はじめに

本プロジェクトは高速な無線データ通信を実現することを目的とする。 現実的に入手可能かつ安価な部品を使用し、安定かつ効率の良い通信を 実現するために、以下のような目標を設定した。

機器の構成

ハードウェアは大きく分けると、経路制御や誤り訂正等の処理を担当する

プロトコルサーバー

を動作させる UNIX EWS(FreeBSD や Linux の 動作する IBM-PC/AT互換機で開発を行っている)と、モデムの制御 を行う

EtherModem ZZ

と PHSモデムチップを装備した入出力周波数140MHzの

RFモデム

部と、実際に アマチュアバンドに周波数変換を行うためのトランスバーターからなる。

接続イメージはこちら。

プロトコルサーバー

プロトコルサーバーでは、以下のような処理を行う。
  1. フレームの組み立て、分解
  2. 誤り訂正符号化、訂正
  3. スクランブル、逆スクランブル
  4. 送信制御
図は論理的な接続図である。Windows 95等のIPが使用できる 外部の機器からはプロトコルサーバーを動かしているマシンをルーターとして 使用することによって、無改造でIPを利用したアプリケーションを利用できる。 (当面サポートするプロトコルは IP のみである。) プロトコルサーバーの機能ブロックの接続図は こちら。

EtherModem ZZ

Z80CPU を利用したワンボードマイコンである。従来使用していた RS-232C 等 の I/F では 384kbps の速度に対応できないので、最近安価(秋葉原で4k円前後) に入手できるNE2000(IBM-PC/AT用のEthernet Card)を用い、 Ethernet で計算機と接続することにした。これが発展して現在のような 接続形態に落ち着いた。

余談ではあるが、EtherModem ZZ をタワーの上に載せるなどすれば、 10BASE-2(RG-58Uケーブルを使用) を用いれば 185m まで引き回せるので、 ケーブルロスを考える必要がなくなるというメリットがある。

EtherModem ZZ とプロトコルサーバーは送受信するパケットを、UDP/IP で くるんで行うことになっている。

RFモデムおよびトランスバーター

PHSモデムには沖電気のPHSモデムチップを利用している。このチップは 送信がベースバンド信号であるので、変調するために Motorola の位相変調用 ICを利用している。

このモデムは変調速度が 192kbaud であり占有周波数帯域幅が 288kHz に なる。そのような訳で 2.4GHz帯 での利用を計画している。マキ電機の トランスバーター基板キットやパワーアンプ基板が利用できないかと 考えている。しかしながら....我々開発メンバーに2.4GHz帯機器の製作に 詳しいメンバーがいないので、詳しい方の協力を切にお願いする次第である。 現在考えているRFモデム部からトランスバーターまでのブロック構成は こちら。

プロトコル

誤り訂正や経路制御などプロトコルの制御は全てプロトコルサーバーが行う。 今回は、フレーム組み立てと分解と誤り訂正、スクランブルのみの実装である。

フレーム組立て

IPパケットにコールサインを付加したりして、アマチュア無線で利用できる ような形に変換する。

誤り訂正

ブロック符号による誤り訂正符号と、交錯によるバースト誤り対策を 行っている。

スクランブル

モデムによっては直流信号の伝送ができない(プロトコルサーバー 自体はこのRFモデムとは一切関係なく動作する)ので、スクランブルをかける。

免許申請

クラブ局の第一送信機として、正式免許(JO1YUQ)が交付されている。 該当モデムによる通信の免許上の電波形式は F1 である。

おわりに

今回は、機能限定版のプロトコルサーバーと EtherModem ZZ と RF モデムの展示を行っている。 宿題として残っているのは、 である。今後はこれらの開発を行い実用機に発展させる予定である。

人材募集

2.4GHz 等のマイクロ波機器の製作について詳しい方、プロトコルや 通信方式に関して提案がある方、その実装が行える方、UNIX の デバイスドライバーが書ける方を募集しております。

このプロジェクトに関する情報交換を Mailing List でも行って おりますので、JH1FBM／根本徳人 までお問い合わせ下さい。