PA3FWMは、非常に有名なコールサインです。 http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/ その製造業者について、最近彼の個人ウェブサイトを見ました。そこには非常に役立つ情報がたくさんありましたので、転載させていただきます。
https://www.pa3fwm.nl/technotes/tn09b.html https://www.pa3fwm.nl/technotes/tn13d.html 中国本土で080.3kHz帯域の主な事業は、海上移動および水中無線電航法です。8.3kHz9KHzの主な事業は、気象支援、海上移動、および水中無線通信ナビゲーションであり、それ以外の事業はありません。
数字雑音モードにおける信号対ノイズ比
ピーター・ティージェーク・デ・ボーア、PA3FWM pa3fwm@amsat.org
（これは、2015年2月の「Electron」というオランダのアマチュア無線雑誌に寄稿した記事の一部を再構成したもの）
WSPR の受信効果は、ノイズよりも 29 dB 低いとされています。29 dB は 800 (出力) の約数であるため、非常に印象的な数値です：ノイズよりも 800 倍低い信号でも、完全に復号化できるということです。一方、PSK-31 ではノイズが 7 dB、OPERA-32 では 35 dB となります。これらの数字は、何を意味するのでしょうか？
アマチュア無線モードで利用する信号対雑音比 (SNR) 従来、2500 Hz の受信帯域が用いられてきました。これは、これらのモードが一般的な SSB 受信機で受信されるため、IF フィルタの幅が約 2500 Hz であるからです。しかし、実際の信号はさらに狭いもので、例えば WSPR の場合では約 6 Hz です。したがって、6 Hz の広い信号のパワーと、全体の 2500 Hz の広いフィルターで受信されるノイズのパワーを比較することは、意味がありません。受信機が実際に使用している帯域における SNR を測定する方が、より有意義です。しかし、「実際の」受信帯域を特定または定義することは難しいかもしれません。
専門家は、異なる方法で SNR を表現しますが、これはランダムなノイズ帯域の選択を必要としません。彼らは「Eb/N0」という値を指定します。Eb は 1 ビットあたりのエネルギー、N0 は 1 Hz のノイズ電力です。したがって、この比率の分母は、アマチュア無線家が使用するものとほぼ同じですが、1 Hz であり、2500 Hz ではありません。ただし、重要なのは分子です。アマチュア無線家は受信した電力を使用しますが、専門家は受信した 1 ビットあたりのエネルギーを使用します。例：もし、私たちが 6 pW の信号を受信した場合（つまり、1 秒あたり 6 pJ）、これは 1 秒あたり 2 ビットを送信できるので、Eb = 3 pJ/ビット となります。
例えば、WSPRの速度を2倍にするとどうなるか考えてみましょう。つまり、すべてのシンボルを1分ではなく2分で送信する必要があります。各シンボルは0.342秒だけ持続するので、周波数（WSPRはFSK信号であるため）は2倍になる必要があります。そのため、受信機は2倍の幅のフィルタが必要になり、結果として2倍のノイズを受信します。したがって、良好な受信を得るためには、2倍の強さの信号が必要です。「アマチュア無線方式」で指定されたSNRを使用した場合、2500Hz帯域では必要なSNRが3dB増加します。これを実際の受信帯域のノイズに換算すると、必要なSNRは変わりません。それでは、Eb/N0はどうでしょうか？N0は変わりません。また、Ebも変化しません。これは、必要な電力が2倍になったにもかかわらず、ビット数も2倍になるためです。したがって、1ビットあたりのエネルギーは変わりません。
したがって、Eb/N0 は、変調技術（これには誤り訂正符号が含まれる）を評価するための指標です。 (FEC)）非常に現実的で意味のある性能評価基準。実際、Eb/N0 は非常に優れた評価基準であり、その理論的な限界を導き出すことができます。クロード・シャンノンは、1948年に数学的に証明しており、「Eb/N0 が -1.59 dB 未満の場合、どのような高度な変調、符号化、信号処理を用いても、エラーなくビットを送信することは不可能である」（CE Shannon：「通信の数学理論」、1948年）と述べています。
この表では、いくつかの有名なアマチュア無線モードが2500 HzでのSNRおよびEb/N0について比較されています。データレートに大きな差があるため、最も低いSNRで動作するモードが必ずしもEb/N0の面で最も効率的とは限らないことがわかります。
ただし、表の数字については慎重な見解を持つ必要があります。多くのモードの場合、「動作」と「停止」の状態の境界は明確ではありません。「変化」は段階的なものです。そのため、専門家は特定の誤り率に対して必要な Eb/N0 を指定します。また、脚注で述べられているように、通常、人々が何を計算したいのかは明確ではありません。
CW（モールス符号）は表に3回記載されており、数値は異なる情報源から得られていますが、Eb/N0に関しては非常に一致しています。最初のCWの項目は、W2RSが1980年代および1990年代にOscar-13を通じて実施されたZROテストの分析に基づいています。このテストでは、参加者は10WPM（単語毎分）で数字グループを3回繰り返す必要があり、その結果、低ビット数（W2RS：人間の聴覚が捉える微弱な信号能力）http://web.archive.org/web/20050207235207/http ://www.n1bug.net/tech/w2rs/humanear.html）。第二の項目は、ON7YDによるQRSS-3信号に関する実験に基づいています：非常に遅いモールス信号で、一つの点が3秒間持続し、耳で聞くのではなく、滝表示から読み取る（ON7YD：QRSS3チャレンジhttp://on7yd.strobbe。EU/QRSS/）。第三の項目は、私が作成した最適なCWデコードソフトウェアに関する試みに基づいていますhttp://wwwhome.cs.utwente.nl/~pt deboer/ham/rscw /）。 他方、他のモードについては、http://www.qsl.net/kp4md/wsprmodes.htm を参照。
中の中のSNRの値。
しかし、Eb/N0 は最終的な評価基準ではありません。これは、通信チャネルが純粋なノイズのみを追加することを前提とした、チャネルの使用効率を測るための指標に過ぎません。実際には、ほとんどの無線通信チャネルは、雷によるパルスノイズや、減衰によって信号強度が変わるなど、他の問題も抱えています。Eb/N0 は、これらの状況下での性能について何も述べていません。例えば、PSK31 と WSPR を比較してみましょう。両者は必要な Eb/N0 が類似していますが、PSK31 では短い間隔で文字が途切れることがありますが、WSPR はそれに対して比較的影響を受けにくいです。なぜなら、メッセージのすべての文字が 2 分間の送信中に「分散」されるからです。
VLF帯域におけるBPSK
過去数年、一部のアマチュア無線愛好家が、9 kHz未満のVLF帯域で極低周波実験を行っています。この帯域には公式なアマチュアバンドはなく、しかし8.3kHz以下の周波数はITUによって割り当てられていないため、一部のアマチュア無線愛好家はそこで送信するための許可（または許可を得ています）。波長が30kmを超えているため、実用的なアマチュアアンテナは非常に小さくなります。そのため、効率は非常に低く、有効放射電力も非常に小さいです。
2014年5月、イギリスのDF6NMとポール・ナイシャノンは実験を行い（RSGB LFメールリストで報告）、132分間で8270Hzの周波数で46ビットのメッセージを送信し、送信距離が1028kmを超え、有効送信電力は10µW未満でした。彼らはBPSK（二値相変位キーイング）を使用しました。これは、送信信号の位相を180度回転させることで、0と1の間で変化させます。この操作は、機械的なリレーを使用して簡単に実現できます。なぜなら、送信されるシンボルが30秒ごとに繰り返されるからです。ポール・ナイシャノンは、これらの実験のために非常に強力な誤り訂正符号を開発しました。 (FEC)また、このコードを解読するソフトウェアも含まれており、これを使用することで、ノイズの中から信号を抽出することができます（http://abelian.org/fec/）。表に示すように、結果は非常に香農の限界に近い値を示しています。
しかし、この技術はVLFに限って適用可能であり、非常に安定した伝送を必要とします。132分という時間内に、信号の位相が大きく変動することは許されません。また、より高い速度（より高い周波数帯）で実行する場合、計算負荷の問題も発生する可能性があります。
（注：記事の作成後、印刷前に、この技術はまた、大西洋横断の非常に低い周波数通信にも成功して利用されました。詳細は http://w4dex.com/vlf/8822hz_dec14/ を参照）
表中の数値に関する詳細な説明：
SSB 音声データレート：20 ビット/秒、[情報源] から http://storage.sk.uni-bonn.de/Milca/ssv/content/ssv_s143_en.xhtml
CW 10 wpm ZRO テストデータレート： ZRO テストの結果は、平均が 2.04 秒で、各数字が 3.3 ビット、3 回繰り返した結果、0.54 ビット/秒となりました。SNR と Eb/N0 は、「Z8」レベルに基づいています。
CW 12 wpm RSCW および QRSS3：アルファベットの A と Z、および数字の 0 から 9 は合計で 69 の文字と 63 のハイフンを含むため、平均的な文字数は 2 文字以上です。(69/36.)2+(63/36.)4 = 12.833 の時間単位。すべての文字の確率が等しい（ランダムなテキスト）と仮定した場合、1 時間あたりに 2log が得られます。(36)/12.8333 = 0.403 ビット。12 WPM の場合、1つの点を検出するのに 0.1 秒かかるため、4ビット/秒となります。QRSS3の場合、3秒間の点時間で、0.403/3 = 0.134 ビット/秒となります。
OPERA： 各メッセージは51ビットで、そのうち28ビットがデータ、4ビットが未使用、19ビットがチェックサムです。チェックサムのビットは、最も可能性の高いメッセージを検索するために使用されるのではなく、最終的な確認のみに使用される可能性があるため、データを表すものと見なすことができます。
RTTY：45.45 bps、各文字（5文字）ごとに開始ビットと停止ビットを使用するため、7ビットのうち5ビットにのみユーザー情報が含まれる。
WSPR と JT65：それぞれ、111秒以内に50個のユーザデータビットを処理し、46.8秒以内に72個のユーザデータビットを処理する。そのうちの半分が同期ビットにエネルギーが投入される。つまり、これがないと、受信側で大量の検索を行うことになり、同様の結果を得ることは可能だが、コストがかかるということだ。
実験的な新しいデジタルモード：EbNaut
ピーター・ティルク・デ・ボーア、PA3FWM pa3fwm@amsat.org
（これは、2016年8月に「Electron」というオランダのアマチュア無線雑誌のために書いた記事の一部を再構成したもの）
以前、[11]私は、強力な誤り訂正符号を用いた低速の BPSK 方式によるメッセージ送信について、アマチュア無線家がVLF（非常に低い周波数）上で実施した事例をいくつか記述しました。これらの事例は、ほぼ香農の限界に達していました。有効放射電力は約10マイクロワットで、8.27 kHzの信号がドイツからイギリスへ約1000km送信され、2014年12月にも同様の方法で大西洋を横断し、約150マイクロワットを使用しました。
その後、ポール・ナイシャノンは、この技術をさらに発展させ、PC上で動作するソフトウェアとして提供することで、アマチュア無線愛好家にとって新たなデジタル通信モード「EbNaut」[7] を実現しました。しかし、これは真の通常のQSOモードではありません。このシステムでは、送信中に位相ずれが大きく発生しない、特定の周波数帯（主にLFおよびVLF）での伝送経路が必要です。受信側には、高度な計算能力が必要となります。最も重要なことは、受信機が送信される周波数、時間、パラメータを正確に把握していることです。ソフトウェアは自動的に信号を探すことができず、信号が非常に弱いため、通常、水滴表示装置などの機器では見えません。これは意図的な設計上の選択です。そうでなければ、一部のエネルギーが受信機の信号認識と同期のために「無駄」になり、その結果、実際のメッセージを送信するために使用できるエネルギーがなくなります。したがって、EbNautは主に実験やテストに使用され、rsgb\_lf\_groupメールリストを通じて調整が行われます。
参照：
[7] http://www.abelian.org/ebnaut/
[11] PA3FWM：デジタルアマチュアモードにおける信号対雑音比。電子、2015年2月、およびこのウェブサイトで。
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