FreeDV運用ガイド

このページは申請用の諸元 FreeDV申請用パック の内容を諸元の元となる
資料を提示してまとめたものです。
2022年4月現在テストされているVer 1.8.0に関しての付属装置諸元は
FreeDVに必要な電波型式についてのページにリンクを張ってあります。
最新のバージョン1.5.2のモードを含みます。
実際の申請ではFreeDV申請パックを使って下さい
ここでの諸元は、開発元のfreedv.orgからの情報を元にしています。

実際のFreeDV運用は、2021年2月現在　週末土日祝　
朝8時30分前後からスタートして10時30分程度まで
７．２００MHz LSB　７００Dモード
夜間は、ほぼ毎日17時ころから18時頃まで
20時頃から21時頃までFreeDV運用局が
受信待機または交信をしています。

FreeDV 付属装置諸元についての補足説明
https://freedv.org/ からの引用

1600モード　700Cモード
Design:

• Codec 2 voice codec and FDMDV/COHPSK modems
• 1.25 kHz spectrum bandwidth (half SSB) with 75 Hz carrier spacing
• FreeDV 1600 mode: 1275 bit/s voice coding, 25 bit/s text for call sign ID, 300 bit/s FEC, 16×50 baud DQPSK carriers, Differential QPSK demodulation
• FreeDV 700(C) mode: 700 bit/s voice coding, no FEC, 14×75 baud QPSK carriers, frequency diversity to combat fading, coherent QPSK demodulation
• No interleaving in time, resulting in low latency, fast synchronization and quick recovery from fades.
• 44.1 or 48kHz sample rate sound card compatible

対翻訳

設計：

• コーデック2音声コーデックおよびFDMDV / COHPSKモデム
• 75 Hzのキャリア間隔で1.25 kHzのスペクトル帯域幅（半SSB）
• FreeDV 1600モード：1275ビット/秒の音声コーディング、
  コールサインID用の25ビット/秒のテキスト、300ビット/秒のFEC、
  16×50ボーDQPSKキャリア、
  差動QPSK復調
• FreeDV 700（C）モード：700 bit / s音声コーディング、FECなし、
  14×75ボーQPSKキャリア、フェージング対策のための周波数ダイバーシティ、
  コヒーレントQPSK復調
• タイムインタリービングを行わないため、低レイテンシ、高速同期、
• およびフェードからの迅速な回復が可能です。
• 44.1または48kHzのサンプルレートのサウンドカードに対応

７００Cモードについての追記

https://freedv.com/wp-content/uploads/sites/8/2017/10/FreeDV-QSG-v1_10.pdf

FreeDV 700 mode*: 650 bit/s voice coding, 50 bit/s text
for call sign ID, no FEC, 14×75 baud QPSK carriers,
frequency diversity to combat fading,
coherent QPSK demodulation,1.5Khz BW
No interleaving in time, resulting in low latency,
fast synchronization and quick fade recovery.44.1 or 48kHz
sample rate sound card compatible
*References in this document to 700 mode
refer to the version B of that mode at present.
As 700 mode is beingdeveloped later versions
700C etc. are likely to appear in later versions of FreeDV

FreeDV 700モード*：650 bit / sの音声符号化、
50 bit / sのコールサインID用テキスト、FECなし、14 x 75ボーQPSKキャリア、
フェージング対策の周波数ダイバーシティ、コヒーレントQPSK復調、
1.5 Khz BW タイムインタリービングを行わないため、
低レイテンシ、高速同期、および迅速なフェードリカバリを実現します。
44.1または48kHzのサンプルレートのサウンドカード互換

700モードが開発されているので、それ以降のバージョン700Cなどは
FreeDVのそれ以降のバージョンに現れる可能性があります。

FreeDV2020モードについて
原文サイトより抜粋
FreeDV 2020 First On Air Tests

Brad (AC0ZJ), Richard (KF5OIM) and I have been
putting the pieces required for the new FreeDV 2020 mode,
which uses LPCNet Neural Net speech synthesis
technology developed by Jean-Marc Valin.
The goal of this mode is 8kHz audio bandwidth in just 1600 Hz
of RF bandwidth. FreeDV 2020 is designed for HF channels
where SSB an “armchair copy” – SNRs of better than 10dB and slow fading.

FreeDV 2020 uses the fine OFDM modem ported to
C by Steve (K5OKC) for the FreeDV 700D mode.
Steve and I have modified this modem so it can operate
at the higher bit rate required for FreeDV 2020. In fact,
the modem can now be configured on the command line
for any bandwidth and bit rate that you like, and even
adapt the wonderful LDPC FEC codes developed
by Bill (VK5DSP) to suit.

31 QPSK carriers at 48.78 baud per carrier
Each carrier separated by 48.78 Hz
Pilot symbol assisted carrier recovery
Coherent QPSK demodulation
Raw data rate 3024.39 bits/s
LPCNet speech codec at 1733 bit/s
Rate 0.78 LDPC FEC code
Text at 22.22 bits/s

対訳
ブラッド（AC0ZJ）、リチャード（KF5OIM）と私は、
Jean-MarcValinによって開発されたLPCNetニューラルネット音声合成技術を
使用する新しいFreeDV2020モードに必要な部品を配置しています。
このモードの目標は、わずか1600HzのRF帯域幅で8kHzの
オーディオ帯域幅です。 FreeDV 2020は、SSBが「アームチェアコピー」
であるHFチャネル用に設計されています。SNRは10dBを超え、
フェージングが遅いです。 FreeDV 2020は、FreeDV 700Dモード用に
Steve（K5OKC）によってCに移植されたファインOFDMモデムを使用します。

スティーブと私はこのモデムを変更して、FreeDV 2020に必要なより
高いビットレートで動作できるようにしました。
実際、モデムはコマンドラインで任意の帯域幅とビットレートに設定でき、
すばらしいLDPCを適応させることもできます。
ビル（VK5DSP）が適切に開発したFECコード。
キャリアあたり48.78ボーの31のQPSKキャリア
48.78Hzで分離された各キャリア パイロットシンボル支援
キャリア回復 コヒーレントQPSK復調 生データレート3024.39ビット/秒
1733ビット/秒のLPCNet音声コーデック レート0.78LDPCFECコード
22.22ビット/秒のテキスト

開発元　freedv.orgに掲載されている
FreeDVテクノロジのサイトよりhttps://github.com/drowe67/codec2/blob/master/README_freedv.md

FreeDV は、モデム、コーデック、および FEC を統合するオープンソースの
デジタル音声プロトコルです。

送信時に、FreeDV は音声を無線チャネルで送信できるモデム信号に
変換します。受信時に、FreeDV は空気モデム信号を取り外し、
音声サンプルに変換します。

FreeDV は、GUI アプリケーション、オープンソースライブラリ
(FreeDV API)、およびハードウェア (SM1000 FreeDV アダプタ) で
利用できます。FreeDV はコーデック 2 プロジェクトの一部です。

このドキュメントでは、FreeDV 内部の技術の概要と、
FreeDV 2020 および 2400A/2400B モードの構築/使用に関する追加の
注意事項を示します。

フリーDV HF モード

これらはHF SSB無線との使用のために設計されている。

モード	日付	コーデック	モデム	RF BW	生ビット/秒	Fec	テキストビット/秒	SNR分	マルチパス
1600	2012	コーデック2 1300	14 DQPSK + 1 DBPSK パイロットキャリア	1125	1600	ゴレイ (23,12)	25	4	貧しい
700C	2017	コーデック2 700C	14キャリアコヒーレントQPSK +ダイバーシティ	1500	1400	–	–	2	よし
700D	2018	コーデック2 700C	17 キャリアコヒーレント OFDM/QPSK	1000	1900	LDPC (224,112)	25	-2	公正
700E	2020	コーデック2 700C	21 キャリアコヒーレントOFDM/QPSK	1500	3000	LDPC (112,56)	25	1	よし
2020	2019	LPCネット 1733	31 キャリアコヒーレント OFDM/QPSK	1600	3000	LDPC (504,396)	22.2	2	貧しい

ノート：

1. Raw ビット/秒は、モデムによってチャネルを介して運ばれる
   ペイロード ビットの数です。コーデック フレーム、FEC パリティ ビット、
   保護されていないテキスト、およびパイロットや一意のワード ビットなどの同期情報で構成されます。
   推定値は、パイロットシンボルとサイクリック接頭辞の考慮事項
   (スプレッドシートを参照)のためにOFDM波形の解釈に
   開かれています。
2. RF BWは、電波を介した RF 信号の帯域幅です。FreeDV は SSB よりも
   効率的な帯域幅です。
3. マルチパスは、マルチパスフェージングに対するモードの
   相対的な回復力であり、HF無線チャンネルでデジタル音声が
   直面する最大の問題です。アナログSSBは「良い」と評価されます。
4. テキストは、位置情報やコールサインなどの低ビットレートテキストの
   サイドチャネルです。一般的に FEC によって保護されず、バリコードで
   エンコードされます。
5. SNR 最小は AWGN チャネル用です(マルチパス/フェーディングなし)。
6. すべてのモデムは、約 50 Hz の低シンボル レートで実行されている複数の
   パラレル キャリアを使用します。これにより、マルチパス チャネルの
   効果に対処できます。
7. Codec 2 モード(2400/1300/700C など)の一部は、FreeDV モードの名前と
   一致します。たとえば FreeDV 700C は、音声圧縮にコーデック 2 700C を
   使用します。しかし FreeDV 700D は音声圧縮にコーデック 2 700Cを
   使用しますが、FreeDV 700C とは非常に異なるモデム波形を持っています。
   混乱した命名法で申し訳ありません。
8. コヒーレント復調は、差分よりもパフォーマンスが大幅に向上し、
   複雑さを増します。パイロットシンボルは、デモが各キャリアの
   基準フェーズを推定できるように定期的に送信されます。
9. 1600 および 700C 波形はパラレル トーン モデムを使用し、
   以降のモードでは OFDM を使用します。OFDMは、
   より高いビットレートを可能にするより緊密なキャリアパッキングを
   提供しますが、周波数オフセットと遅延スプレッドにより
   苦しむ傾向があります。
10. 中~高SNRsでは、FreeDV 700Cは、並列トーン設計と
    高いパイロットシンボルレートにより、遅延が大きく広がる
    高速フェージングマルチパスチャンネルで(700Dより優れた)性能を
    発揮します。FECを使用するモードと同様のBERパフォーマンスを
    提供する送信ダイバーシティを採用しています。
    高速同期は、使用不能とほとんど使用できない間を移動する
    限界チャネルで便利です。
11. FreeDV 700DはOFDMモデムを使用し、低いSNRチャンネルに
    最適化され、強力なFECですが、パイロットシンボルレートが低く、
    スピードが速い(>1Hz)のマルチパスチャンネルでパフォーマンスが
    低下することを意味する控えめな(2ms)サイクリックプレフィックスです。
    強力な FEC を使用すると、静的クラッシュ、都市部の HF ノイズ、
    帯域内干渉など、他のチャネル障害に対してこのモードが
    非常に堅牢になります。
12. FEC は、FreeDV モードにかなり最近追加されました。
    使用する音声コーデックは、ビット エラーレートが数%、
    パケット エラー率が 10% です。
    マルチパスチャンネルの生ビットエラー率は、多くの場合10%を
    超えています。妥当な待機時間 (40ms など) のためには、
    小さなコードワードが必要です。したがって、有用であるためには、
    10%以上のRAW BERで動作するFECコード、
    1%の出力(コード化された)ビットエラー率、および約100ビットの
    コードワードが必要です。デジタル音声は異常な要件を持ち、
    ほとんどのFECコードはビットエラーに対して不寛容なデータ用に
    設計されており、10%以上のRAW BERを操作する場合は
    ほとんどありません。強力な FEC コードは長いブロック長さ (1000 ビット) を持ち、長い待機時間を導きます。
    しかし、LDPCコードは近く来て、また、静的および干渉によって
    引き起こされる他のチャネルエラーを「クリーンアップ」することが
    できます。OFDMを使用すると、FECに必要な余分なビットのための
    「余地」ができたため、待ち時間を除いて追加するコストは
    ほとんどありません。

フリーDV VHF モード

これらのモードは、FSK や FM のような一定の振幅変調を使用し、
VHF 以上のために設計されています。
しかし、800XAはSSB無線でHFまたはVHFを介して実行することができます。

モード	日付	コーデック2	モデム	RF BW	生ビット/秒	Fec	テキスト
2400A	2016	1300	4FSK	2400	5kHz	ゴレイ (23,12)	Y
2400B	2016	1300	ベースバンド/アナログFM	アナログFM	2400	ゴレイ (23,12)	Y
800XA	2017	700C	4FSK	2000	800	–	N
FSK_LDPC	2020	–	2 または 4 FSK	ユーザー定義	ユーザー定義	Ldpc	–

FSK_LDPCモードはデータに使用され、ユーザー定義のビットレートと使用可能なさまざまな LDPC コードを持っています。それはREADME_dataで議論されています

FreeDV 700C,1600,700Dモードに関しての情報
Modems for HF Digital Voice Part 1 – Rowetel
FreeDV QSG
FreeDV 2020モードに関しての情報
FreeDV 2020 First On Air Tests – Rowetel

FreeDVの技術で採用されている情報について
FreeDVテクノロジー原文サイト