FT8のデータ圧縮（データエンコード）

データエンコードと聞くと何を連想しますか？　データ圧縮でしょうか。インターネットで大きなファイルを送るとき、ZIPをかける、ということは、よくありますね。　画像データのフォーマットでよく使われるJPEGやPNGも元のビット毎データを圧縮してファイルサイズを小さくしています。動画ではMPEG、音楽データはMP3が有名ですね。いろいろな圧縮方法があるのは、そのターゲットであるデータの特性を考慮して、様々な技を使っているからです。圧縮方法には大きく分けて２通りあり、可逆圧縮と非可逆圧縮と呼ばれます。MP3は非可逆圧縮ですが、人間の聴覚の特性を巧みに利用し、たとえば、大きな音が入ったすぐ後は小さな音が聞き取れにくいので少し省略、みたいなことをやっています。

FT8はアマチュア無線の交信の特性を考慮した可逆圧縮を行っています。PC上では６文字のコールサインをASCIIコードで表現するために、１文字あたり８ビット使いますので、８ｘ６＝４８ビット必要です。FT8では、これを２８ビットに圧縮しています。圧縮と言うより、巧みにエンコードしていると言ったほうが正確かもしれません。

標準のアマチュア無線局コールサインは、１文字か２文字のプリフィックス、そのうち少なくとも１つは英字、数字、そして１文字から３文字のサフィックスで構成されます。この構成から得られる組み合わせ数は、３７✕３６✕１０✕２７✕２７✕２７で、およそ２億６千万通りになります。３７または２７という数が出てくるのは、最初と後ろの３文字が、ブランクか英字か数字になるためです。２の２８乗は２億６千万より大きい値になりますから、２８ビットあれば標準のコールサインを一意に表現できます。さらに、このなかでも６百万程度コールサインとして使われていない組み合わせがあります。たとえば、０から始まるコールサインや、Q符号と重なるコールサインは使われません。その空いているスペースにCQやDEやQRZを割り当てています。

４桁のグリッドロケータは１８０✕１８０＝３２，４００通りあります。２の１５乗が３２，７６８ですから、グリッドロケータはは１５ビットで表わすことができます。シグナルレポートはグリッドロケータ部分に埋め込まれます。

W6/K1JTやK1JT/1のようなプリフィックス、サフィックスは上に述べた使われていないい６百万の組み合わせかグリッドロケータ部分に埋め込まれます。

このように、アマチュア無線局のコールサインの特性をうまく利用しながら、少ないビット数でコールサインやレポートなどの情報を送っています。すごいですね。トータルとして、FT8の１つのメッセージは（相手の）コールサイン２８ビット＋（自分の）コールサイン２８ビット＋グリッドロケータ１５ビットの７１ビット、FT8のDXpeditionモードのメッセージ、コンテスト、非標準コールサインを表現するための５ビット、そしてオプションの1１ビットを加えた７7ビットで構成されています。

この７７ビットに強力なFEC（Forward Error Correction）前方誤り訂正符号をかけて電波として送り出します。

次回、FECへ続く。。。