FCC、アマチュア無線のデジタル送信制限の緩和を推進
(radioworld.com)- FCCは1980年に導入されたアマチュア無線のデータ送信制限を見直し、現代的なデジタル放射と実験の余地を広げようとしている
- 11月会合の議題は、29.7MHz未満のアマチュア帯域におけるbaud rate制限を撤廃し、代わりに2.8kHzの帯域幅制限を設けるReport and Orderである
- 現行規則は、28MHz未満の高周波radioteletype/data送信を300 baud、28〜29.7MHzの10m帯を1200 baudに制限している
- ARRLは2013年から制限変更を要請しており、ハリケーン・山火事のような災害対応でボランティアのアマチュア無線運用者の緊急通信速度が重要だとみている
- FCCは2200m、630m、VHF、UHF帯にも制限緩和を広げるFNPRMを検討しており、各帯域に適した帯域幅制限について意見を募る予定である
1980年式のbaud rate制限を帯域幅基準へ転換
- FCC Chairwoman Jessica Rosenworcelは、アマチュア無線帯域で革新と実験を促進するため、古い制限を取り除き、免許保有者が現代的なデジタル放射を使えるようにする計画を示した
- 11月会合で扱われるReport and Orderは、29.7MHz未満のアマチュア無線帯域におけるデータ放射の規則を変更する
- データ放射に適用されるbaud rate制限を撤廃する
- baud rateの代わりに2.8kHzの帯域幅制限を設定する
- baud rateは、情報を伝送するために搬送波の振幅、周波数、位相を変化させる速度であり、現行の制限は1980年に導入された
- 2.8kHz基準は、他の無線通信サービスに対するFCCの扱い方とも一致している
現在の規則が妨げている伝送速度
- 現行規則は、高周波アマチュアradioteletype/data送信に次の制限を設けている
- 28MHz未満の周波数は300 baudに制限される
- 60m帯は例外である
- 10m帯である28〜29.7MHzは1200 baudまで許可される
- FCC Wireless Telecommunications Bureauは、技術標準の変化によってアマチュア無線サービスをより効率的に運用でき、非常時の支援にも役立つとみている
- FCCは手続き記録に基づき、baud rate制限は時代遅れであり、アマチュア帯域の革新と活発な利用を促進するどころか妨げていると判断した
- ただし、baud rateや帯域幅の制限がどちらもなくなると、単一のデータ放射が多くのスペクトラムを占有し、狭帯域モードを使う他の局の同時利用を損なう可能性がある
ARRLの要請と災害通信の根拠
- American Radio Relay League(ARRL)は2013年、FCCにbaud rateへの言及削除と2.8kHzの帯域幅制限設定を要請した
- ARRLは、アマチュア無線運用者がハリケーン、山火事、その他の災害の最中およびその後に自発的支援を行う際、伝送速度の向上が特に重要だとみている
- baud rate制限をなくせば、現在使われている帯域幅を増やさずに各信号内でより多くのデータを送れるため、革新促進につながる可能性がある
- ARRLの広報担当者は、組織として提案された措置とfurther notice proposalを支持すると述べた
- ARRL法務顧問のDavid Siddallは、技術変化によりメッセージ送信時間が短縮され、時間領域でより多くの運用者が利用できるスペクトラムが開かれるとみている
- 1980年、FCCは単一信号が占有するスペクトラム量を制限するために300 baudの速度制限を採用した
- アマチュア無線運用者は標準的なスペクトラム帯域幅内に収まるより高速な方式を開発したが、最終的にはFCCのbaud rate制限に突き当たった
狭帯域保護への懸念と既存の免除事例
- FCCは2016年のNotice of Proposed Rulemaking, WT Docket No. 16-239で、MF/HF帯のradioteletypeおよびdata放射に2.8kHzの帯域幅制限は必要ないという暫定結論を示し、意見を募集した
- 当時、一部の意見提出者は、Morse codeやその他の狭帯域伝送に対するアマチュア帯域へのアクセスを保護するには現行規則を維持すべきだとして、いかなる規則変更にも反対した
- FCCは、変化の利点として、非常時にボランティアのham radio運用者によるより速い緊急通信を挙げた
- Wireless Telecommunications Bureau Mobility Divisionは、公共安全上の利益のため、災害救援活動に直接参加したアマチュア運用者にbaud rate制限超過の免除を発給したことがある
VHF・UHFにまで広がる後続検討
- FCCは11月会合でFNPRMも検討する予定である
- 2200mおよび630m帯のbaud rate制限撤廃を提案する
- VHFおよびUHF帯のbaud rate制限撤廃も提案する
- 2200m、630m、VHF、UHF帯に適切な帯域幅制限が何かについて意見を募る予定である
- アマチュア無線ニュースレターZero Retriesの編集者Steve Strohは、データ通信改善の必要性が、LED照明、小型スイッチング電源、太陽光パネルのようなシステムによるスペクトラムノイズ増加と重なっているとみている
- こうしたノイズは音声のようなアナログモードや極めて低電力の送信に大きな影響を及ぼし、デジタル音声モードを含む改良されたデータ通信モードはノイズ問題を克服できる
- Strohは、FCCがVHFとUHFのアマチュア無線帯域における同じ制限を合わせて扱う点を前向きに評価している
- これらの帯域は、データ速度とモード制限がなければ、データ通信技術の革新ポテンシャルがさらに大きかった可能性がある
- FCCの次回会合は11月15日に予定されており、FNPRMの意見募集期間はFederal Register掲載日の30日後に始まる
1件のコメント
Hacker News の意見
自分もこの変更に少しは貢献したと思いたい: https://news.ycombinator.com/item?id=37394599
下のコメントが説明の助けになりそう: https://news.ycombinator.com/item?id=38053342
数年前、FM ラジオ局の割り当て帯域で LTE の計算をしたとき、CAT4 無線機器基準で約 1.4Mbps ほどになったが、どの変調方式と前方誤り訂正レベルを仮定したかは覚えていない
これは本当に良い変更だが、無線に慣れていない人には分かりにくいかもしれない
1980年代、FCC は 30MHz 以下のデジタル信号に対してボー・レート（baud rate）ベースの制限を設けていた。当時のデジタルモードは主に周波数偏移変調（FSK）を使い、0 と 1 を異なるトーンで送る方式だったため、速度を上げるとより広いスペクトルを占有した。そのためボー・レート制限が事実上、帯域幅制限のように使われていた
しかしその後、デジタル信号処理が発展して変調方式が爆発的に増え、同じチャネル帯域幅の中にずっと多くのビットを詰め込めるようになった。FCC に対して「本当に制限したいのがスペクトル幅なら、ボー・レートではなく帯域幅を直接制限すべきだ」という要望が多く、実験家たちはその空間にどれだけ多くのボーを詰め込めるかを競うことになるだろう
個人的には SDR をいじっていてアマチュア無線に戻ってきた側なので、偏りはある。全州や全世界の国と交信することより、「20m バンドで大西洋上の気象気球から画像を受信した」とか「KiwiSDR ネットワークで 500マイル離れた自分のビーコンが見える」といった実験のほうがモチベーションになる。今回の変更がそうした実験の余地を大きく広げてくれそうで期待している
「当該 NPRM に寄せられた一部のコメントは、既存の規則がモールス符号や他の狭帯域伝送のアマチュアバンドへのアクセスを保護すべきだとして、いかなる規則変更にも反対した」とは、アマチュア無線バンドにもゲートキーピング NIMBYがいるらしい
Winlink 側はすでに CW とデータのサブバンドの大きな部分をチャネル化しており、この変更によって Vara セッションが既存ユーザーの上で始まると、さらに多くのスペクトルを奪うことになる。そうした行為は配慮がないだけでなく、依然として規則違反でもある
CW だけの問題ではなく、PSK31 や WSPR なども現在の規則下ですでに影響を受けている。2.8kHz の帯域幅を認めれば悪化するだけだ。先週も私の PSK31 交信が Vara セッションにかぶされて台無しになった
無線についてはほとんど知らないのだが、そもそもなぜボー・レート制限を入れたのか、誰か説明してくれる？ 干渉のような技術的理由があったのか？
FSK は2つの周波数の間を行き来してデータを送るが、その急激な切り替えが周辺周波数を使う人に大きな干渉を生む。今日なら、帯域幅を制限して干渉を避ける余地を残すのが自然だが、1970〜80年代には「ボー・レートが高いほどより広い帯域幅が必要で、より広い帯域幅はより多くの干渉を生む」という見方だった。そのため、帯域幅を制御する手段としてボー・レートを規制したのだ
今ではより良い変調方式がたくさんある。たとえば GFSK は FSK に似ているが、2つの周波数の間を急に飛ぶのではなく段階的に移動する。より精密な電子回路が必要だが、周辺周波数の利用者への妨害は少ない。Bluetooth は GFSK の代表的な実装の1つだったし、もちろん最新の Bluetooth は別の方式も使っている
付け加えると、FSK は今でも有用で広く使われている。ガレージドアのリモコンもその一例だ
ただしアマチュア無線には、モールス符号要件のように趣味への参入を妨げていた保守性が自然にあった。このボー・レート制限の撤廃はかなり遅れた変更であり、アナログ伝送はアマチュア無線の外では笑えるほど時代遅れの方式だ
この規則が採用されたころ、ヨーロッパに電話するには1分3ドル、Telex は30語で10ドルだった
こうした制限は他にもある。たとえば私の国では、クラブだけがアナログ TV を継続して送信でき、個人は短時間の送信しかできない
帯域幅を増やせばデジタルモードを促進できるという話は理解できるが、より高速で潜在的に無駄の多いモードにスペクトルのより大きな部分を占有させるより、低帯域幅モードを実験するほうが望ましい
時代遅れの制限をなくすことが「アマチュア無線の強化」なら、FCCが最近、新しいアマチュア無線免許や変更免許に課し始めた35ドルの手数料を何と呼ぶのだろうか？ これまで残っていた数少ない政府の配慮だったのに
法案本文で、FCCにそのような手数料を課すよう求めている箇所を探すには、“section 8 of the communications”で検索すればよい
その代わり、年間手数料を置き換えたものなので、長く続ける人には得ではある。ただ、新しい趣味を始めようとする人に「まず試験勉強をして、合格したら180ドルを払って、それから自分に合うかどうか分かる」と言うのは、良い売り文句ではない
ヨーロッパはほぼ逆だ。ほとんどの国の規制当局は、私たちが消えてくれることを望んでいる。そうすれば周波数帯を大金で売れるからだ
残念ながら、実際に消えつつある
ついに実現した
この制限はずっと本末転倒のように感じていたし、バンド全体でより興味深いデジタルモードが出てくることを期待している
FCCの提案書[1]を読み始めて、新しいアマチュア無線バンドである630メートルバンド[2]を知った。残念ながら138kV送電線の近くに住んでいるので、おそらく使うのは難しそうだ
実際の長距離環境で、2800Hzの帯域幅にどれだけデータを詰め込めるのか興味深い
[1] https://www.radioworld.com/wp-content/uploads/2023/10/DOC-39...
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/630-meter_band
“WebSDR – Internet-connected Software-Defined Radios” (2023)で出ていた内容: https://news.ycombinator.com/item?id=38034417
pipewire-screenaudio: https://github.com/IceDBorn/pipewire-screenaudio は、PipeWireの音声をWebRTCの画面共有に渡す拡張で、awesome-amateur-radio#sdrもある: https://github.com/mcaserta/awesome-amateur-radio#sdr
OpenWRT Wikiには、GPIOやSDR、各種気象センサーから気象データを取得し、記録・グラフ化・公開できるpywws、weewxのようなアプリも列挙されている。weewx: https://github.com/weewx/weewx
WebSDR LuCIアプリがあれば面白そうだ。アマチュア無線の支援強化に役立つデジタル地上無線の興味深い応用には、ほかに何があるだろうか？ K12cs “Q12” STEM科学授業は、こうした電磁技術や隣接分野の学習をどう促せるだろうか？
最近Jessicaは本当によくやっている