SSTV******etc* JL6VKB

Report
ハンディ機で楽しむデジタル通信
~SSTV、文字通信 etc~
JL6VKB
木部 義寿
㈳日本アマチュア無線連盟福岡県支部
デジタル通信講座
2012年11月11日
於:春日市ふれあい文化センター
ハンディ機 Now?
パソコンにハンディ機を近づけてSSTVや文字通
信を試みると意外にも簡単に出来てしまう。
災害時等の情報伝達に役立てたいというグルー
プも発生している。
このような運用を行う際に知っておきたいこと。
デジタル通信の運用ノウハウ等、知見を深める
機会にしたい。
SSTVとは?
画像をゆっくりスキャンして1枚の静止画像を伝
送する方法がSSTV。スキャナーやFAXも同じこ
とをしている。
断片が欠損しても概要は把握できるかも?という
期待から冗長度を求めた伝送方式である。
類似した方式は、Helleschreiber や MFSK画像
伝送がある。
SSTVのモード
イギリスのG3OQDが開発したスコッティモード
がよく使用されています。 所用時間でS1、S2
があります。 Scottie S1の音
MMSSTVで音源クロック送信オフセット調整時に
は、Martin1 を使用する。 Martin1の音
受信はオートに設定しておくと相手の送信モード
に合わせて復調する。
デジタルモードの免許
TRXに装置を付ける ⇒ 変更申請が必要
許可されたトランシーバーに付加装置(ブースターやトランスバーター)、付属
装置(モデム、パソコン等)を付けたとき
アマチュア局の開局・変更申請の保証業務はTSS株式会社で行っています!
TEL 03-5976-6411(代)
http://www.tsscom.co.jp/hosho/annai.html
または、総合通信局 にお問合せください。
PC内蔵音源の相性
VoIP評価ツール VoIP Checkerにより「サウン
ドカードのクロックのずれ」をチェックする。
http://homepage2.nifty.com/knakamur/archive/voipchecker.html
レベル10~0の11段階 で評価される。
レベル8以上なら内蔵サウンドカードを安心して使用
できるだろう。
レベルが低い場合、
USB音源や、RigExpert等のパソコンに依存しな
いサウンドデバイスを導入するとよい。
ハンディ機セットアップ例
(音響結合)
ハンディ機セットアップ例2
(インターフェース結合)
インターフェースの基本
インターフェース
PC
10mV
MIC IN
~50mV
SP OUT
775 mV
COMポート
±15V
レベル変換
TRX
100mV
~300mV
レベル変換
レベル変換
100mV
0~5V
AF
Mod/Data IN
PTT
PCのサウンドカード利用時のインターフェース ⇒ 単なるレベル変換!
使用するサウンドボードが重要!
PC⇔TRXのGNDを絶縁したI/F
3.5mm Stereo
Receptacle
w/ switches
1:1
600 ohm
Audio Transformer
To
Sound Card
Line In
J2
X1
6
1
2
Tip
3
4
3.5mm Stereo
Receptacle
3
C1
R4 100
Tip
Note: Return path for audio
to monitor amplifier is made
through the cable shields to
the ground point at the PC.
+
R9 4.7 k
Gnd
7
5
Sleeve
R10
2 meg
External Cable w/ DB9
female serial port conn
shown for ref.
1.0 uF
5
+
AT 20 Audio
Transducer
R12
10 k
J5
6
Ret
BluW
ht
1
2
LED 1
3
Ret
SW1
PTT Control
(SPDT Ctr Off)
2
D4
5
4
Up Auto
Ctr PTT Off
Down - PTT On
All resistors
1/4W 5%
kk7uq Interface Model II - Schematic Diagram
To Xcvr
GrnW
ht
PTT Org
To Xcvr
1N4148
1
4N33
Photo Darlington
Opto-Isolator
FSK Grn
1N4148
5
4
Yel
Dual Color
T 1 3/4 LED
Red - PTT
Yel - FSK
To Xcvr
Q1
2N3904
4N33
U1
Red
Blu
From Xcvr
SP 1
C4 10 uF
1
2
Ring
2.5mm
Stereo
Receptacle
3
4
4 Mic
BrnW
ht
2
D3
J1
RTS
R8
C2
U2
R1
2.2k
Tip
Ret
C5 .0047uF
R2
2.2k
Tip
7
R11
2.2 k
C3 10 uF
Ring
5
8 Aud.
Brn
Out
R5 51
1
1
D1 1N4148
4
Tx Drive
1k pot
Audio Taper
6
Primary
2
.0047uF
D2 1N4148
DTR
R6 51
X2
3.5mm Stereo
Receptacle
J3 Ring
From Xcvr
Spkr Out
(Alternate)
Ring
1
1:1
600 ohm
Audio Transformer
R3 1.0 k
From
Sound Card
Spkr Out
3
Primary
2
5
R7
Ring
J4
Tip
RJ45
Receptacle
RJ45
Plug
Waterfall Drive
1k pot
Audio Taper
Ret
OrgW
ht
Rig cable mating
connector and wire
colors shown for ref.
本格的なUSBインターフェース1
本格的なUSBインターフェース2
・
[JH1HTQ 設計]
オーディオレベル設定の勘所
PCの出力を歪ませない。
 PCの出力を歪ませると、送信機で如何なる
調整をしても信号品質は改善されません。
 PCの出力はあるレベルから急激に歪み始
める。
 FM電話はレベル制限(IDC)が働くと変調が
歪む。
低レベルの入力にして送信する。

何処でオーディオレベル設定を?
次の3箇所で設定できます。
•PCのボリュームコントロール
•インターフェース(レベル調整用の
VRがある場合)
•TRXのマイクゲイン(Data入力から
PSK信号を入力している場合はマ
イクゲインを変えても効果は現れま
せん)
ソフトウェア
MMシリーズ:JE3HHTのフリーウェア
http://www33.ocn.ne.jp/~je3hht/
セッティングレジメ by ja1scw
 MixW:UT2UZのアマチュア無線用統合シェアウェア
http://mixw.net/
他に最近面白くなってきたシステム
 WSJT:K1JTの微弱通信システム
http://www.vhfdx.de/wsjt/
 デジタルSSTV EasyPal
http://www.eonet.ne.jp/~jh3eca/jh3ecaEasyPal.html
 WinDRM:画像音声デジタル通信システム
ARRLのオープンシステムの商品化AOR Digital Voice互換?
http://n1su.com/windrm/

MixWの特徴






マクロ
ログ
サウンド履歴
多彩なデジタルモード
CATによるTRXコントロール
マルチ受信
MixWの画面
組込ログ





受信窓のQSO データの取込
現QSOに関連のName / QTHが以
前のQSOデータよりポップアップ
CAT使用の場合、実周波数の記録
モードの自動書き込み
他のログまたはCabrilloとの書出し
あるいは読み込み
MixW のログ
RST の “R”





R5
R4
R3
R2
R1
95 - 100% コピー(識字率)
90 - 95% コピー
75 - 90% コピー
50 - 75% コピー
50%以下の識字率
RST の “S” 信号強度
スペクトル画面上で S/Nを読んで
S9 54 dB
S6 36 dB
S3 18 dB
S8 48 dB
S5 30 dB
S2 12 dB
S7 42 dB
S4 24 dB
S1
6 dB
Sひとつ分=6dB
MixWの場合はRSTも表示してくれます。ただ、Sは辛いので表示より+1
でレポートすると良い。7MHzのDXでは599が多い!
RSTの “T” 信号品質




T9
T8
T7
T4
IMD
IMD
IMD
IMD
-24 dB以下(符号がーなので)
-20 dB ~ -24 dB
-15 dB ~ -20 dB
-15dB以上(符号がーなので)
慣れてくると受信音の濁りでスペクトルの広がりつまりワイドさ加減が類推できるように
なります。ひどい信号にT9を送ることのないようにしたいものです。恥です!?
SSTVの シグナルレポート
R=了解度(Readabilty)、S=信号強度(Signal Strength)、
V=受信画のクオリィティ(Video)、RSVで送る。





V5
V4
V3
V2
V1
ノイズなくパーフェクトな画像
多少ノイズがある画像
ノイズが多いが内容がわかる
かろうじて内容がわかる
何の画像かわからない
IMD



IMDとは?
IMD をレポートする
注意点
IMDとは?



IMD - InterModulation Distortion(相互
変調歪またはIM3とも言う)
システムの頭から尻尾まで全オーディオ信号
のパスの増幅器の振幅直線性の良し悪しを表
す指標
大概のPSK ソフトにはIMD機能が組込まれて
います。(MMVARIにはありません)
IMD:相互変調歪の頭文字です。増幅器に周波数の異なる2信号(ツートーン)
を入力して、増幅器の良し悪し(振幅直線性またはリニアリティー)をその出力信
号のスペクトルを分析し判定します。
IMD の測定
上のスペクトルにおいて主信号と3次相互変調歪の差が
-19 dB なので IMD またはIM3は -19 dBです。
IMD をレポートする



スクリーン下辺のステータスバー上の
IMD 測定結果を読み取る
対象の信号はアイドリング状態(文字
入力をしていない状態)
S/N が IMD以上でないと正確な
IMDにならない(S/Nになってしまう)
音源クロック調整
WWV(USB)
4994.1 KHz
9994.1
14994.1
あるいは
BPM(USB)
5,10,15MHz
MMSSTVを使用した
ほうが分かりやすい
MMSSTVによるサウンドカード較正
付録
他のモード







QPSK vs BPSK
BPSK63
MFSK
RTTY
OLIVIA
MT63
Hellschreiber
PSK31 類似モード


QPSK31 – 2相でなく4相で変調 (0 90
180 270 度)、エラー訂正機能を装備
BPSK63 – BPSK31の倍速モード
• コンテストで威力を発揮 – やりとり速度は
RTTY 同等
• MMVARI, MixW, Digipan などでサポート
• BPSK63の音
BPSK63 のバンド幅
アイドリング時 IMD -29 dB バンド幅 130 Hz
実際には200 Hz 間隔の運用がいいとこ?
MFSK16









Multiple Frequency Shift Keying
15.625 ボー
16 トーン FSK
1トーン当たり4ビット
235 Hz バンド幅
強力なエラー訂正機能(FEC)
VARIコードによるスループットの最適化
速いタイピストのタイプ速度58 WPMに対応
約5秒間のFEC バッファー
MFSK16



長所: 極地経由およびロングパスQSO(強
力なフラッター下)において素晴らし
い復調性能を示す。
欠点: 広帯域, 同調が難しい(復調遅れ),
高安定度の送受信機が不可欠
MFSK16の音
MFSK16 スペクトル
20秒以上のMFSK16 の送信信号。
水平のラインは1000 Hz と1300 Hz。
60文字(FECあり)、120文字(FECなし)に相当。
MFSK16の受信






トーン間隔: 15.625 Hz
バンド幅: 235 Hz
最も低い(高い:インバート)アイドリング
トーンに着目
そこにカーソルを合わせる。その時ベクト
ルスコープは12時付近になる
復調開始まで我慢して待つ
復調しない時はcopy率が上がる方向に
再チューニング
MFSK16 受信画像 例
筑紫野<->厚木 折り返し
テストパターン
(10MHz悪コンディション)
ZL2PGJ のおすまし
(7MHz)
Olivia – 興味をそそる新モード









Multiple Frequency Shift Keying
32 トーンFSK
バンド幅1000 Hz
他の トーン数/ バンド幅の組合せも可
超強力なエラー訂正機能(FEC)
データレートは 24 WPM相当
FEC バッファーによる約5 秒の復調遅延
S/Nの悪い信号でも素晴らしい復調性能
極地フラッター ⇒ 全く問題なし
Olivia
Pawel Jalocha SP9VRCが設計
Oliviaの音
 リフレクター:
• http://groups.yahoo.com/group/oliviadata/


信号はKHz 間隔で14.104 ~14.108 MHz
Oliviaをサポートしているソフトは ;
• MixW (2.16 or later)
 http://www.mixw.net/
• MultiPSK
 http://f6cte.free.fr/index_anglais.htm
MT63 - 通信の要諦を実感できる










冗長度を持たせた各文字の複雑なエンコード
シンボルと時間を分散して25%のデコード消失を復元
64 トーン
バンド幅500-2000 Hz
インターリーブ/文字とバンド幅の組合せ
超強力なエラー訂正機能(FEC)
データレートは 100 WPM相当
FEC バッファーによる約6 秒の復調遅延
空電や混信でも素晴らしい復調性能
極地フラッター ⇒ 全く問題なし
MT63-タフなやつ



Pawel Jalocha SP9VRCが設計
広帯域で強健なモード
MT63の音
怪電波みたいで無効な妨害?が多い
MT63をサポートしているソフトは ;
• MixW (2.08 or later)
 http://www.mixw.net/
• MultiPSKとIZ8BLYサイト
 http://f6cte.free.fr/index_anglais.htm
 http://xoomer.alice.it/aporcino/
Helleschreiber






“Fuzzy” モード
戦前にドイツで軍事用として開発
文字を映像として送受信
38 WPM
ノイズの多いパス, 極地経由で良い結果
Feld Hellの音
Helleschreiber
データ 101 5 ms/目盛
モード: Feld Hell
Helleschreiber
バンド幅
Feld Hell – 約 500 Hz 幅
@ -30 dB
Helleschreiber
バンド幅
Feld Hell – 約 500 Hz 幅
@ -30 dB
RTTY







45.5 ボー
FSK 170 Hz シフト
55 WPM
大文字のみ, バックスペース不可
速い同期, コンテストに最適モード
2バイトコードも可能だが”JARTS”に、
にらまれる (^_^メ)
RTTYの音
RTTY – 45.5 ボー
バンド幅 400 Hz @ -30 dB
CW 20 WPM






20 WPM
狭帯域
可変長コーディング(モールス信号)
DX に適したモード
PCでも“マズマズ”の復調が可能
CW 20 WPMの音
CW (20 WPM時)
CW バンド幅 (20 WPM時)
100 Hz @ -30 dB ⇒ 想定以上に広い!
CW キーイング波形
5 ms / div
PSKに似た波形
モード比較
文字/秒 WPM
BW Hz
CH数/3KHz
CW 20 WPM
1.64
19.8
100
12
Filed Hell
3.12
37.8
500
9
BPSK31
4.25
51.4
100
30
RTTY 45.5 Baud
4.54
54.9
400
9
MFSK16
4.83
58.4
300
10
BPSK63
8.50
102.8
200
15
文字/秒:標準的な英文字QSO(531文字 107単語、単語当り6文字)より算出
デジタルモードの
生データレートと近似帯域幅
終わりに


もっぱら技術的興味で、どう使うかあなた次第
デジタル音声、Skypeみたいなマルチメディア通信、
P2P通信(D-STAR)、スローなWSJT、デジタル
HDTV etc
アマチュア無線デジタルはコスト比較ですか
商用システムでは不可能なことは何ですか
謝辞
 このレジメに引用させていただいたClint Hurd
kk7uqならびに、日下 覚 ja1scwに感謝します。
ありがとう ございました。

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