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デジタルモードの基礎 ～ Teleprinting Over Radio(TOR) の世界～ JL6VKB 木部 義寿. ㈳ 日本アマチュア無線連盟福岡県支部 デジタルモード勉強会 2010 年 3 月 21 日 於：春日市ふれあい文化センター. デジモードの略歴. RTTY １９６０年代～ AMTOR CLOVER G-TOR PAVTOR PSK31 １９９８年発表 by G3PLX (Peter Martinez) WinPSK １９９９年頃 by AE4JY (Moe Wheatley)
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デジタルモードの基礎～Teleprinting Over Radio(TOR)の世界～JL6VKB 木部 義寿 ㈳日本アマチュア無線連盟福岡県支部 デジタルモード勉強会 2010年3月21日 於：春日市ふれあい文化センター
デジモードの略歴 RTTY １９６０年代～ AMTOR CLOVER G-TOR PAVTOR PSK31 １９９８年発表 by G3PLX (Peter Martinez) WinPSK １９９９年頃 by AE4JY (Moe Wheatley) HALPSK31 by JE4IVN (児島氏） 初期は皆これだった！ MixWの和文対応 ２００３年２月 MMVARI ２００４年１月 １９８０年 頃
PSKとは？ 考案者であるG3PLX（Peter Martinez）が伝送実験を８０ｍ帯で距離５０Kmにて１９９７年に開始し、翌１９９８年に方式を公開した、最新の文字通信モードです。PeterはDigital Morse Codeとも言っている。 PSK31はパソコンのキー･ボードを入力装置とし、モニター画面を出力装置とした無線による文字通信です。 従来のRTTYを省電力・狭帯域にて実現しており、全世界で普及して来ています。世界各局の設備の平均像はバーチカル･アンテナと３０W出力です。 簡単な設備でCWと同等の飛びとインターネット上のリアルタイム・チャットと同様の操作感を味わえる非常に魅力的なモードです。 なお、PSK31のPSKは位相シフト･キーイングであり、３１は帯域幅の31.25Hzに由来しています。簡単なインターフェイス･ボックスとフリー･ソフトの追加、および電波型式G1B（F2B）の免許取得でどなたでも気軽に運用できます。
デジタルモードの利点 • 小さな設備（３０Wと垂直アンテナ）でOK！ • CW並みの飛び、７MHｚでもDX QSO可 • 廉価なインターフェース • フリーソフトウェア • 国内外ラグチュー（KBチャット） • の～んびり、マイペース！ • 静かな交信（騒音環境にも適する） ＊W6とは250mW/28MHzでQSO、30Wで４時間に渡るチャット ７MHｚ：40エンティティ－ デジモード合計：122/91
代表的なセットアップ例（パソコンのサウンドカードを利用）代表的なセットアップ例（パソコンのサウンドカードを利用）
デジモードの音 BPSK31 BPSK63 MFSK16 RTTY Helleschreiber CW OliviaMT63 実際の音を聞いてみる！
Binary Phase Shift Keying - BPSK31 • オーディオ“キャリア－”を 31.25 ボー（３２ｍｓ）で位相変調 –そのオーディオでSSB送信機を変調 • 位相は０、１８０の２相(BPSK) • スプリアスを低減する為に 信号レベルを下げて位相シフト • 可変長コード(VARICODE)を使用-出現頻度が高い文字には長さの短いコードを割り当てる BPSK31の音
PSK31 信号の符号化 • 31.25 ボーレート＊ • １ビット所要時間 = 1/31.25 = 32 ms(ミリ秒） • “0” ：先行ビットとキャリア位相が違うとき • “1” ：先行ビットとキャリア位相が同じとき • １文字中には“00”の符号を存在させない • “00”：文字と文字の区切り • 128種類のASCII符号/最長１0ビット • PSK＝１文字/平均6.5ビット、RTTY＝9ビット ＊ボーレートとは変調速度の単位。1ボーは1秒間に1回変調をかけること。
BPSKのスペクトル アイドリング時 Space＝“１”
BPSK31 で“0” が連続する場合 IMD = -30dB @ オーディオキャリア－：700 Hz 注: 波形は“ツートーン” 信号と同じ
信号が低レベルになったタイミングで位相を反転信号が低レベルになったタイミングで位相を反転
データが “010”と変化する場合 IMD -30dB
BPSK31のスペクトル IMD -32 dBの質の良い信号 バンド幅 63 Hz
BPSK31のスペクトル 結構クリップされた信号 IMD -19 dB バンド幅 100 Hz
BPSK31スペクトル ひどくクリップされた信号 IMD -11 dB バンド幅 150 Hz
オーバードライブ状態のBPSK31 IMD -11 dB
IMD -32 dB 素晴らしい！ こんな信号を心掛けよう！
PSK 信号の性質 • クリーンな信号でも３次混変調歪を-24 dB またはそれ以下のレベルで含んでいる。 • オーバードライブすると出力は増加するが、必ずしも識字率が向上するとは言えない。 • マルチパスの下では、信号が強くても化け字のオンパレードになる。
送信機のフィルター特性を 念頭にPSKを送信すること送信機のフィルター特性を 念頭にPSKを送信すること
オーディオレベル設定の勘所 • PCの出力を歪ませない。（国内のワイド局の殆ど全てがこの間違いを犯しています。特にOMと称する爺さんに多い） • 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。 • WAVEとボリュームコントロールのスライダーは均等なレベルが望ましい。
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）
PCの オーディオ・ボリューム • - PSK信号はWAVE 出力に出力されます。 • PCの出力はWAVEまたはボリューム コントロールの何れでも変えられます。 • どちらのスライダーも均等な位置にします。
インターフェースでのレベル設定 • 外部調整VR付のインターフェースではPC出力を程々にして、日常はこのVRだけでレベルを調整する。 • 内部調整VR付のインターフェースではPC出力を程々にして、PCのWAVEとボリュームコントロールでレベルを調整して、日常はPCのスライダーで調整する。 ＊PC出力はWave Spectraを使って確認しましょう！ http://www.ne.jp/asahi/fa/efu/soft/ws/ws.html ６０ｄB
TRXマイク ゲイン • 機種とシステムの組み方によってはマイクゲインでレベル調整ができてしまう。 • レベル設定がフォーンと共用なために不注意でPSK信号を歪ませ易い。 • お勧めでないシステムです。
送信機の出力設定のポイント • 通常は定格の５０％以下 （RFパワー設定は最大に、変調レベルで出力を設定） • マイク コンプレッサーは絶対にOFF! • ALCメータを振らせない
送信機出力調整の詳細 • ウォータ－フォール上で周波数を1500 HzないしCWトーン周波数に設定する。 • TRXのRFパワー設定を最大にする。 • マイク コンプレッサーをOFFにする。 • アイドリング（何も文字を送らない）状態で送信モードにする。 • オーディオ レベルを調整して、送信機の出力を定格の５０％（PEP)または３５％（AVE)以下にする。 100W機⇒50WPEP以下 • この時ALC メータが振れないのを確認する。
出力を低減する理由 • アイドリング時の負荷率は50% だが、文字送信時の最大負荷率は90% になることがある。 • PSK信号の発生から復調までの全パスにおいて可能な限りリニア－でなければならない。ALC またはコンプレッサーで歪んだ信号にしてはならない。 • 他のデジモードは負荷率100%である。
極限まで出力アップする設定 • IMD メータなどで送信中のPSK波形をモニターする • コンプレッサーOFF • TRXのRFパワー最大に設定 • アイドリング信号を送信 • オーディオレベルを調整してIMDを-24 dB 以下にする。標準的には-30 dBIMDメータで最適なパワーレベルを見出せる。
IMD Meter by JA1SCW -35dB ・USB接続、使用は簡単 ・測定レンジ１０～３００Wpep ・PCスペアナWave Spectra利用 ・CQ誌2008年5月号に掲載 IMD= -35dB IC-756PROII @ 50W
IMD 測定データ（pcm2900e音源使用） IC-756ProⅢ,IC-706MKⅡGは JL6VKBが追加した
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SSTVEasyPalhttp://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
マクロ • 適切なマクロを作成してQSOを軽快に！ ＊“CQ”マクロの例 <CLEARRXWINDOW> CQ CQ CQ de <MYCALL> <MYCALL> <MYCALL> CQ CQ CQ de <MYCALL> <MYCALL> <MYCALL>pse K<RXANDCLEAR> ＊コールによる呼び出し <TX><CALL> <CALL>de <MYCALL> <MYCALL> pse K<RXANDCLEAR> ＊送信開始 <TX>了解！ <CALL> <NAME> さん de <MYCALL> ＊BTU BTU <CALL> de <MYCALL> kn <RXANDCLEAR>
QSO開始時のマクロ ＊QSO開始時の挨拶 <FIXSTARTTIME> <TX> <CALL> <CALL> de <MYCALL><MYCALL> <GAL><NAME>さん、コールありがとう御座いました。 ＊RST、QTH、名前など 貴局の信号は<RSTS>-<RSTS>で<MYQTH> JCC#4024 GL: <MYWWLOC> に入感しています。 名前は木部 木部(kibe)です。 BTU <CALL> de <MYCALL> kn <RXANDCLEAR> ＊リグの紹介 初めてなので簡単に設備の紹介をいたします。 30W出力 ⇒ DP(7m+AH-4+7m) @12mh ハード ⇒ Core2 Duo/2G RAM & USB SB ソフト ⇒ MixW<VER>
QSO終了時のマクロ ＊ファイナル <NAME>さん、本日はFBなQSOありがとう御座いました。 次の機会にもよろしくお願いいたします。 Best 73 CUL <CALL> de <MYCALL> sksk<RXANDCLEAR> ＊もう一度ファイナル <CALL> <NAME>さん、TU 73 CUL de <MYCALL> sk sk <RXANDCLEAR> ＊更にもう一度ファイナル <TX> さようなら (^o＾)/~~ <CWID><CWID:73 * E E> <RXANDCLEAR>
ウォータフォール or スペクトル？ • CQ局を探すときはウォータフォール • バンド全体とその履歴を見通せる • CQ’sを見つけやすい • QSOになったらスペクトル • 相手の信号品質が分かる • RST の推定をしやすい • 信号のS/N を見極められる 上は一般論ですので、実際には各自の好みで選択してください。私はスペクトルのみ！
