アマチュア無線家JH0ILLのつぶやき

ある日、突然、アマチュア無線を再び、やってみようと思い付き、十数年ぶりに再開した無線局のつぶやき。

AI CWデコーダの作成

jh0ill

私は学生の頃、CW交信で、コンピュータが文字を解読し、解読結果から、更に自動応答するようなシステムを考えたことがありました。当時(30年以上前)、Unixマシン上で、簡単なニューラルネットワークモデルを使って、簡単な判定ができるようになった時代でしたが、将来、CW解読が可能となり、IF-ELSEのようなAI機能で対応できるようになるのではないかと思っていました。

あれから、月日が経過し、生成AIの登場により、当時のまさに夢のようなシステムが現実化できる時代となりました。

生成AIのプログラミング技術を用いて、これまでいくつかのCW解読システムにチャレンジしてきました。オーソドックスなモールス符号を切り出し、短点と長点の比率、パターンマッチングによって解読することも試みましたが、あまり良い結果が得られず、TとE(長点と短点)だけが認識されるというものでした。2026年春にClaude Fable5という、まさに博士レベルの知能を持つ生成AIが登場し、改めて、CW解読方法について検討してみました。

すなわち、短点と長点の分析をするのでなく、モールス信号を解読する人々が普段実施しているような音で聞き分ける方法を検討することにしました。

そこで提案されたのは、信号音声を前処理し、それをニューラルネットワーク(NN)にて学習した情報と照らし合わせ、その結果から該当するモールスコードを得るという仕組みです。

以下がその概要:

このことにより、CW符号の速度、音、またノイズ、ゆらぎ(短点と長点の比率や間隔)に対して、ある程度の許容可能な解読が可能となります。

ノイズについては、多すぎると解読率が低下しますが、無ノイズでも解読率が低下するようです。

符号の学習には、夜間の7MHz帯でのバックグランドノイズを録音し、それに生成したモールス音声を重奏させました。また、IC7100にダミーロードをつけて、CWを送信、IC7610で録音して学習データを作りました。欧文、和文のそれぞれの学習データを用いて、25時間程度の間、GPUを用いた学習の末、現在の学習モデルを作成しています。

学習モデルの結果は、欧文、和文共、WAVファイルでの静的データで高い解読率を得ることができました。ただし、ストリーミング音声では、一定時間のチャンクデータを処理するために解読率が低下しました。現在は、3段階に分けて解読を行い、静的データに近い解読率まで向上させています。

CWデコーダのメイン画面は以下の通りです:

プログラムを起動するとメイン画面が表示され、入力デバイス(音声)を選択します。開始ボタンを押せば、音声入力が行われます。デコード開始ボタンを押すことで、デコードが行われます。CW音声は600Hzという少し高めの音を中心にしており、一番、解読率が高い周波数です。モードには、自動、欧文、和文があり、自動だとホレ/ラタで切り替えるようになっていますが、欧文解読できない符号があると自動的に和文モードに切り替わるため、今後の改善が必要です。対応可能な速度は、仕様では10~50WPMとしていますが、実際は16~25WPM(80~125文字/分)程度と思われます。信号のS/Nについてはあまり低すぎると解読不能(?文字)が多くなります。バグキーで打つ、短点が短く、長点が非常に長い符号は解読率が低下します。和文では、() 括弧の符号を学習させることを忘れていました。この括弧符号は解読できません。確信度閾値は、0.5で使用し、S/Nが低い信号や短点/長点比が1:3から極端に外れている場合は、確信度閾値を下げてデコードできる場合もあります。

和文デコードは、カタカナで出力され、生成AIを用いれば、そのデコード文字を日本語文字に清書することができます。ローカルLLMを用いる場合は、GPUが必要です。もっとも応答性と清書出力が良いモデルは、gemma4:e4bでした。有料になりますが、OpenAIのGPT-5.6lunaを用いると、最も日本語らしい情報が得られます。OpenAIとClaudeの生成AIのAPIを得て登録することで清書が出来ます。

このCWデコーダには送信機能があります。送信サーバープログラムとCWデコーダプログラムを別々のPCに割り当てることができ、CWデコーダ側から、送信サーバープログラムに接続して情報を送ることができます(受信も同様で、受信送信プログラムをCWデコーダで接続できます)。これにより、無線機と直結されたPCからLANで接続されたCWデコーダを用いることで遠隔にて交信ができるようになります(なお、私の場合、GPU付きPCと無線機用PCが別々であり、LANによってRDP状態としているために、このような構成にしたまでです)。

送信ダイアログは以下の通りです:

無線機PCのURLを設定し接続ボタンを押せば、送信サーバーと接続できます。送信サーバー側では、シリアルポートとDTR/RTSの設定が出来ます。

送信速度は、「受信にあわせる」ボタンを押せば、現在、受信中の相手の速度に合わせた速度に設定できます。相手コールサイン、名前、RST、天気、気温を入れることで、一般的な会話内容を構成することが出来ます。

また、返信の型が設定でき、欧文・和文のそれぞれで、定型文を作成することが出来ます。

和文定型文は通常の日本語で作成でき、送信ダイアログで、カタカナの電文に自動変換されます。確認ボタンを押して、問題なければ、送信が行えます。送信中であっても、中止ボタンで中止ができます。

型は、追加・編集が出来ます。ここで、予め、経歴(自局コール、QTH,アンテナ、リグ)を設定しておくと、この定型文で組み込まれて生成されます。

まだ、試験運用中ですので、不具合等がありますが、受信用として一度、試してみて下さい。また、送信に用いる場合は、十分に取り扱いにご注意下さい。

以下のところで公開をしています。

2024年の総決算と2025年の抱負

jh0ill

皆様、新年明けましておめでとうございます。本年も、何卒よろしくお願い申し上げます。
さて、皆様にとって、2024年はどのような年だったでしょうか。
私にとっては、前職を退職した後、自営で仕事を頂きながら、細々と過ごした年と言えます。また、キリスト教会の礼拝のお手伝いさせて頂きながら、充実した日々を過ごすことが出来ました。
アマチュア無線の活動では、5月に唯一のHF機であるIC-7610が故障し、中古でIC-7100を購入、5月21日付で移動局免許でHFも拡張し、移動局でのHF運用が出来るようになりました。その後、6m AMロールコールに移動局として初参加し、移動運用の楽しさを知りました。ただ、移動するためのGoodsを少しずつ揃えていきましたので、6m以外での運用は11月になってからです。
では、Hamlogの結果から、2024年のアマチュア無線活動を振り返ってみたいと思います。
以下は、移動運用を除く、固定からの交信数を示した表です。

1.9MHz帯はアンテナが無いため、交信結果はありません。144MHzと430MHzは交信数があります。これは、IC-7100Mの入手によります。特に、430MHzでの0エリア以外の交信は、D-STARによる交信です。
まず、全体として、4000を超える交信が出来ました。その半分は7MHz帯です。そして、全体の交信の内、7割がDXとの交信でした。
CWモードでの交信は、以下の通り:

全体の交信数の半分以上はCWモードでした。DX交信でも、半分以上はCWであり、依然としてCWを楽しんでいたことが分かります。
表には載せませんが、全体の交信の内、SSBが945交信(22%)、FT8が708交信(16%)で、CWモード以外も楽しんでいたことが分かりました。SSBでの交信は、DXコンテストの参加です。WW WPX,WW DXコンテストという代表的なコンテストでは、丁度、教会のお手伝いと重なり、時間の制約の中で参加せざる得ず、7MHzだけの参加となりました。また、SSNの上昇に伴う28MHz帯の好コンデションは、アンテナ設備で不利になるため、オールバンドでの参加は諦めていたこともあります。
7MHzでのDX交信数をヒストグラム化すると、以下のようになります。

春先、秋口に突出しているものはDXコンテストです。夏場はコンデションの関係から交信数が激減することが分かります。一番の原因は、7MHzの伝播が夜となる地域を伝播する(D層が不活性状態の場所)ため、冬場にならないと伝播ルートが形成されないためのようです。
2024年の冬には、毎朝、7MHz CWでCQを出すようにしました。このときには、RBN(https://www.reversebeacon.net/)とKiwi WebSDR(http://rx.linkfanel.net/)をモニタしながら、EUにおける自らの信号の強度、伝播状態を確認しながらのCQコールです。
これによって、理解できたことは、

  • グレイラインパスにおける信号強度は、日の出時刻後、15~30分頃が最も強くなる。
  • グレイラインパスが最も良い訳でもなく、10月頃は4時前後に良い状態がある。
  • グレイラインパスの時間帯、国内の信号も強くなり、QRMに悩まされる

グレイラインパスの時間帯では、国内信号もとても強くなるため、敢てDXだけと交信するのではなく、国内局との交信も楽しむように、最近はCQ DXを出さないようにしました。
また、国内局のCWでのキークリックによるQRMが厳しい場合があり、酷い場合は±1kHzほどまでに及んでいます。最近のリグは、CWの立ち上がり信号を遅く設定できるので、是非、設定してほしいと思いますし、メーカーも初期設定で遅くして出荷してほしいと思います。CQを出すと、QSBを伴ったS3~5程度のDX局が呼んでくることが多く、その傍でS9も振るようなキークリックノイズが生じていると、交信が成り立たなくなります。


2024年のハムフェアでは、IC-7760が発売されました。200W機が出ることが魅力ともいえますが、1kWの免許を受けている者にとってはIC-7610で十分と感じてしまいました。それよりも、コンデションの上昇か?、コマーシャル局が多いのか?ローバンドでのOVF発生が頻繁に起こり、DIGI-SELを設定しても、ATT -3dBほどにしないとダメです。IC-7760ではBPFが細かく設定されているため、OVFがより抑制されているのではないかと期待してしまいます。ただ、IC-7610の背面パネルには、受信用に回路を挿入できるため、外部にBPFを挿入出来そうなので、10MHzと7MHzで特性のよいBPFが見つかれば、入れてみたいと思います。
私の設備では、7MHzの耳はそれなりですが、10MHzの耳は酷いものです。CQを出して呼んで来られても、殆ど信号が聞こえないことが良くあります。7MHzでは無いのですが・・・。アンテナの問題なのか、バンド特性なのか、それともリグの問題か、見極める必要がありそうです。
また、SSBでの了解度がいま一つと感じます。S5~7程度の信号だと、極端に了解度が落ちます。何が原因か分かりません。


さて、昨年5月に入手したIC-7100Mは、普段は144MHz/430MHzのFMメインチャンネルの両者をスキャン状態にしてワッチさせています。同時ワッチが出来なくても、高速で切り替わるため、まったく問題とはなりません。
HF帯の運用は、IC-7610に比べて、スペクトラムスコープが無いため、IC-7100Mは手探りの感じとなります。聞いた感じでは、IC-7610に比べて高音が強いキンキンとした感じで、案外と弱いSSB信号は聞きとりやすいのかもしれません。
移動運用のために、リン酸鉄リチウムイオン電池(20Ah)とスクリュードライバーアンテナ(RHM12)を入手しました。RHMC12も追加購入し、1.9~430MHzまで全てのバンドが出れるようになりました。1.9MHz,18MHz,24MHzの交信は未だですが、CWであればDX交信も出来ました。

12月にはPOTAへの登録を行い、アクティベーターとして、初めて若里公園での運用も果たしました。これから暖かくなってからの移動運用は楽しみです。
QSL紙カードについては、昨年11月をもって、以降の交信での交換を全て止めることにしました(それ以前の交信の紙カードの発行は行います)。それはX(twitter)のフォロワーさんのご意見を見て決めたことです。このきっかけとなった記事をリンクしておきます。


問題となる内容は
「QSL Via」はRSGBによって許可されておらず、これらのコールサインのほとんどはRSGBのメンバーではありません。これらのカードを受け取るための費用は現実的ではありません。カードが必要な局のQSL情報をよくお読みください。最大の問題は、ドイツと日本の文化で、すべてのQSOにQSL Via the Bureauを送ることです。そのような時代はとっくに終わりました。今は2023年です。しっかりしてください!」


という文書です。以前も、QSO先から何度か、お叱りのメールを頂いたことがあります。これからは、eQSL、hQSL、LoTWでのみの交換と決めました。どうぞ、ご理解下さい。


さて、これまでは2024年の振り返りをしてきましたが、2025年はどうでしょうか?
私のアマチュア無線に対する抱負(やりたいこと)は以下の通りです。

  • 移動運用の実施(特にPOTA, 6m AMロールコールでの移動運用)
  • 縦振り電鍵でのCW運用(のんびり、ゆったりのCW運用)
  • D-STARでのAJD完成
  • 7MHz,10MHzの伝播の調査(RBN,WebSDR,WSPR等による)
  • ラグチューやツイッターを通しての交流を楽しむ

今年一年も皆様にとって、実り多い年となりますように!!

2024年 CQ WW DX コンテスト

jh0ill

2024年10月と11月にCQ WW DXコンテストに参加した。太陽黒点数が最高期を迎えて、ハイバンドが賑わっているようであるが、私の場合、週末は朝夕の短い時間しか参加できないため、この2年間は40mバンド(7MHz)だけのエントリーとしている。ハイバンドはかなり賑わっていたとの話であるが、日の出ている時間帯は無線も十分に出来ない状況なので、見ないようにしている。
いつもは朝方7MHzでEUに対してDX交信を楽しむようにしているが、コンテストとなると、正に設備差が大きく表れるときなので、どちらかというと私の場合は細々と参加する方になる。
今年の結果は、SSBが198交信、CWが284交信であった。
下のグラフがSSBの交信レートである。

下のグラフはCWの交信レートである。SSBと比較すると興味深い。

SSBとCWの交信局数の差は86局、両者共、CQランニングが出来たので局数が増加した。
SSBでは、局数の多くはYB(インドネシア)局を中心とするアジア・オセアニア、一方CWでは北米局が多いと思う。
この大きな差は、まず、SSBではYB局のアクティビティが寄与している。夜間の7MHz SSBを聞けば一目瞭然であるが、YB局がとても多い、コンテストというと参加してくる。したがって、東南アジア方面から良く聞こえてくる。一方、北米方面は、私の自宅から100mのところに山の麓があり、山が遮っている。恐らくダイポールアンテナでも十分に聞こえてくる信号が、私のところでは聞こえない。中米のDXペディションでは、皆が呼んでいるのに聞こえないということがこれまでに何度も経験している。だから、北米方面に対してCQランニングが出来ない。聞こえないのである。
CWについては、残念ながらYB局が殆ど期待できない。今回も2局しか交信できなかった。しかし、信号レベルは低くても、CWという特徴から、北米局も弱いながらピックアップすることができる。また、北米局は比較的CWが好きな方が多いようである。特に、北米のグレイラインパスの時刻には、沢山の北米局からコールを頂いた。
EU方面は、SSB、CW関係なく、殆ど呼びにまわる。CQランニングする周波数も見つからないし、CQランニングしても殆ど呼ばれそうもない。それでも、JST22時台で、アンテナを北西に向けたCQランニング中、いくつかのEU局からコールされた。
EU局との交信は、朝方5時半から7時ぐらいまでであった。信号が強い局も弱い局も、呼べばコールバックがある。SSBとは異なり、QRMに強いCWならではである。7.000~7.080MHzぐらいまで幅広く出ていた。朝方、SSBの国内交信ではCWがかなり邪魔だったのではないだろうか。EUのコンテスト局の設備が凄いのだろうけど、25日の朝9時近くまでEUとCWで交信ができたのは少しうれしかった。
なお、JA局に多くて気になるのが、CWのサイドの広がりである。信号が強いだけに、クリック音が近くのDX局の信号を潰されることが度々あった。最悪な信号は以下の信号である。これは、Kiwi WebSDRで北米のSDRから見たものである。ちなみに、7.029MHzの信号は私のものである。7.025MHzが3エリアの某局の信号。この局がここでCQを出すと、前後3kHzあたりはつぶれてしまう。信号強度は、私の信号強度と似たり寄ったりである。
私は、CWのライズタイムをIC-7610の最長8mSに設定している。そうすると、周波数の広がりが少ない。人が聞いてもCWの信号は聞きやすい状態である。
北米のSDRで聞いても、7.025MHzの局は周囲に幅広くクリック音をばらまいていることが分かる。やはり、マナーの面で自分自身の信号には気をかけてほしいと思い。

以下はIC-7610でCQランニングするスーパーステーションの信号を聞いたものである。
JA3のクラブ局でものすごい強い信号の局である。しかし、サイドの広がりが殆どない。波形もとても綺麗な波形である。

これも6エリアのスーパーステーションである。

この局はJA3局とほぼ同程度の信号強度であったが、サイドの広がりは2倍ほどある。波形をみると、立ち上がりが少し急峻である。これだけで、500Hz離れたDX局の信号へのQRMが生じる。
更に、JA局でスーパーステーション局と較べて20dB程も弱いけど、サイドが広がった局である。立ち上がりが急峻であることがわかる。

このように、CWのライズタイムは他局へのQRMをかける可能性が高いので、是非、ライズタイムを大きくして、きれいな信号にしてほしいと思う。クリック音がバリバリ聞こえるのがスマートでないと誰もが思うのではないだろうか。メーカーもディフォルトの設定をもっと長いものにしてほしいものだ(IC-7610のディフォルトのライズタイムは、4mS)。


コンテストの振り返りをすると・・・

  • CWではゆっくり打たずに、25WPM以上の速さで打つことを心がけよう!
    遅いと取ってもらえず、また、相手のコールバックが聞き取れない場合がある
  • CWのライズタイムを伸ばした方が周囲にQRMの迷惑をかけない。