PCの時間較正について (和訳) ― 2021年05月24日 15時51分58秒
英文記事しか書いていなかったので単純に和訳します。
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FT8/FT4愛好家の皆さん、こんにちは。
皆さんは、パソコンの時計を正確に同期させていますか？ 起動時、FT8動作前、動作中など、PCをNTPサーバーに同期させていますか？
また、すでに多くの方がされていると思いますが、私はGPS信号を利用して常に時計を調整しています。
ここでは、JTDX開発チームのIgorさんが書いた過去の記事を転記して紹介します。
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JTDXでは、DT（時間差）が0.18秒以上遅れると、マッチドフィルター上のQSOメッセージのFT8デコーダーがオフになり、デコーダーの感度が約6～8dB（！）低下します。場合によっては、QSOを完了するために送信メッセージ数が増えることもありますし、単にQSOが途切れることもあります。
DTは、インターバルの開始から+0.5秒のオフセットを基準に計算されます。もしFT8の信号がDT -1.0秒から送信された場合、正確な時刻同期を行っている受信側では、信号送信の半秒が失われ、その結果、低SNRでそのような信号をデコードする確率が低下します。FT4では、このようなDTの広がりは許容できません。
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この6～8dBのロスは、信号の弱い局とのQSOに大きな影響を与えると思います。特に6mバンドのマルチホップEsでは致命的な損失になるかもしれません。私は6mクレイジーなので、時計の調整には特に神経を使います。
自分がWSJT-X、MSHVユーザーでも、QSO相手がJTDXユーザーの場合、時間のズレは、QSO相手の信号のデコードレベルが下がることを意味しています。
小型で安価なGPS受信機は、探せばいくらでもあります。いかがでしょうか？ あなたもGPS受信機を使って、パソコンの時計を合わせてみませんか？
まあ、どの方法でも構いません。大切なのは、パソコンの時計を正確に合わせることです。
コンピュータの時計は、どのようにして時間を管理しているのでしょうか？その答えは、水晶です。
パソコンのマザーボードには、銀色の部品（写真中央の部品）があり、その中にこの水晶が入っています。
しかし、この結晶には問題があります。
水晶は面白いことに、片側にプラスの電流を流し、反対側にマイナスの電流を流すと、マイナス側が縮んでU字型に曲がってしまいます。両側に流す電流を、プラスとマイナスで周期的に切り替えれば、水晶は振動します。つまり、その振動に合わせて時間が刻まれるのです。
パソコンの水晶振動子は、1秒間に14,148,180回振動しています。実は、クオーツ時計も同じ仕組みです。
問題は、水晶振動子の品質が異なることです。品質が悪ければ、正確な数字で振動させることは難しいのです。
天然の水晶は、不純物の量や形がまちまちなので、人工的に作らなければなりませんが、それでも均一に製造するのは難しいといいます。良い水晶の場合はプラスマイナス1/100,000秒以内、悪い水晶の場合は1/10,000秒もの誤差が生じます。
1万分の1秒というと小さく感じますが、これは1日で8.64秒、1ヶ月で4分強の時間になります。これが、時計の故障の原因です。困ったことに、温度が高くなると水晶はさらに狂いやすくなるのです。
PCには発熱する部品が多く、PCの時計は腕時計よりもはるかに故障しやすく、ずれやすいのです。
1日8.64秒ということは、1時間0.36秒。これが我々FT8/FT4愛好家にとってどのような意味を持つかは言うまでもありません。ですから、NTPサーバーを使って時計を調整するのであれば、最低でも30分に1回は時計を調整する必要があると思います。
私はこれらのソフトウェアをお勧めします。
このソフトは、NTPサーバーとGPSの両方を使って時間を校正することができます。
BktTimeSync https://www.maniaradio.it/en/bkttimesync.html
NMEATime2は、PCの時計をGPS受信機の時刻に同期させるPC時刻同期ソフトです。このソフトは常にPCの時刻をGPSで校正します。私はこれを使っています。
この他にも様々な種類のソフトがあります。友達と相談して好きなものをインストールしましょう。NTPサーバーと同期させることもできるし、GPSと同期させることもできます。要は、正しい時間を保つことが必要なのです。
追記
BktTimeSync を使って時間較正をされる方で、NTPサーバー利用の方は少なくとも30分に一回に設定し、GPSで較正する方は1分おきに設定しましょう。せっかくのGPSがもったいなさすぎると思います。
コメント
_ JA1IAZ ― 2021年05月25日 08時28分23秒
_ JP1LRT ― 2021年05月25日 09時17分00秒
JA1IAZさん、コメントありがとうございます。 お考えが100%正解とは一概にも言い切れませんが、JTDXのデコード率の良さとの関連性はあるものと推測します。 WSJT-XとJTDXのデコード比較をされればすぐにその良さにお気づきになると思います。
_ JA1WWO ― 2021年05月29日 09時55分09秒
JA1IAZ さんのローカルです。
DT 0.18秒超でデコード能力が 6 - 8dB 落ちるというのが気になり、ローカルの協力を得てラフな実験をしてみました。
トランシーバ送信出力をダミーに入れて、ローカル局に受信してもらいました。
出力 10W では、DT = 0.0、DT=1.0 のどちらも受信可能でした。
出力 5W ではデコード不可でした。
出力 7W にしたとき、DT = 0.0 はデコードできましたが、DT=1.0 にすると、当初デコードできず、数回繰り返すとデコードできました。
これが Hint の効果かもしれません。S/N は DT に関係なく -24dB でした。
DT =0.5 にもしましたが、DT=1.0 と大きな差はありませんでした。
これだけから見ると、6 - 8dB の差はないように感じますが、ぎりぎりの時に相手局の DT が 0.2秒以上あれば、自分の PC 時計を相手に合わせて調整すると効果がありそうです。
DT 0.18秒超でデコード能力が 6 - 8dB 落ちるというのが気になり、ローカルの協力を得てラフな実験をしてみました。
トランシーバ送信出力をダミーに入れて、ローカル局に受信してもらいました。
出力 10W では、DT = 0.0、DT=1.0 のどちらも受信可能でした。
出力 5W ではデコード不可でした。
出力 7W にしたとき、DT = 0.0 はデコードできましたが、DT=1.0 にすると、当初デコードできず、数回繰り返すとデコードできました。
これが Hint の効果かもしれません。S/N は DT に関係なく -24dB でした。
DT =0.5 にもしましたが、DT=1.0 と大きな差はありませんでした。
これだけから見ると、6 - 8dB の差はないように感じますが、ぎりぎりの時に相手局の DT が 0.2秒以上あれば、自分の PC 時計を相手に合わせて調整すると効果がありそうです。
_ JP1LRT ― 2021年05月29日 11時35分59秒
JA1WWOさん、実験お疲れさまでした。 数値は開発チームからのものですので私はなんとも言えません。しかしギリギリのQSOをしているときには大きな効果があるものと思っていましたが、やはりその様な結果だったようですね。ありがとうございました。
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WSJT-Xでは、システム要件として、±1秒以内にコンピュータのクロックをUTCに同期させることとなっています。この範囲で使えば性能に影響を与えないと理解しています。
WSJT-XをベースとしているJTDXでも基本性能は同じと思いますが、上記の、JTDXでは、DTが0.18秒以上遅れると、デコーダーの感度が約6～8dB低下する、というのは、言いかえれば、DTが0.18秒以内の局とは、WSJT-Xより性能が6～８ｄＢアップすると解釈することもできるのでしょうか？