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各受信機SSB通過特性

昨日、SSB受信機の通過帯域幅を話題にしました。
そこで今日はもうちょっと深く調べてみました。
無線機の内部ビートをSSBで受信し、
受信周波数を変えたときの出力周波数特性をとってみました。
本来は標準信号発生器で無変調波を入れるのがいいのですが、
そのような高価な機器はないので…。
また、この特性はAF系の特性も入ってくるので、
一概にフィルタの特性とは言えません。
はじめに、HFDLのデコードでなんだか??な受信機の特性。
icr8500.gif
I社製固定型ハイエンド受信機、フィルタ特性は2.2kHz/-6dB
赤線が周波数特性になります。
これを見るとHFDLの必要通過帯域1.8kHzは満足していそうです。
しかし低周波にピークがきており、それ以降は減衰しているようです。
なにか見た目-6dB/octな感じもしますが…。
HFDLの上限周波数2.34kHz付近ではピーク時に比べると-8dBも落ちています。
ソフトデコーダが要求するのはフル・フラットな周波数特性です。
この右肩下がりの特性がHFDLのデコード率を低下させている可能性があります。
続いてHFDLをばりばりデコードしてくれるこちらの受信機の特性。
ar5000a.gif
A社製固定型ハイエンド受信機、フィルタ特性は2.4kHz/-6dB
この受信機の特性はすばらしい!の一言です。
2.34kHz付近ではピーク時に比べると-3dBの減衰。
しかし全体に周波数特性は-3dBの範囲内に入っており、なおかつピークの周波数が
HFDLの搬送波周波数である1.44kHz付近にきています。
これならHFDLの受信に問題なさそうです。
そして最後はDSP受信機の特性。
ic7000.gif
I社製ミドルクラストランシーバー、通過帯域幅は3kHz
「DSP受信機ならフル・フラットの特性に間違いないでしょう!」
という期待とはすこし違いました。
たしかにフラットな場所はあるもののじわじわと右肩下がり、
2.34kHz付近ではピーク時に比べると-5dBの減衰でした。
たしかに3kHzでずばっと切れていることはわかりますが…。
低周波を強調するのがこのI社仕様なのでしょうか…?
しかしこの受信機ではHFDLのデコード率はなかなかいいです。
ということで3台の受信機を見てみましたが、
HFDLのデコードには通過帯域幅よりも、
周波数特性が問題になる可能性が大きいことがわかりました。
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HFDL2波受信対応

最近はHFDLのデコード率向上に知恵をしぼっています。
といいますのは、誤り検出を入れたところ、
やはりエラーなデータがぼろぼろと…。
ビット誤りを表すのに誤り率というのがあるのですが、
この値が0.2(データの40%がエラー)でも、
先週掲載した中国付近のようにきれいにでてくれるんです。
「それだけ誤り訂正が効いてるのか!ビバ誤り訂正!!」
と喜んでいたのですが、誤り検出を入れると
やはり誤り率0.05以下は欲しいところです。
そのへんをいじりながら、今週はHFDL2波受信にとりあえず対応。
今朝ハワイの信号を受信したのがこちら。
hfdldldl.gif
日本からアメリカ方面へ向かう軌跡がきれいにとれました。
ところでHFDLにはSSBの受信機が必要ですが、その帯域幅で今日?な状態に。
というのはHFDLは1.44kHzの搬送波に1800baudでPSK変調されていますが、
1800baudの(ベースバンド)伝送に必要な最低帯域幅は900Hzです。
しかしこれにPSK変調を加えるので1.44kHzを中心に両側波帯に900Hz、
すなわち実際の伝送帯域は0.54~2.34kHzが理論上必要です。
しかしSSBの受信機では中には2.2kHz/-6dBという帯域幅が。
これでは上の周波数がちょっと厳しいカモ…と。。。
うーん、でもスペクトルを見る以上そんなに問題なさそうですが…。
もうちょっとリサーチが必要ですね。
ところでHF-ACARS受信ソフトの名前はKG-HFDLになりそうです。
大きな課題はクリアしましたが小さくてめんどくさい課題を消化中です…。
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とりあえず遊んでみました

昨日、完成したばかりのHFDLデコーダで、
昨晩と今日、遊んでみました。
hfdl3.jpg
こちらは昨晩寝る前までの画像。オーストラリアや
アメリカ西海岸がでたときはびっくりしました。
hfgl.jpg
こちらは今日、日中の様子。近場しか受信できませんでしたが、
中国の航空機が尾を引いていく様子は面白いです!
だいたい使ってみてわかったのですが、
デコード率は実際に使う分には現状で問題なさそうです。
これから誤り検出を入れるのでどうなるかはまだわかりませんが…。
今日は処理を軽くする手直しをしました。
その結果、最低スペックはセレロン1GHz程度になりそうです。
もうちょっと軽くしたかったのですが…。
まだまだ手直しを進める予定です!!
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祝!HFDLマッピング成功!

つ・ついにやりました!
HFDLから座標をGETして位置を表示することに成功しました!!
hfdl_map.jpg
これはサンプル用に録音しておいたHF-ACARS音30分間のデータです。
おぉぉ、感動ですっ!
これで開発は大きなところは完了した感じですね!
しかしやるべきところはまだあります。
まずデコード率。今のところPC-HFDLの70%ほどといったところです。
またソフトの重さ。試しにノートパソコンに入れたら動きませんでした(^^;
まぁまだプログラムの見直しや最適化が終わっていないので、
その辺はこれからこつこつとやっていこうと思います。
なお見てのとおりインターフェースはKG-ACARSのものを流用する予定です。
さらにはLAN接続でHFデータとVHFデータを共有できたり、
ステレオ入力でHFとVHFを同時にデコードできればなぁと思っています。
とりあえず、成功のご報告ということで!!

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HFDL近況-デコードに成功しました

約2週間前より着手しましたHFDLデコーダですが、
今回ようやくデコードに成功しました。
hfdl2.jpg
受信した0,1のビットは、近年はスクランブルや誤り訂正などが入っているため、
受信したままでは使えません。復号(デコード)する必要があります。
リストウインドウには復号したデータを文字に直して表示したものですが、
一部便名や機体番号が出ています。
復号に必要な符号理論は近年高度化しているので、
この復号が解析の山場といえます。
復号作業を終えてやれやれ…と一呼吸ですね。
ちなみにやはりHF特有のフェージング(スペクトラムの影響)が大きく、
これを解決しないとあまり使えないといえそうです。
今後の課題はこのフェージング対策となりそうです。
なお、信号の同期処理に多くの処理が必要になるようなので、
サンプリング周波数は8kHzになりそうです。
ごく一部録音デバイスでは対応できないかもしれません。
同じサンプリング周波数のKG-FAXが動作すれば問題ありません。
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