターで読むことにした。両者とも無校正のため校正として測定値に影響がない 無変調波によるThetisのTUNEでATU-100の測定値は20WでありDAIWAでは16Wであり4Wの違いがある。これを無視しておくのはさすがに荒っぽいので公開はためらったが目的は送信フィルターの帯域幅の影...

TS-570SDRプロジェクト

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  1.はじめに もう40年近く使ってきたTS-680のリレーなどの故障でそろそろ引退の時期になった。引き継ぎの機種にTS-570を選んだ。TS-570は28MHz以下の前期型と終段をMOS-FET化して50MHz帯も運用できる後期型があるので注意が必要である。 落札したTS-570M。液晶パネルの泡が気になる。 TS-570後期を選んだ理由は 1)もうTS-680はヤフオクでの出品頻度が下がってしまっている。後継機種のTS-570は3万円ぐらいで定常的に出品されている。部品の経年変化を考えるとTS-570が断然よい。 2)ファイナル部全部がモトローラMOSFETで50MHz帯まで一貫構成されているとともに2つのANTの選択が可能なANT TUNERが内蔵されている。本体がTS-680と同じサイズである。表面実装部品が多く使われているのでサブ基板内での改造は難しいが、ブロック化されているためブロック間の入出力端子を利用した改造が現実的である。 3)単体で十分使える性能なので電源ボタンを押すだけで運用開始できる。  4)同じKenwoodなのでTS-680SDRに合わせたRedPitayaの改造ソフトがそのまま使える。 等である。 2.準備 ヤフオクでTS-570 50W機を28,500円で落札した。付属としてつけてくれたいたハンドマイクの銘板を見て同じヤフオクでの落札情報を見てびっくりした。なんと3万円台で取引されている。品名はASTATICS575−M6である。内蔵の006Pが消耗しているようでネジを外して内部を見たが大変きれいである。 電源を入れてざっとチェックをしたが、MULTICHのボリュームがいわゆる「滑るまたは転ぶ」のとLCDのアクリル板が曇っている。これはTS-570の2大故障のようで早速修理に取りかかる。 3.MULTICHボリュームの修理 Micのボリュームの調整をする時に最初は数字が1つずつ上がるが8からの増加は全くいい加減になる。原因はロータリーエンコーダーの内部にグリスがたっぷりつけられていてこれが接点部にまわって接触不良を起こすとのこと。対処は分解してアルコールまたは接点洗浄剤でクリーニングするか代替え品がDigikeyにありこれを購入して置き換えるかの選択である。日本ではDigikeyの代理店のマルツで送料も安く入手可能である。ま...

到来方向ともに偏波面を考慮した受信スモールループアンテナの製作

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  1.はじめに 10年ほど受信スモールループ用のアンプLZ1AQを使って到来方向を区別するために直角にクロスした2つのループを切り替えて利用してきた。 今回その発展として 1)2つのループを別個のアンプに収納してRedPitayaの2つの受信端子に接続してThetisなどのSDRソフトの2チャネル同時受信が可能とした ことに併せて 2)従来の2つのループは垂直偏波信号の受信であったが水平設置した3つめのループを追加して水平偏波信号を受信可能とした とした。その上で、LZ1AQのアンプにはループアンテナの切り替え機能があり3つのループアンテナを組み合わせてNVISおよびNHIS状態において偏波ダイバーシティー受信が可能とした アンテナを製作した。 図1.3つのループと2つのアンプのスモールループ 2.形状 直径5.5mmの園芸用のグラスファイバー支柱を長さ6cm直径6.0mmのアルミパイプで連結してループ形状にしてその周りに3.5sq~5.5sqの撚線を這わせたアンテナとした。これを3つ製作し図のような配置のアンテナを製作した。 LZ1AQアンプの切り替え機能を利用したので3つのループアンテナの選択は 1)天頂方向からの回転偏波信号受信 2)水平方向からの回転偏波信号受信 が可能になった。 図2.直径5.5mmのグラスファイバーを長さ6cm直径6.0mmのアルミパイプで連結 図3.直径1.4mのループ形状に

実際のFreeDV RADEのPAPRはどの程度?

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ーーーーーーーーーーーーーーーNEWーーーーーーーーーーーーーー   David Roweの7月のブログ を読むとしらっと RADE の PAPR の値が<1dBから4.5dBぐらい(more likeと曖昧な表記)に引き上げられていた。これはSSB送信機には一般的に300Hzから2700Hzぐらいの帯域制限フィルターが入っていることに最近気が付いたとの言い訳である。その後の記述は今後の対応について書かれているので省略するが今後RADE2の開発の中で0.8dBが得られるよう検討するとのことである。アマチュア無線向けのSSBトランシーバーを使っている我々には現状4.5dBで十分なのでRADEの0.8dBの設計目標自体やめて欲しと思うがご興味のある方は彼のブログと小生のこのブログを詳しくお読みいただきたい。 もう一つ申しておくと、このブログで「 for example every SSB radio will have a 300 to 2700 Hz (roughly) filter in the voice path 」と大変狭くなっていると書かれているが、よもや国内メーカー各社のデジタルモードの送信帯域フィルターの設定が狭くなっているはずはないと思い調べてみるとICOM(IC-7300)が最も狭くて100~2,900HzでKenwood(YS-590SG)は10~3,000HzでほとんどそしてYAESU(FT-710)は50~3、050Hzの3kHzの無線設備規則制限いっぱいに広げられてるようになっている。ということで国内メーカーのせいにするのはちょっとひどいと思う。 FreeDVのマニュアルの2.8 Transceiver Filters章で「For most FreeDV use, your radio’s receive and transmit filters should be set to the widest possible (typically around 3 kHz). 」と書いたのを忘れてしまっているとは思えないのだけれども???? ーーーーーーーーーーーーーーーNEWーーーーーーーーーーーーーー 1.はじめに 実際はいくらか JE3PRM さんが実測している ブログ があり、これに触発されて FreeDV (V2.0.0)のTra...

FreeDV RADEに音楽ソースを通してみると

  1.はじめに 先日ある方からRADEに音楽を流してみるとその音質は、「とても聞けたものではない」と聞いたので、面白そうだと思ってやってみた。 2.実験 音楽ソースとして、 2022 WorldCupのジングル をYutubeからダウンロードして48kpbs WAVフォーマットでオーデイオファイルとした。これをVoiceMeeterのカセットテープ画面で再生してFreeDV2.00の"Input From Microphone To Computer"に入れていったん画面 "Record"をクリックしてRADEのエンコーダー出力ファイルを作った。その後これをFreeDVのToolsの"Start Play File"でFARGANでデコードしたスピーカー出力を再度VoiceMeetrのカセットテープ画面で最初の約20秒を録音してMP3変換した。 3.結果 まったく原音のように音楽とは聞こえないが、ノイズっぽい歪んだ音にも聞こえない。どちらかというと鼻歌である。 FreeDVの資料ではエンコーダーは人体の ソース・フィルターモデル として扱っていると書いてある通りチャネルボコーダーとしての音声特徴量をまじめにできるだけ正確に抽出していることが理解できたが、当たり前のことだが楽器一般は人体の声帯とは異なる発生メカニズムなのでFreeDVのコーデックは楽音源にはまったく不向きであることもわかった(専門的にはこれを 音響 コーデックと呼んで区別している)。資料に「音声特徴量の抽出」とだけを読んですんなり理解できないが、音声以外の音を通してみるとその実相が体験できる実験であった。

FreeDV V2の魅力

  1.はじめに 以下小生の体験をもとにFreeDVの魅力を書いてみました。ただし不満もありますがこれは書いていませんのでご注意を。 2.FreeDVの魅力 FreeDVの魅力は 従来のSSB音声通信と較べて ・所要無線帯域幅はSSBと同じく3kHz以内で同等以上の最小感度の実現   ・RADEによりPARPが1に近くなりスピーチプロセッサー不要 ・音声符号化に電波伝搬路のフェージングによる劣化がなくAGC不要 ・音声符号化で電波伝搬路からの雑音が抑圧されてNR,NB機能不要でアナログFM以上の雑音品質 ・同期再生機能で同調操作がいらず一般利用者に不評なSSBのモガモガ音なし ・スマホの4kHz音声帯域を上回る8kHzで冬季には相手局のリアルすぎる咳きこみ音が楽しめる ・定量的な受信電波伝搬路の、S/N、フェージング周期変動をリアルタイムで可視化 ・FreeDV Reporterで交信相手局のみならず周辺のFreeDV受信局情報をリアルタイムで可視化 また、過去約30年間アマチュア無線界において商用特許権で保護された音声符号器の採用で自由な進歩が阻まれてしまったが、GNU License条件でソースコードが開示されており誰でも自由に改善できることは音声符号化技術に興味のあるアマチュアにとっての魅力です。 今回FreeDVを実体験することで、1923年にもっとも周波数占有帯域が狭くもっとも電力効率の良いとされるSSBの登場でその後開発が停滞したHF帯音声無線技術がやっと100年後にAI技術の進歩次第ではSSBを凌駕する通信方式をアマチュア無線界から提示できる可能性を一般のアマチュアも感じてもらえると思っています。 3.参考文献 鈴木誠史、吉谷清澄; 通信方式としてのSSBの変遷; 通信総合研究季報、 Vol 34 No.171、 June 1988 David Rowe, Jean-Marc Valin; RADE: A Neural Codec for Transmitting Speech over HF Radio Channels;  2025年6月10日 記

FreeDVの新モードRADEの10MHz帯占有帯域幅を2kHz以下に制限するイコライザーは必要か?

 FreeDVの新モードRADEは2つの深層機械学習を採用して従来のモードに比べて良好な音質で好評であるが、現状利用可能な暫定版は内蔵送信フィルターを省略してできるだけPAPR(ピーク対平均電力比)を小さくしているということで占有帯域幅は本体無線機のフィルター規格値3kHzになってしまう。このことは無線設備規則上問題ないが、JARLバンドプランが10MHz帯だけは2kHz以下となっている現状からこれに対処するために付属装置に付加的な送信フィルターを追加する検討が進められておりこの成果はJH1PCFさんの本サイトの記載とCQ ham radio QEX No.54の「FreeDV最新ガイド」のなかで詳しく紹介されている。 しかしながらIARUのバンドプランのデジタル音声モードの占有帯域幅は全バンドでアナログSSBと同じく3kHzである。10MHz帯に限ってはSSBの運用自体が一般的に認められていない中でアマチュア人口の比較的少ないことを理由に豪州とニュージーランドなどの南半球では3kHz幅のSSBの運用を認めている。以上からJARLのバンドプランの中途半端な2kHz規定に技術的妥当性と国際的な認知度と将来性はあるのかそしてこれは新たな「ガラパゴス規定」の典型ではないかと以前から危惧していた。 今回RADEの問題を契機にしてJARLのバンドプランの2kHz規定そのものに我々が見過ごしていた制度上の問題があることがわかり別途「 改正されたJARLバンドプランの10MHz帯の占有帯域幅2kHz以下は無線設備規則違反で非合法 」としてまとめることができた。 たしかにRADEだけを考えると局所的な問題として技術的に回避して片付けられなくもないが、RADEとは異なる新たなデジタル音声技術の今後に大きな制限を与える懸念から本質的な解決を総務省とJARLに指摘しなければ将来にツケを回すと思っている。10MHzを14MHzのサブバンド的に日頃から利用されている諸兄の大所高所からのご意見を伺いたいと思い小生の考えをここに記載した。 以上 (2025年3月3日記)