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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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WSJTの平均化処理

 一昨日の1200MHzで埼玉県戸田市受信で述べたWSJTの平均化処理について記述します。

 一昨日の操作では、WSJTのいくつかある微弱信号解読機能に助けられました。 その中でも、平均化処理による信号の解読には初めて助けられました。

 WSJTは元々はMS(Meteor-Scatter 流星散乱痕)通信やEME(Earth-Moon-Earth 月面反射)通信用に開発された物で、その中でも特にJT65のモードは微弱信号の解読の為に何層もの解読機能を備えて居るようです。 元々、特殊な符号を使って符号化しており、リードソロモン解読器を使って通常のエラー補正機能を働かせ、それで解読できないS/N比の悪い信号は、ディープサーチの機能を使いコールサインの照合をする見たいです。 それとは別に、同期信号が捕らえられた信号で、送信情報が同一の繰り返し信号の場合には、アキュムレータアレイに蓄積され、相加平均によるS/N比の改善が行われ、結果として解読できた場合は Average Text Window に表示されるようです。

 この平均化処理は、通常の受信時にも行われていますが、 Average Text Window は2行しかないので、別の送信情報が来た場合はすぐに一杯になってしまいます。 そういう場合には、一昨日、操作した、蓄積情報の再生操作が効果的になってくるようです。

070920_wsjt_averaging01

 この画面は、メイン画面のツールバーより File をクリックした時の画面です。 事前に Clear Avg をクリックして Average Text Window をクリアしておく必要が有ります。 また、Stop をクリックしてモニタを止め、Erase をクリックして、Monitor Window をクリアしておいた方が分かりやすいです。 そうしておいて、Open をクリックし、出てきた選択画面より、平均化処理をしたい信号を選択します。 そうすると、一瞬、時間をおいて、Decode が実行され、Monitor Window および Average Text Window に結果が表示されます。 必要に応じ、いくつかの同期信号を捕らえた信号履歴を繰り返して再生しますと、運が良ければ、 Average Text Window に復号結果が表示されます。 なお、オフラインで再生する場合でも、同期信号の周波数位置が解読範囲に入る様に位置を調整しておく必要が有ります。

070920_wsjt_averaging02

 この画面は、070600UTC と 070800UTC の信号を再生して、運良く、2つの信号だけで、復号できた場合です。

070920_wsjt_averaging03

 こちらの画面は、072600UTC と 073600UTC と 074200UTC と 080200UTC の4つの信号を平均化して、やっと復号できた場合です。 3つの信号でも解読できなかった信号が、4つ目の信号を加算する事によって解読できる様子を見ていると、何とも不思議な感じです。

 ランダムノイズの中にある繰り返し信号を平均化するとS/Nが改善するというのは、詳しい、数学的解析が有るようですが、ざっくり言えば、平均する信号の数に比例してS/Nは改善されるようです。 以下の画像が分かり易いシミュレーション結果です。

070920_wsjt_averaging04

 赤丸がランダムノイズを加えた繰り返し信号、緑が100回の平均処理後の結果だそうです。 元信号は、ほとんどノイズだけと言う感じですが、随分改善されますね。 我々が扱う信号の場合は、これほどひどい信号は無いでしょうが、2~4回の平均化で情報が浮き上がってくると言うのは、やっていて、なかなか面白い物です。

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