FreeDV運用ガイド

オープンソースによるデジタル音声通信

この画面は、簡易表示です

freedv

FreeDV 諸元資料

投稿日 by Hiro

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。
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
16002012コーデック2 130014 DQPSK + 1 DBPSK
パイロットキャリア
11251600ゴレイ (23,12)254貧しい
700C2017コーデック2 700C14キャリアコヒーレントQPSK
+ダイバーシティ
150014002よし
700D2018コーデック2 700C17 キャリアコヒーレント OFDM/QPSK10001900LDPC (224,112)25-2公正
700E2020コーデック2 700C21 キャリアコヒーレントOFDM/QPSK15003000LDPC (112,56)251よし
20202019LPCネット 173331 キャリアコヒーレント OFDM/QPSK16003000LDPC (504,396)22.22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
    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/Fecテキスト
2400A201613004FSK24005kHzゴレイ (23,12)Y
2400B20161300ベースバンド/アナログFMアナログFM2400ゴレイ (23,12)Y
800XA2017700C4FSK2000800N
FSK_LDPC20202 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


    


FreeDV信号の受信について

投稿日 by Hiro

アマチュア無線の基本は、まず受信(ワッチ)をする事から始まると、言われています。
信号が聞こえていないと交信も出来ません、FreeDVについても同様です。
それでは、どんな信号がFreeDVの信号なのでしょうか、ここではその見分け方
特徴などついて説明していきます。

週末の土日に朝8時30分頃からHF 7MHz帯で7.190MHzから7.200MHの付近をワッチしていると
一定の帯域幅、信号強度で連続したデジタル変調の信号を聞くことがあります。
最近の無線機では、ウォーターホール画面を備え付けたものも、多くなってきています。
受信音声の帯域幅も、表示されるものもあります。

もしAF-FFTで、上のような画像の信号が出てきたら、
それがFreeDVの信号です。
画像は700Dモードの信号を受信した場合のもので
受信帯域幅は、およそ1KHzになっています。

占有帯域幅についてもう一度見てみます。

モード 最小SNR フェージング 復調遅延時間 音声帯域幅 占有帯域幅
SSB 0 8/10 短い 2600 3KHz
1600 4 3/10 短い 4000 1.3KHz
700C 2 6/10 短い 4000 1.5KHz
700D -2 7/10 長い 4000 1.13KHz
700E17/10中程度40001.5KHz
2020 4 5/10 長い 8000 1.6KHz

最小SNRは 、スムーズに会話できないSNRです。
通常この値を下回ると、音声がケロケロとしてきます。

フェージングがある場合、最小SNRは数dB高くなります。
[フェージング]列は、各モードがHFフェージングに対して
どれほど信号を安定して、復調出来るかを示し、
高いほど復調が崩れません。

FreeDV 700Dはチューニングに敏感です。同期を取得するには、
送信周波数の+/- 60Hz以内でなければなりません。
これは、一般に+/- 1 Hzの精度を備えた最新のラジオでは簡単ですが、
古いVFOベースのラジオで使用する場合はスキルと練習が必要です。

FreeDV 2020交信のヒント

  1. AVXをサポートする最新の(2010年以降)Intel CPUが必要です。
    AVXがない場合、FreeDV 2020モードボタンはグレー表示されます。
  2. いくつかの声は非常に荒いかもしれません。初期のテストでは、
    テストされた受信例の約90%が適切に機能します。
  3. 700Dと同様に、FreeDV 2020を同期するには、-/ + 60Hz以内で
    調整する必要があります。
  4. 大幅なフェージングの場合、同期には数秒かかる場合があります。
  5. 2秒間の復調に必要な時間があります。
    これを調整してみてください(ツール-オプション-FIFOサイズ。
    以下のサウンドカードデバッグセクションも参照してください)。
  6. 音声キーヤーファイルは、16 kHzモノ16ビットサンプル形式で
    ある必要があります。


実際のFreeDV交信では700Dモードを中心に運用をしています。
FreeDVソフトを立ち上げて、モードの700Dをクリックしてスタートを押します。

FreeDV信号を、何も受信していないときは、上の写真のような状態になります。

SSBの音声信号を受信したときは、上の写真のような状態の
ウォーターホールになります。

少し弱めの信号を受信したときのウォーターホール画像です。
受信音声も完全に復調出来ずケロケロ音が混じっています。

受信信号も強い時は、上のような、はっきりとしたウォーターホールが見えて
復調もしっかりと出来ます。

それでは、各モードの受信時のウォーホール画像、受信音声を見ていきましょう

上の写真は、700Cモードの信号を、受信したときのウォーターホール画像です。

上の動画は、700Cモードの受信時の動画です。

上の写真は、700Dモードの信号を、受信したときのウォーターホール画像です 。

上の動画は、700Dモードの受信時の動画です。

上の画像は700Eモードの受信時の画像です。
このモードはFreeDV Ver1.5から実装されたモードです。

上の動画は700Eモード受信時の動画です。

上の画像は800XAモードを受信したときの画像です。

上の動画は800XAモードを受信した時の動画です。

上の写真は、1600モードの信号を、受信したときのウォーターホール画像です。

上の動画は、1600モードの受信時の動画です。

上の画像は2400Bモードを受信した時の画像です。
帯域が広いので28MHz帯以上のFMモード 
F1E F7Wでの運用になります。

上の動画は2400Bモードを受信したときの動画です。

上の写真は、2020モードの信号を、受信したときのウォーターホール画像です。

上の動画は、2020モードの受信時の動画です。

上の画像は700Dモードで、とても良い受信状態のものです。
SNRが、17から19を示していて、きれいな復調で聞くことが出来ました。

どうでしょうか、FreeDV受信信号の受信について、
わかって頂けたでしょうか。
ワッチをしていてFreeDVの信号を見つけたら
受信時に、すべての音声処理をオフにして
DSPノイズリダクションをオフにして
受信オーディオ帯域を可能な限り「フラット」に設定して、
特別な受信フィルターは使用せずに 、受信をしてみて下さい。

ここで紹介した、動画の音源について ←ここで
freedv_test音源.Zip ←ダウンロード出来るようにしてあります。
活用方法は下記の画像を参照
任意のモードを選択スタートさせて、
tools>Start/Stop Play File From Radioで再生出来ます。



FreeDVに必要な電波型式について

投稿日 by Hiro

FreeDVで使われる電波型式は、次のようなものがあります。

パソコンなどの付属装置から、出力されたFreeDVのデジタル音声信号を
無線機により、SSBの変調方式で電波として送り出された場合
1.G1E : デジタル化音声でPSKでの送信
2. G7W : デジタル信号の2つ以上のチャネル で
 電話(音響) ,データ転送に使用
以上の2つの電波型式を必要とします。      

パソコンなどの付属装置から、出力されたFreeDVのデジタル音声信号を
無線機により、FMの変調方式で電波として送り出された場合
1.F1E : デジタル化音声でFSKでの送信
2. F7W : デジタル信号の2つ以上のチャネル で
 電話(音響) ,データ転送に使用
以上の2つの電波型式を必要とします。

この電波型式での運用は、FMでの運用を許可された周波数帯、
28MHz帯以上での運用となります。
24MHz帯以下で、免許されている局もありますが、実際の運用は出来ません。

占有帯域幅について

モード 最小SNR フェージング 待ち時間 音声帯域幅 占有帯域幅
SSB 0 8/10 低い 2600 3KHz
1600 4 3/10 低い 4000 1.3KHz
700C 2 6/10 低い 4000 1.5KHz
700D -2 4/10 高い 4000 1.13KHz
700E1 7/10中程度4000 1.5KHz
2020 4 5/10 高い 8000 1.6KHz

現在、一般的なFreeDVに関しての情報では、占有帯域幅を1.13KHzとしています。
具体的にはG1E, 1K13 G7Wの表記です、これは700Dモードで運用した場合の電波型式です。
この免許の指定の中で、1600モード,700Cモード,2020モードでの運用は指定範囲外となります。
このページでは、FreeDV1.4ベータ版に実装されている、800XA,2400B以外のモードに関しての
付属装置諸元について紹介します。

上の図は付属装置諸元の参考諸元です。
実際の申請では、G1Eに占有帯域幅指定は付けていません

上の画像は、FreeDVで運用している送信機を第2送信機とした場合のものです。
FreeDV 700Dモード以外のモードについての申請に必要な資料をまとめた
FreeDV申請パックを作りました。
FreeDV 1.4ベータに実装されている1600モード
FreeDV 1.5.2 ベータ版に実装されている700Eモード
700Cモード,2020モード,800XAモード,
2400Bモードの付属装置諸元を、上記のようにまとめてあります。
付属装置諸元についての補足説明を含んでいます。
またVer1.5.1に新しく実装された700Eモードの運用については
FreeDV申請パックを使って申請した場合
または2020モード対応の、G1E 1K60 G7Wの免許を受けている場合、
占有帯域幅が指定内となりますので、改めて変更申請を出す必要はありません。
2020年に施行された、免許手続きの簡素化によるものです。
ただG1E 1K13 G7Wの指定を受けている場合は、申請パックを使っての
変更申請が必要となります。


2021年2月にFreeDVの開発元より、最新の諸元が公表されました
それを元にして実装されているモード、全ての諸元を
FreeDV申請パックに、まとめてあります。
エクセル形式、LibreOfficeの形式にしてありますので
必要に応じて編集して下さい

申請用の諸元をまとめた FreeDV 申請用パックは、
こちらからダウンロードして下さい、ウィルスについてはチェック済みです。


FreeDV運用に必要な電波型式と、包括コードの関係

周波数包括コードG1EG7WF1EF7W
1.9MHz帯4MA,3MA含まれない含まれない運用不可運用不可
3.5MHz帯4HA,3HA含まれない含まれない運用不可運用不可
3.8MHz帯4HD,3HD含まれない含まれない運用不可運用不可
7MHz帯4HA,3HA含まれない含まれない運用不可運用不可
14MHz帯2HA含まれない含まれない運用不可運用不可
18MHz帯3HA含まれない含まれない運用不可運用不可
21MHz帯4HA,3HA含まれない含まれない運用不可運用不可
24MHz帯4HA,3HA含まれない含まれない運用不可運用不可
28MHz帯4VA,3VA含まれる含まれない含まれる含まれる
50MHz帯4VA,3VA含まれる含まれない含まれる含まれる
144MHz帯4VA,3VA含まれる含まれない含まれる含まれる
430MHz帯4VA,3VA含まれる含まれない含まれる含まれる

上の図で、包括コードに含まれていない電波型式は、無線局免許申請書類の中で
13 電波の型式並びに希望する周波数及び空中線電力の項目に別途記載をする必要があります。
FreeDV申請パックを使って申請をされる場合は、2020モードの占有周波数帯幅が、
各モードの中で最大となります。
具体的には、G1E 1K60 G7Wの追記となります。
4VA,3VAの包括コードでは、1K60 G7Wのみ追記します。
工事設計書は、必要とする全ての電波型式を記入することになります。
同じように FreeDVの電波型式として G1E  1K60 G7Wの記載が必要です。
28MHz帯以上で、FMモードでの運用が可能な無線機の場合は、F1E ,F7Wを
工事設計書に記載をして下さい。

参考までに、電子申請での 13 電波の型式並びに希望する周波数及び空中線電力の
項目部分を載せておきます。



必要な設備について

投稿日 by Hiro
  • SSBレシーバーまたはトランシーバー
  • FreeDVソフトウェアのダウンロードリンクは以下のとおりです。
  • 1枚(受信のみ)または2枚のサウンドカードを備えたWindows、Linux、またはOSX PC。
  • PCをSSB無線に接続するケーブル。

それぞれについて、具体的に見ていきましょう

SSBトランシーバー
これは最近の機種でUSBオーディオを内蔵したものならば
ケーブル一本で接続出来ますので設定が楽ですが
内蔵していない場合は、別途パソコンとのUSB接続インターフェイスを
用意して下さい。

FreeDVソフトウェア
公式サイト ダウンロードリンク
32/64 ビット Windows、MacOS 用のインストーラー
Debianは 不安定リポジトリーに入っています
FreeDV-1.5.3-devel Windows 32bit Installer
FreeDV-1.5.3-devel Windows 64Bit Installer

上のダウンロードリンクは、最新のソースコードから
ビルドしたものです。

画面の配色に改良を加えたバージョンが公開されました 2021.5.23追記
FreeDV-1.5.3-devel Windows 32bit Installer
FreeDV-1.5.3-devel Windows 64bit Installer

設定方法は新しいテストバージョンについてのページに
簡単に説明をしています、参考にされて下さい。


FreeDV 1.5.2で復調が上手くいかないケースがある場合のために
Ver1.4.2版のダウンロードリンクを張っておきます。
FreeDV 1.4.3 Beta Windows 32Bit Installer
FreeDV 1.4.3 Bata Windows 64Bit Installer

700Dモードの復調が上手くいかない場合、対象となっている
バージョンを一度削除(アンインストール)して
再度入れ直すことで状況が改善する事もあるケースも有ります。

※2021年4月6日付けで新しいテストバージョンがリリースされました
新しいテストバージョンの具体的な設定方法
変更点については新しいテストバージョンについて
ページに簡単に説明をしています。参考にされて下さい

上記のFreeDVソフトの全てのモードを運用するには変更申請が
必要となります、細かな諸元についてはFreeDVに必要な電波型式について
のページを参照して下さい
ダウンロードがセキュリティー上の理由から上手くいかない
出来ない事があります。下記のようなメッセージが出る時があります。

この場合は、下記の画像のオプション(・・・)の部分をクリックして
保存を選択、任意の場所に保存してからインストールに進みます。


ダウンロード後インストールをしようとするとWindowsから
下記のような警告が出る場合があります。

Windows によって PC が保護されました
Windows Defender SmartScreen は認識されない
アプリの起動を停止しました。このアプリを実行すると、
PC に問題が起こる可能性があります


アプリ: FreeDV-1.4.1-devel-(バージョンNo)-win64.exe
または FreeDV-1.5.3-devel-(バージョンNo)-win64.exe
発行元: 不明な発行元
この場合は詳細情報をクリックし、実行をクリックしてインストールします。

パソコンについて
出来れば最近、製造されたパソコンを用意するのが理想です。
FreeDV 1.4の全てのモードを運用するには
AVXをサポートする CPUが必要です 。
具体的には 該当するCPUとしてIntel i5 3000番台以降
AVXを持っていない場合は、FreeDV 2020モードボタンが
グレーアウトされます。

サウンドデバイスについて
サウンドカード1
これは無線機との入出力を受け持つサウンドカード
USBインターフェイス、無線機内蔵のもの、またはリグエキスパート
八重洲無線で販売している、SCU-17などが使えます。
パソコン内蔵のサウンドデバイスも使えますが
使用にあたって注意が必要です。

サウンドカード2
運用者とパソコン FreeDVソフトウェアとの入出力を受け持ちます。
パソコン内蔵のサウンドデバイスを、既にサウンドカード1の部分で
占有している場合は、入出力の出来るUSBオーディオインターフェイスを
別途用意する必要があります。USBヘッドセットなどでも代用出来ます。

オーディオインターフェイスについての補足説明

無線機でオーディオデバイスを内蔵していて、PTTのコントロールが
スムーズに出来る場合は、上の接続方法になります。

無線機内蔵のオーディオインターフェイスが無く、外部インターフェイス
MFJ製MFJ1204 ,八重洲無線 SCU-17を使う場合は、上の接続方法に
なります。

無線機内蔵のオーディオインターフェイスが無く、外部インターフェイス
USBIF4CW等、外部装置内に、オーディオデバイスを内蔵していなくて
パソコン内の、オーディオデバイスを使用している場合は、
人側に、USBヘッドセットなどのデバイスを用意する必要があります。


上級編として、接続例4,5の運用者側のマイク入力にUSB接続の出来るコンデンサーマイク
価格は、5000円くらいから、またはパソコンとUSB接続可能な
マイクプリアンプとコンデンサーマイク セットで15000円
くらいから使うのも良いと思います。



FreeDVモードの特徴について

投稿日 by Hiro

歴史について

2012年、FreeDVはDavid Witten(GUI、アーキテクチャ)とDavid Rowe(Codec 2、モデムの実装、統合)
によってゼロからコーディングされました。

FreeDVの設計およびユーザーインターフェイスは、フランチェスコランザHB9TLKによって
開発されたFDMDVに基づいています。Francescoは、Peter Martinez G3PLXからモデム設計に
関するアドバイスを受けました。
PeterMartinez G3PLXは、FreeDVで使用されるFDMDVモデムについてDavidにもアドバイスしました。

K0PFXのMel Whittenは、FDMDVを含むいくつかのデジタル音声システムの設計、テスト、
およびプロモーションに大きく貢献しました。
この実用的な経験が現在の設計につながっています-高速同期、FECなし、低遅延システムにより、
オペレーターに「SSB」タイプの感覚を与えます。メルとアルファテスターのチーム
(Gerry、N4DVR、Jim、K3DCC、Rick、WA6NUT、Tony、K2MO)は、
FreeDVの使いやすさと設計に関するフィードバックを提供しました。

ブルース・ペレンスは、アマチュア無線のオープンソースで特許フリーの音声コーデックの思想的リーダーです。
彼はCodec 2とFreeDVの開発に刺激を与え、促進し、奨励しました。

FreeDVは、音声コーデックを含む 100%オープンソースソフトウェアを使用しているため、ユニークです。
秘密もプロプライエタリもありません!FreeDVは、21世紀のアマチュアラジオの道を表します。
ハムは自由に実験や革新を行うことができ、将来は単一のメーカーが閉鎖した技術に縛られるのではありません。

FreeDVに実装されているモードの特徴

次の表は、音声品質の大まかなガイドのアンカーとしてアナログSSBとSkypeを使用した、
さまざまなモードのガイドです。

モード 最小SNR フェージング強度 復調遅延 音声帯域幅 音声品質
SSB 0 8/10 短い 2600 5/10
1600 4 3/10 短い 4000 4/10
700C 2 6/10 短い 4000 3/10
700D -2 4/10 長い 4000 3/10
700E17/10中程度40003/10
2020 4 5/10 長い 8000 7/10
Skype 8000 8/10

最小SNRは、おおむね自分自身を繰り返さずに会話できないSNRです。
上記の数値は、フェージングのないチャネル(VHF無線のようなAWGNチャネル)にあります。
フェージングがある場合、最小SNRは数dB高くなります。[フェージング強度]列は、
モードがHFフェージングチャネルに対してどれほど堅牢であるかを示し、高いほど堅牢です。

より高度な700Dおよび2020モードでは、大きな前方誤り訂正(FEC)コードを使用するため、
待ち時間が長くなります。音声の多くのフレームをバッファリングし、
PCサウンドカードのバッファリングと組み合わせて、1〜2秒のエンドエンドレイテンシをもたらします。
特にフェージングが発生している時では、会話の開始時に同期に数秒かかる場合があります。

FreeDV 700D

2018年半ばに、新しいOFDMモデム、強力な前方誤り訂正(FEC)、およびオプションの
インターリーブを備えたFreeDV 700Dがリリースされました。
700Cで同じ700ビット/秒の音声コーデックを使用します。-2dBという低いSNRで動作し、
良好なHFチャネル性能を備えています。フェージングチャネルではFreeDV 1600よりも約10dB優れており、
低SNRでSSBと競合します。FECは、都市のHFノイズからある程度の保護を提供します。
Sレベルが1~3程度の信号であってもSNRが確保されていれば、会話をすることが出来ます。

FreeDV 700E

FreeDV 700Eは、700Cと700Dのオンエア動作から学んだ教訓を使用して、
2020年12月に開発されました。700D の変形は、
短いフレーム サイズ (80 ミリ秒) を使用して、遅延と同期時間を短縮します。
最大4Hzドップラースプレッドと6ms遅延スプレッドを備えた高速フェージングチャンネルに最適化されています。FreeDV 7000E は、FreeDV 700C および 700D と同じ 700 ビット/s コーデックを使用します。それは700Dより約3dBより多くの力を必要とするが、速い退色チャネルで確実に作動できる。

700Eリリースには、700Dのオプションの圧縮(クリッピング)と700E送信波形も含まれ、ピーク対平均電力比を約4dBに低減します。たとえば、100WのPEP送信機は約40W RMSに駆動することができます。
これは、FreeDV 700D の以前リリースに比べて 6dB の改善です。
クリッパーを有効にする前に、送信機が損傷することなく、
持続高平均電力を処理できることを
確認してください。

クリッピングはツール-オプションを使用して有効にすることができます。

SNR クリッピングが高い良好なチャネルでは、受信信号の SNR が実際に減少する可能性があります。これは意図的です – RMS パワーを高めるために、いくつかの事前歪みを追加しています。前方エラー訂正(FEC)はクリッピングによって発生したエラーをクリーンアップし、不良チャンネルでは信号パワーの増加の利点が良好なチャネルのSNRのわずかな減少を上回ります。

FreeDV 2020

FreeDV 2020は2019年に開発されました。Jean-MarcValinが開発したLPCNetニューラルネット
(ディープラーニング)合成エンジンに基づく実験的なコーデックを使用しています。
わずか1600 HzのRF帯域幅で8 kHzのオーディオ帯域幅を提供します。
FreeDV 2020は、700Dと同じOFDMモデムとFECを採用しています。

FreeDV 2020の目的は、HF無線でニューラルネット音声コーディングをテストすることです。
これは非常に実験的であり、おそらく実世界無線システムを介したニューラルネットボコーダーの最初の使用です。

FreeDV 2020は、SNRが10dB以上の低速フェージングHFチャネル用に設計されています。
700Dのような高速フェージングや非常に低いSNR向けには設計されていません。
SSBがすでに「アームチェア」コピーであるチャネルでは、SSBに代わる高品質になるように設計されています。
AWGN(非フェージングチャネル)では、2dB までのSNRではFMモードのような音声品質を実現します。

FreeDVのライセンス料について
FreeDVの使用にはライセンス料は必要ありません。プロジェクトに含めるのは、
Cコードのライブラリをコンパイルするのと同じくらい簡単です。
FreeDVはオペレーティングシステムを必要とせず、
マイクロコントローラーなどの小さなマシンで問題なく「ベアメタル」で実行されます。
ハードウェア浮動小数点ユニット(FPU)が必要です。

FreeDVスタックは、最新のPCのCPUリソースの約1%で実行されるgccコンパイル可能なCソフトウェアです。
FreeDV 1600および700Dは、
「ベアメタル」STM32F4マイクロコントローラ(168MHz、FPU、128k RAM、500kフラッシュ)にも移植されています。

FreeDVには浮動小数点プロセッサが必要です。固定小数点実装を作成することは可能かもしれませんが、
FreeDVを実行できる浮動小数点プロセッサが5ドル以下で利用できるようになったため、
そうするインセンティブはほとんどありません。

開発者に対しての寄付について
今年、あなたはハム無線機にどれくらい費やしましたか?FreeDVと比較してどうですか?
FreeDVは、Ham Radioを介したデジタル音声のオープンで自由な未来を表します。
PayPalまたはPatreon経由で寄付することで支援できます。

FreeDV開発者は、何千時間もの高度に熟練したエンジニアリング時間を寄付しました。
あなたの寄付は、Hamイベントでのハードウェア、旅行、FreeDVプロモーションの開発者の自費を削減します。

SM1000 FreeDVアダプターを購入すると、PCまたはサウンドカードなしで
任意のHFラジオでFreeDVを実行できます。
これは、FreeDVおよびCodec 2の主要開発者であるDavid Roweをサポートします




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