RADE è il codec vocale neurale con cui FreeDV trasmette la voce sulle onde corte in modo comprensibile anche con segnali debolissimi. Nell'articolo introduttivo su FreeDV abbiamo già presentato RADE. Qui guardiamo più da vicino: cosa c'è scritto nel paper scientifico, cosa distingue la versione V1 dalla V2, cosa ha portato FreeDV 2.3.0 e quali numeri sono affidabili? Per diversi dati le fonti divergono. Lo segnaliamo ogni volta.
Neurale? Cosa significa esattamente?
Una «rete neurale» è un programma per computer che non lavora passo dopo passo seguendo istruzioni fisse, ma impara dagli esempi. Il nome viene dal cervello, in cui le cellule nervose (neuroni) sono collegate tra loro. Nel computer si tratta di un'imitazione approssimativa: moltissime piccole stazioni di calcolo che si passano dei numeri e, ogni volta, li modificano un poco.
Un paragone dalla cucina. Un programma classico è come una ricetta: 200 grammi di farina, due uova, dieci minuti di impasto. Qualcuno ha pensato a tutto in anticipo e il computer lo esegue esattamente così. Una rete neurale è più simile a un apprendista che prepara mille volte una torta. Dopo ogni tentativo qualcuno gli dice quanto era vicino al buon risultato, ed egli corregge un poco il tiro. Alla fine sa fare la torta senza che nessuno gli abbia dettato la ricetta. Questo esercizio si chiama addestramento (training).
E l'«IA»? L'intelligenza artificiale è il termine generale per i programmi che risolvono compiti in cui altrimenti presupporremmo intelletto: riconoscere il parlato, descrivere immagini, scrivere testi. Le reti neurali sono oggi la tecnica più importante alla base. Non ha nulla a che fare con un essere pensante. Una rete riconosce schemi in moltissimi esempi e li applica a ciò che è nuovo.
Cosa c'entra con la radio? Per inviare la voce sulle onde corte bisogna comprimerla in pochi numeri e ricostruirla all'altro capo. La compressione si chiama codifica, la ricostruzione decodifica, e l'insieme si chiama codec. Finora gli specialisti hanno progettato a mano le regole, come una ricetta. In RADE una rete neurale si assume una parte di questo compito. Secondo il paper scientifico è stata addestrata a resistere al rumore e alla propagazione multipath che si incontrano sulle onde corte.
La parte «autoencoder» nel nome descrive il principio: una rete impacchetta qualcosa (encode), una seconda lo spacchetta (decode), ed entrambe si esercitano insieme finché ciò che esce somiglia il più possibile all'originale, anche se lungo il percorso ci sono stati disturbi. Si può immaginare come due amici di penna che si accordano su una scrittura segreta che resta leggibile anche se la lettera si è bagnata.
Non viene quindi trasmesso il suono in sé, ma una sequenza di numeri. La generazione del suono in ricezione è affidata a un vocoder. Dalle caratteristiche della voce in arrivo (altezza del tono, timbro) ricostruisce voce udibile. In RADE anche questo è una rete neurale, di nome FARGAN.
Importante da sapere: un sistema di questo tipo richiede più potenza di calcolo di un sistema classico di voce digitale. Per questo RADE gira sul computer e non nell'apparato radio. E ciò che una rete ha imparato non si può leggere come una ricetta. Se funziona lo si dimostra quindi con dei test, come nel paper.
Cos'è RADE
RADE sta per «Radio Autoencoder». È stato sviluppato da David Rowe (VK5DGR) e Jean-Marc Valin. Il loro paper «RADE: A Neural Codec for Transmitting Speech over HF Radio Channels» è apparso il 10 maggio 2025 su arXiv ed è stato rivisto il 26 luglio 2025 (arXiv:2505.06671). L'idea di base: una rete neurale sostituisce molti stadi classici dell'elaborazione del segnale. L'encoder prende le caratteristiche della voce (spettro a breve termine, altezza del tono, sonorità) e ne ricava simboli QAM continui. Questi vengono trasmessi via OFDM sulle onde corte. Il decoder ne ricostruisce le caratteristiche. La voce vera e propria è generata dal vocoder ML FARGAN, non più da Codec 2 (freedv.org).
Secondo il paper la rete è addestrata su rumore e propagazione multipath. Il software è rilasciato con licenza BSD-2-Clause (GitHub: drowe67/radae).
I numeri del paper
- Struttura: 30 portanti con 50 simboli al secondo ciascuna. Per ogni frame OFDM arrivano 120 simboli QAM da tre vettori latenti consecutivi. Ne risultano una durata del frame e un ritardo dell'algoritmo di 120 ms. Le caratteristiche vengono aggiornate a 100 Hz, il vettore latente a 25 Hz.
- Soglia: su un canale con solo rumore (AWGN) la voce è comprensibile fino a Eq/N0 = −3 dB.
- Confronto con l'SSB: per «il collegamento regge» (30 % di tasso di errore sulle parole) RADE guadagna 4 dB rispetto all'SSB, sia con canale AWGN sia multipath. Per una buona qualità (5 % di tasso di errore sulle parole) sono 13 dB.
- Potenza di picco (PAPR): sotto 1 dB. L'SSB nel paper ha una media di circa 8 dB.
- Carico di calcolo: encoder e decoder richiedono ciascuno circa 1 MB di memoria fissa e 32 MMAC. A questi si aggiungono circa 300 MMAC del vocoder FARGAN.
Vanno aggiunte due limitazioni. Primo, le misure sono state fatte con il riconoscimento vocale automatico (Whisper) su 500 campioni di LibriSpeech, non con un test d'ascolto normalizzato. Secondo il paper, test d'ascolto informali «suggeriscono» che RADE superi nettamente l'SSB. Secondo, i 4 e i 13 dB provengono da simulazioni con canali modello. Non è un'affermazione valida per ogni reale percorso in onde corte.
V1 e V2 a confronto
La pagina RADE su freedv.org indica per la V1 una larghezza di banda RF di 1500 Hz, una sensibilità fino a circa −2 dB di SNR e un PAPR di circa 4 dB dopo un tipico filtro SSB. Nel paper invece compare un PAPR sotto 1 dB. I valori descrivono punti diversi della catena del segnale e non sono direttamente confrontabili. Allo stesso modo il paper usa Eq/N0, la pagina di FreeDV l'SNR.
Una tabella nel repository GitHub confronta le due versioni:
| RADE V1 | RADE V2 | |
|---|---|---|
| Larghezza di banda (99 % occupata) | circa 2100 Hz (limitata dal filtro SSB) | circa 860 Hz |
| Portanti | 30 (con simboli pilota) | 14 (solo dati) |
| Durata del frame | circa 120 ms | circa 40 ms |
Colpisce: per la V1 freedv.org indica 1500 Hz, il repository GitHub 2100 Hz misurati con l'aggiunta «limitata dal filtro SSB». Chi cita il numero dovrebbe dire da dove proviene. La rappresentazione a spettrogramma di SSB, RADE V1 e RADE V2 da una prova radio la trovate nella pagina RADE di freedv.org. Qui non possiamo mostrare l'immagine perché lì non è indicata alcuna licenza.
Secondo freedv.org la RADE V2 è in fase di beta test. Né il paper né il repository indicano un bitrate in bit al secondo. Per questo non ne indichiamo nessuno.
FreeDV 2.3.0 del 19 maggio 2026
La versione 2.3.0 ha portato, secondo MacHamRadio, tra le altre cose:
- Python è stato rimosso dall'implementazione di RADE per migliorare le prestazioni. Inoltre è tornata la visualizzazione della frequenza RX per RADE.
- Novità sono un tasto Tune, un grafico dell'SNR nella finestra principale, RNNoise per la soppressione del rumore in trasmissione e un log CSV dei nominativi ascoltati.
- Il FreeDV Reporter ha filtri per colonna e può nascondere la propria stazione.
- Il software gira direttamente sugli apparati Flex-8000 e Aurora. Esistono build per Windows (Intel/AMD e ARM), macOS (un DMG) e Linux come AppImage per x86_64 e aarch64 (ad esempio Raspberry Pi 5).
Cosa serve
- Un computer abbastanza moderno. Secondo freedv.org, RADE V1 richiede più memoria e potenza di calcolo di un sistema classico di voce digitale. Gira anche su un Raspberry Pi 4 o superiore.
- Windows 10 o successivo è considerato la piattaforma principale, a cui si aggiungono gli AppImage per Linux.
- Un'interfaccia con scheda audio verso l'apparato radio. RADE non gira su SM1000, ezDV né su microcontrollori.
- Un ricetrasmettitore con SSB. In V1 manca uno squelch SNR: la decodifica inizia non appena la sincronizzazione del frame è abbastanza sicura.
Prima di trasmettere: verificate che emissione, banda e potenza siano compatibili con la vostra licenza.
Una presentazione da guardare
Una presentazione su RADE per radioamatori è collegata dalla pagina RADE su freedv.org. La registrazione (AREG, marzo 2025) si trova sul canale YouTube di Mark Jessop:
Valutazione
Amateur Radio Newsline ha citato nel novembre 2025 David Rowe, secondo cui RADE sarebbe «the first known real-world deployment of a neural codec». È una valutazione dello sviluppatore stesso e non un giudizio indipendente. È documentato che il software è liberamente disponibile, che il paper mostra guadagni rispetto all'SSB in simulazioni e che FreeDV 2.3.0 rende RADE più utilizzabile nell'uso quotidiano. Resta aperto come si comporterà la V2 nell'uso continuativo e quante stazioni usino effettivamente RADE.
Fonti
- D. Rowe, J.-M. Valin: RADE: A Neural Codec for Transmitting Speech over HF Radio Channels, arXiv:2505.06671 (v1 10.05.2025, v2 26.07.2025)
- FreeDV: RADE – Radio Autoencoder
- GitHub: drowe67/radae (codice sorgente, tabella V1/V2, BSD-2-Clause)
- MacHamRadio: FreeDV 2.3.0 has been released (19.05.2026)
- Amateur Radio Newsline, 20.11.2025: Neural codec called milestone for digital voice
- YouTube: RADE – Machine Learning for Speech over HF Radio (AREG March 2025 Presentation)
- Wikimedia Commons: File:IC-7300.jpg, Hp.Baumeler, CC BY-SA 4.0
73 – il team oeradio.at
Nota di trasparenza
Questo articolo è stato ricercato e redatto con il supporto dell'IA (Claude, Anthropic). I contenuti sono stati verificati dalla redazione di oeradio.at e preparati per la comunità radioamatoriale austriaca.
