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時分割多重方式によるFT8 Dxpedition Modeの考察

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1.はじめに FT8は一つのQSOに最短で2シーケンス=30秒かかるので一時間当たりでは最大120局の処理数である。これはJT65等に較べれば4倍に短縮されたこととして評価できるがRTTY等の処理数を凌駕するとは言い難いと思われる。このためペデション局のチャネルを最大5チャネルに周波数多重化して一時間当たりの処理能力を最大600局にあげる方式 Dxpedition Mode が実用化されようとしている。 一般的にいって、チャネル数を増大するとこれに比例して出力は増加させなければならない。例えば1チャネル時に100Wで運用した場合の合計は500Wである。合計500Wの送信電力になることは5人のオペレーターがPCでFT8を100Wの無線機でそれぞれ運用した場合を想定すると容易に理解できる。これを一つの無線機だけで構成するためには時分割多重方式と周波数多重方式があるがディジタル信号である場合は特別な理由がない場合は時分割方式が用いられる。理由は周波数多重化方式ば定振幅変調であっても各チャネルの信号キャリアの位相差でビートが生じピーク電力と平均電力に差が生じる。5チャネル時にはピーク電力は平均電力の5倍になる(Note1.および図4.の周波数分割方式の欄を参照)。これでは一チャネルでは100Wで運用していたペデション局が5多重では2、500Wピーク電力(平均電力は500Wしかなく発熱も少ない)が要求されるということで本来のWeak Signal運用は非現実的となる。以上の理由で時分割多重方式が望ましい。 本考察でより多値化し占有帯域幅を拡大することで5チャネル運用時でも増幅器の平均電力およびピーク電力ともに250W(4dB)で運用可能であることを示した。また、この構成で1チャネル運用を行えばペデション局は現行の方式より50W(-3dB)で運用可能でありアンテナ等の設置制限のある場合でもペデションが可能となることを示した。 2.Dxpedition Modeの構成とシーケンス これをを図1に示す。フレーム長15秒の半複信で、ペデション局(FOX)へのアクセスは1kHz~5kHzのランダムアクセスチャネルでありアクセスに成功したアクセス局(HOUNDS)は0Hz~1kHz内でのトラフィックチャネルに移ってのQSOとなっている。ペデション局は現状の仕様では300H...

Multiband WSPR transceiver

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1.はじめに Red Pitaya Notes にはPavelが開発した独自のプログラムが収録されており最も利用されているのはSDR transceiver compatible with HPSDRだと思うが個人的には面白いのはここで紹介する Multiband WSPR transceiver である。今はHPSDRを使っていないときはこのプログラムを常時運用しており、このプログラムのおかげで始めて136kHzと474kHzバンドの運用状況が体験できた。 2.なにがWSJT-XのWSPRと違うか? WSPRの利用システムとしては通常はアマチュア無線用のリグとPC上のWSJT-XのアプリとしてWSPRを走らせる構成であるが、 ここで紹介するシステムは RedPitayaをWSPR用のSDRとしてかつRedPitayaに搭載のARMにWSPRのアプリを収容した 同時に最大8周波受信可能とした(送信は1波のみ) ことである。WSPRは常時(24時間365日)運用することで面白みが発揮される点においてRedPitayaのみ動作させればよいことは消費電力的に大きな魅力である。 3.設定方法の注意点 ソフトはLinuxのコマンドがむき出しであるため設定情報は複数の設定ファイルをエディターで編集しなければならない。またこの設定ファイルが複数に分散されているので面倒である。 decode-wspr.sh: CallsignとGRID。 write-c2-files.cfg: 受信周波数の選択。利用する周波数は頭の//を削除する。最後の周波数に「,」は不要であることに注意。IN1とIN2は選択できる。 transmit-wspr-message.cfg: 送信周波数の記入。QRGではなく送信周波数そのものであることに注意。OUT1とOUT2は選択できる。 また、注意を要するのは送信機能をアクティブにするにはwspr.cronファイルの2行目の#を削除して10分に一度Transmit-wspr.shコマンドを実行させなければならないことがNotesに記載されていないことである。 4.472kHz帯 受信用の直径1mのスモールループアンテナを接続しているのでLFとMFも受信できる。国内局のアンテナは1Weirp制限からかそんなに長くな...

PuresignalのAutoattenuation機能実現のためのPeregine PE4302を使った入出力調整機能

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1.はじめに RedPitayaのINおよびOUTのレベルは固定でレベル調整機能がない。このためSDRへの応用に際して、受信機能のATT機能は外付で実現しなければならない。同様に送信機能はソフトで制御するか外付けATTとなる。RedPitayaのHPSDR用のソフトにはこの制御機能が付いているがD/A量子化雑音が増加する懸念が指摘されている。 外付けのATT機能の実現方法が複数提案されているがPeregine社から発売されている「RF Step Attenuater」はデスクリートの抵抗と機械式スイッチで従来の構成ではなく、サファイア基板上にシリコン層を形成した集積回路で実現しており50Ω入出力でDCから4GHzまで使えて+18dBm入力でIP3が52dBとなっている。制御機能もこのICに内蔵されている。このためRedPitayaのINおよびOUT用には適していると考えた。eBayでも評価基板が送料込みで$13程度で販売されているので1個購入してみた。 2.使用方法 eBayで販売されている基板はPeregine社の資料に記載されているEvaluation Kitに似ているがもう少し製品化しているようだが実際の回路図がネットで見当たらない。仕方ないのでデータシートとテスターで実際に使いながら使用法を習得した。 電源は+3.3Vではなく+5Vとなっている。レギュレータはU2のようで赤色のLEDが煌々と輝く。一番気を遣うのは8ピンのDIPスイッチの使いかたで、制御入力はポジションをONにするとHIGH=3V、OFFにするとLOW=0.2Vになる。データシートから基板上のDIPスイッチでマニュアル制御する(=direct parallel programing)には LE=HIGH( and P/S=LOW (OFF)) となっているのでRedPitayaのOUTとTS-680Sの間に入れて8番スイッチをONにして電源をいれるとC16からC0.5のスイッチが動作することを確認した。ちなみに挿入損を14MHzでPOWER計で確かめてみると100W出力が80Wになることから1dBとなりカタログの1.5dB(type)以内なので正常に動作しているようなので安心した。 ソフト制御は直並列が可能でシリアルの場合はDIPスイッチの7番スイッチ...

オーディオコーデックの選択

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1.はじめに Hermes基板に内蔵されているMic及びPhoneの機能をRedPitayaでは「WM8731Audio Codec Proto」と呼ばれる外付け基板で実現している。MikroElectronica社から比較的廉価(送料込みで$28=約3,000円程度)で入手できるのでこれを試してみた。今まではこの機能をPC内蔵のマイク及びスピーカーにVACで接続していたが、これではOpenHPSDRのMasterAFとかMIC利得とかのスライダーが使えないのとデジタルの場合にVAC切り替えが必要とか音声の遅延が気になっていたので試してみたかったためである。 2.接続 RedPitayaとの接続は 下図の通り で、デジタル音声はI2S Codec( GPIO-driven frame-sync? ) でボリューム等の制御はI2Cであり電源を含めて8本の接続が必要である。I2Cのアドレスは0x1Aである。 基板回路図 WM8731    Red Pitaya SCK --- DIO4_N (E1) Pin 12 MISO --- DIO5_N (E1) Pin 14 MOSI --- DIO6_N (E1) Pin 16 ADCL --- DIO7_N (E1) Pin 18 SDA --- (E2) Pin 10 SCL --- (E2) Pin 9 3,3V --- (E1) Pin 1 oder 2 GND --- (E1) Pin 25 oder 26 RedPitayaとの接続 実態配線図 3.実物の確認 ネットで問題視されている項目を実物で確認した。 1)クリスタル周波...

eQSL FT8 eDX100ランキングに入る

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今週になってFT8の関してのeDX100ランキングが発表になっていて例によって90以上がランクアップされていたがE76CのQSOが追加されて本日小生も90としてランクアップされていた。 数えてみると46位である。JAのみを見ると6位に位置していることが分かった。DXCC関係での統計としては初めてではないかと思う。 このアワードを狙ってQSOしていたのではないのにこんな上位にランクされるとは本当に?と驚きである。 ちなみにLOTWではFT8のみでちょーど100カントリーがConfirmされておりLOTWまたはeQSLでConfirmedされたのは107カントリーで122カントリーがWorkedである。 11月16日のランキングその1 11月16日ランクその2

3.570-3.575MHzの利用状況

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7月始めにWSJT-Xが周波数を変更してくれてHamSpotsで80mの運用状況を眺め始めて2週間が経った。 これまでで分かったことは以下の通り。 1.FT8のニューフォーマットは全て新たな周波数で運用してくれている。 PSK Reporterの統計によるとFT8のスポット数はJT9をはるかに上回ってJT65に迫っており沢山の海外局が新周波数で運用してくれている。これにつられてか、JA局も午後9時頃にはCQを出してくれている。 なお、小生の1st QSOは7月15日13:26UTCのRN0SRである。次いでJA5FNXであるがこれは3.531MHzにQSYして交信成立となった。 2.旧フォーマットのJT65とJT9は相変わらず3.576-3.589MHzである。これは新ソフトを入れても大多数は古い周波数で運用しているためであろう。そのためJT65での海外局とのQSOは現時点では悲観的である。 3.JARLバンドプラン上3.570-3.575MHzでの国内QSOができないのでJA同士は相変わらず国際的にCWの中心周波数である3.531MHzでの運用でJAのみガラパゴスである。 以上から80mの運用はFT8がお勧めである。 JT65で運用するときにも積極的に新バンドでCQを出しJA局のCall Backがあったら従来のように”No JA”などど返さずに”QSY3.531”を送って3.531MHzで交信を終了して 一応合法で運用しているふりをして新周波数をにぎやかにして欲しいものです。 (2017年7月22日) 7月初めから3か月が経過したPSKReporterの9月28日の各モードの利用状況は以下のようになっている。 この利用状況と7月22日の利用状況をパーセントで比較したの下表に示す。 少し早すぎる結論かもしれないが、この表から以下のことが言える。 1)FT8が主流になった。S/N性能を犠牲にしても高速化への支持は大きい。 2)S/N性能を維持して狭帯域化を図るJT9とT10への支持は得られなかった。今後FT8の補完としてのJT65の存在はある程度維持されるようである。 よって80mの周波数利用に関してはJT65の新たな周波数への早期移行を実現する必要がある。これはJT65の波及ソ...

3.5MHzのJT65等の運用周波数はJAのバンドプランに合わせて3.570-3.575MHzに移行

JT65の開発チームに今年の春から相談していたのですが昨日お願いを聞いて頂いて80mの運用周波数をWSPRを含んで全て3.570-3.575MHzに移してもらいました。 この変更に関して開発リーダーのJoe Taylorが特段に以下のメモを残しています。 Previous 80 m use of JT modes has done a disservice to JA operators, who have no privileges on the current WSPR/JT65/JT9 allocations. To correct this we have moved the allocations to a part of the band where JAs can operate. Obviously this change will impact other non-WSJT-X users, so for now we suggest that if you intend to operate on 80 m JT65/JT9/WSPR then you manually change the working frequencies in WSJT-X ("Settings->Frequencies") back to the old allocations until a general availability release of WSJT-X v1.8.0 is published. This will allow time for other software teams to coordinate with us. The old allocations are: JT65 3.567 MHz (筆者注3.576MHzの間違い) JT9 3.578 MHz WSPR 3.5926 MHz 根拠はIARU Region1とRegion2で狭帯域デジタルに割り当てられている3.570-3.580MHzの内JAでは3.570-3.575MHzのみが利用可能であるためです。 JAのためにという大変身勝手とも思える要望を受け入れて、5年以上使い続けた周波数を放棄する決断をした開発チームの寛容さと公平性...