पीएसके31



पीएसके31 या "फेज विस्थापन कुंजीयन तथा 31 बॉड", बीपीएसके31 और क्यूपीएसके31 भी, एक लोकप्रिय कंप्यूटर-ध्वनि कार्ड-जनित रेडियोटेलीटाइप मोड है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से शौकिया रेडियो प्रचालकों द्वारा रीयल-टाइम कीबोर्ड से कीबोर्ड चैट करने के लिए किया जाता है, जो अधिकतर उच्च आवृत्ति वाले शौकिया रेडियो बैंड (लघुतरंग के पास) में आवृत्तियों का उपयोग करते हैं। पीएसके31 अन्य डिजिटल मोड से इस मायने में अलग है कि इसे विशेष रूप से टाइपिंग गति के सटीक डेटा दर के लिए ट्यून (समस्वरित) किया गया है, और इसमें एक अति संकीर्ण बैंडविड्थ है, जो एक ही वॉयस प्रणाल के रूप में एक ही बैंडविड्थ में कई वार्तालापों की अनुमति देता है। यह संकीर्ण बैंडविड्थ बहुत ही संकीर्ण दिक्स्थान में आरएफ ऊर्जा का बेहतर उपयोग करता है, जिससे अपेक्षाकृत कम-शक्ति वाले उपकरण (5 वाट) को शॉर्टवेव रेडियो स्टेशनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले समान आकाश तरंग प्रसार का उपयोग करके विश्व स्तर पर संचार करने की अनुमति मिलती है।

इतिहास
पीएसके31 को अंग्रेजी शौकिया रेडियो प्रचालक पीटर मार्टिनेज (संकेत नाम G3PLX) द्वारा विकसित और नामित किया गया था और दिसंबर 1998 में व्यापक शौकिया रेडियो समूह में प्रस्तुत किया गया था।

पीएसके31 में प्रयुक्त 31 बॉड बीपीएसके मॉड्यूलेशन प्रणाली को पावेल जलोचा (SP9VRC) ने मोटोरोला के ईवीएम रेडियो के लिए लिखे गए अपने SLOWBPSK प्रोग्राम में प्रस्तुत किया था। पारंपरिक आवृत्ति विस्थापन (शिफ्ट) कुंजीयन के बजाय, सूचना ध्रुवता-उत्क्रमण के पैटर्न (कभी-कभी 180-डिग्री फेज विस्थापन कहा जाता है) द्वारा प्रसारित की जाती है। पीएसके31 को उत्साहपूर्वक प्राप्त किया गया, और इसका उपयोग विश्व भर में तेजी से फैल गया, जिससे डिजिटल संचार की वायु में आचरण को एक नई लोकप्रियता और स्वर मिला। मोड की दक्षता के कारण, यह बन गया और अभी भी बना हुआ है, विशेष रूप से उन प्रचालकों के बीच लोकप्रिय है जिनकी परिस्थितियाँ बड़े एंटीना प्रणाली की स्थापना, उच्च शक्ति के उपयोग या दोनों की अनुमति नहीं देती हैं।

उपयोग और कार्यान्वयन
पीएसके31 प्रचालक आमतौर पर पीएसके31 सॉफ़्टवेयर चलाने वाले कंप्यूटर के ध्वनि कार्ड से जुड़े एकल पार्श्वबैंड (एसएसबी) ट्रांसीवर का उपयोग करता है। जब प्रचालक संचरण के लिए एक संदेश प्रविष्ट करता है, तो सॉफ्टवेयर एक ऑडियो टोन उत्पन्न करता है जो मानव कान को हल्की सी आवाज के साथ निरंतर सीटी की तरह सुनाई देता है। फिर इस ध्वनि को या तो एक माइक्रोफोन जैक (ध्वनि कार्ड की निर्गम शक्ति को माइक्रोफोन स्तर तक कम करने के लिए एक मध्यवर्ती प्रतिरोधी एटेन्यूएटर का उपयोग करके) या ट्रांसीवर में एक सहायक संबंधन (कनेक्शन) के माध्यम से फीड किया जाता है, जहां से इसे प्रसारित किया जाता है।

ट्रांसमीटर के दृष्टिकोण से, ध्वनि की मात्रा माइक्रोफ़ोन में किसी के सीटी बजाने से थोड़ी अधिक है। हालाँकि, सॉफ्टवेयर तेजी से ऑडियो सिग्नल के चरण को दो स्थितियों (इसलिए नाम "फेज विस्थापन कुंजीयन") के बीच बदलता है, जिससे संप्रतीक कोड बनते हैं। ये फेज विस्थापन पारंपरिक आरटीटीवाई और समान प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले दो टोन के समान कार्य करते हैं।

पीएसके31 को विकोडन करने के लिए, ट्रांसीवर के हेडफोन आउटपुट से प्राप्त ऑडियो सीटी को कंप्यूटर ध्वनि कार्ड के ऑडियो इनपुट में फीड किया जाता है, और सॉफ्टवेयर इसे विकोडन करता है। सॉफ्टवेयर विकोडन किए गए पाठ्‍यांश को प्रदर्शित करता है।

चूँकि पीएसके31 को कंप्यूटर के ध्वनि कार्ड के माध्यम से उपयोग के लिए विकसित किया गया था, तब से आरटीटीवाई, हेलश्रेइबर और ओलिविया एमएफएसके जैसे अन्य मोड के लिए उसी तकनीक का उपयोग करने के लिए कई प्रोग्राम बनाए गए हैं। इसलिए, एक बार जब इसे पीएसके31 चलाने के लिए सेट कर दिया जाता है, तो कंप्यूटर का उपयोग विभिन्न डिजिटल संदेश संचरण मोड के लिए किया जा सकता है।

एक मानक रेडियो ट्रांसीवर और ध्वनि कार्ड वाले कंप्यूटर के अतिरिक्त, पीएसके31 का उपयोग करने के लिए बहुत कम उपकरण की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, एक पुराना कंप्यूटर और कुछ केबल पर्याप्त होंगे, और कई पीएसके31 सॉफ़्टवेयर अनुप्रयोग मुक्त और खुले स्रोत हैं।

कई प्रचालक अब अपने कंप्यूटर और रेडियो के बीच व्यावसायिक रूप से उपलब्ध अंतरापृष्ठ/मॉडेम उपकरण (या "आर्थिक") )का उपयोग करते हैं। इन उपकरणों में ध्वनि कार्ड आउटपुट को माइक्रोफ़ोन इनपुट में इंजेक्ट करने, रेडियो के ऑडियो आउटपुट को ध्वनि कार्ड इनपुट में भेजने और रेडियो के प्रेष ग्राही स्विचन को संभालने की अनुमति देने के लिए आवश्यक प्रतिबाधा सुमेलन और ध्वनि स्तर समायोजन सम्मिलित है। रेडियो अंतरापृष्ठ के लिए ध्वनि कार्ड आमतौर पर भू पाश के कारण होने वाले ह्यूम को समाप्त करने के लिए ऑडियो भेजने और प्राप्त करने के दोनों पथों पर पृथक्कारी ट्रांसफार्मर का उपयोग करते हैं। कई अंतरापृष्ठों में अपना स्वयं का ध्वनि कार्ड भी सम्मिलित होता है और इसे एक ही यूएसबी संबंधन के माध्यम से कंप्यूटर से संचालित और चलाया जा सकता है।

कुछ आधुनिक ट्रांसीवर में ये अंतरापृष्ठ अंतर्निहित होते हैं, जिसके लिए कंप्यूटर से रेडियो तक केवल यूएसबी संबंधन की आवश्यकता होती है।

हस्तक्षेप का प्रतिरोध
अन्य संकीर्ण बैंड डिजिटल मोड की तरह, पीएसके31 अधिकतर उन स्थितियों में हस्तक्षेप और खराब रेडियो प्रसार स्थितियों को दूर कर सकता है जहां आवाज या संचार के अन्य तरीके विफल हो जाते हैं। हालाँकि, पीएसके31 को केवल शौकीनों द्वारा अवकाश के उपयोग के लिए प्रारूपित किया गया था, और इसकी अपेक्षाकृत धीमी गति और सीमित त्रुटि नियंत्रण के कारण, डेटा या पाठ्‍यांश के बड़े ब्लॉक, या त्रुटियों से उच्च प्रतिरक्षा की आवश्यकता वाले महत्वपूर्ण डेटा को प्रसारित करने के लिए उपयुक्त नहीं है। पीएसके31 प्रसार पथों पर अच्छी तरह से काम करता है जो चरण को संरक्षित करता है |

हालाँकि, यह प्रसार मोड से प्रतिकूल रूप से प्रभावित हो सकता है - जैसे कि ट्रांसपोलर पथ - जहां ऑरोरल फ्लटर या बहुपथी प्रसार सिग्नल चरण निरंतरता को बाधित कर सकता है। ऐसी स्थितियों में क्यूपीएसके अधिकतर लाभकारी होता है।

कुछ सॉफ़्टवेयर क्रमशः 10 बॉड और 5 बॉड पर चलने वाले पीएसके10 और पीएसके05 वेरिएंट का समर्थन करते हैं। ये धीमी गति रव और अन्य हस्तक्षेप के प्रति अधिक प्रतिरोध प्रदान करने के लिए थ्रूपुट का त्याग करती हैं। इसके विपरीत, विशेष रूप से शौकिया रेडियो प्रतियोगिता संचालन के दौरान तेज़ विनिमय के लिए पीएसके63 का उपयोग तेजी से किया जा रहा है।

तकनीकी जानकारी
पीएसके31 आमतौर पर सॉफ्टवेयर द्वारा बनाया जाता है जो एक आयाम- और चरण-संग्राहक तरंग उत्पन्न करता है जिसे ध्वनि कार्ड द्वारा ऑडियो आवृत्ति एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले संस्करण, Bपीएसके31 में, बाइनरी जानकारी प्रत्येक 32ms प्रतीक अंतराल में या तो 180-डिग्री चरण शिफ्ट (एक बाइनरी शून्य) या कोई चरण शिफ्ट (एक बाइनरी एक) प्रदान करके प्रसारित की जाती है। शून्य बिट कोड के लिए 180-डिग्री चरण बदलाव शून्य आयाम पर होता है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, एक उठाए उठाया-कोसाइन फ़िल्टर का उपयोग ऑडियो तरंग के उत्थान और पतन के समय को सुचारू करने और कुंजी क्लिक को खत्म करने के लिए किया जाता है। मॉड्यूलेशन तरंगरूप को संरक्षित करने और न्यूनतम व्याप्त बैंडविड्थ सुनिश्चित करने के लिए सिग्नल के सभी बाद के प्रवर्धन रैखिक होने चाहिए। व्यवहार में, इसका मतलब है कि ट्रांसमिट ऑडियो वॉल्यूम को उस स्तर से नीचे सीमित करना जहां ट्रांसमीटर पीक लिफाफा पावर#पीईपी लेवल कंट्रोल|ऑटोमैटिक लेवल कंट्रोल (एएलसी) फीडबैक उत्पन्न करता है और किसी भी ऑडियो कंप्रेशन या स्पीच प्रोसेसिंग को अक्षम करना है।

वेरीकोड एक प्रकार का फाइबोनैचि कोड है जहां वर्ण कोड के बीच की सीमाओं को दो या अधिक लगातार शून्य द्वारा चिह्नित किया जाता है। सभी फाइबोनैचि कोड की तरह, चूंकि किसी भी कैरेक्टर कोड में एक से अधिक लगातार शून्य नहीं होते हैं, सॉफ्टवेयर आसानी से कैरेक्टर की लंबाई की परवाह किए बिना, कैरेक्टर के बीच रिक्त स्थान की पहचान कर सकता है। निष्क्रिय अनुक्रम, जो तब भेजा जाता है जब कोई प्रचालक टाइप नहीं कर रहा होता है, चरण-शिफ्टों का एक सतत अनुक्रम है, जो स्क्रीन पर प्रिंट नहीं होता है। मार्टिनेज़ ने वर्ण वर्णमाला को इस प्रकार व्यवस्थित किया कि, मोर्स कोड की तरह, अधिक बार आने वाले वर्णों में सबसे छोटी एन्कोडिंग होती है, जबकि दुर्लभ वर्ण लंबी एन्कोडिंग का उपयोग करते हैं। उन्होंने इस एन्कोडिंग योजना को varicode  नाम दिया।

पीएसके31 की 31.25 हर्ट्ज की प्रतीक दर को इसलिए चुना गया क्योंकि लगभग 50 शब्द प्रति मिनट की सामान्य टाइपिंग गति के लिए लगभग 32 बिट प्रति सेकंड की बिट दर की आवश्यकता होती है, और विशेष रूप से क्योंकि 31.25 हर्ट्ज को कई अंकीय संकेत प्रक्रिया उपयोग किए जाने वाले 8 किलोहर्ट्ज़ नमूना दर से आसानी से प्राप्त किया जा सकता है। प्रोसेसिंग सिस्टम, जिसमें आमतौर पर पीएसके31 ऑपरेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले कंप्यूटर ध्वनि कार्ड में उपयोग किए जाने वाले सिस्टम भी शामिल हैं (31.25 हर्ट्ज़ 8 किलोहर्ट्ज़ को 256 से विभाजित किया जाता है, और इसलिए आवृत्ति को लगातार आठ बार आधा करके 8 किलोहर्ट्ज़ से प्राप्त किया जा सकता है)।

Bपीएसके31 और Qपीएसके31 वेरिएंट
शौकिया रेडियो में 'पीएसके31' शब्द का बोलचाल में इस्तेमाल आमतौर पर पीएसके31 के सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले संस्करण का उपयोग होता है: बाइनरी फेज विस्थापन कुंजीयन (बीपीएसके)। पीएसके31 का BPSK संस्करण किसी त्रुटि नियंत्रण का उपयोग नहीं करता है। Qपीएसके31, क्वाडरेचर फेज विस्थापन कुंजीयन|क्वाड्रेचर चरण शिफ्ट कुंजीयन (QPSK) पर आधारित संस्करण, दो के बजाय चार चरणों का उपयोग करता है। यदि संपर्क के दौरान कठिनाइयां आती हैं तो बीपीएसके से क्यूपीएसके पर स्विच करना आसान है; Qपीएसके31 में प्रति सेकंड प्रतीकों की संख्या समान है, और इसलिए BPSK संस्करण के समान बैंडविड्थ है। एक सुसंगत रिसीवर में, फेज विस्थापन कुंजीयन#चतुर्भुज फेज विस्थापन कुंजीयन (क्यूपीएसके) एक ही शक्ति पर काम करने वाले बीपीएसके के समान है, जिससे क्यूपीएसके31 मजबूती और इस प्रकार पहुंच के दृष्टिकोण से आम तौर पर बेहतर मोड बन जाता है।

दो तारामंडल बिंदुओं के बजाय चार का उपयोग करने से भौतिक परत बिट दर दोगुनी हो जाती है, जो आगे की त्रुटि सुधार की एक डिग्री प्रदान करने के लिए अनावश्यक जानकारी को जोड़ने की अनुमति देती है। जब QPSK का उपयोग किया जाता है, तो वैरिकोड में एन्कोडिंग के बाद, बाइनरी डेटा सिग्नल के बिट्स रेट-1/2 चैनल कोड के अधीन होते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक सूचना बिट के लिए, दो कोड बिट्स की गणना और संचारित किया जाता है। उसके लिए, बाधा लंबाई 5 (यानी इनपुट से अंतिम पांच बिट्स को प्रति इनपुट बिट दो आउटपुट बिट्स का चयन करने के लिए शामिल किया गया है) के साथ एक कन्वोल्यूशनल कोड का उपयोग किया जाता है।

परिणामी बिट्स को चरणों के चतुर्धातुक अंक प्रणाली सेट में मैप किया जाता है। रिसीवर पर, कनवल्शनल कोड के लिए एक विकोडनर का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, आमतौर पर विटर्बी एल्गोरिथम, जो सबसे संभावित भेजे गए अनुक्रम को फिर से बनाने में सक्षम होता है, भले ही कई प्रतीक गलत तरीके से प्राप्त हुए हों। इष्टतम विकोडनिंग को एन्कोडिंग के रूप में सूचना बिट्स की समान बाधा लंबाई को ध्यान में रखना चाहिए, जिससे 5-प्रतीक विकोडनिंग देरी उत्पन्न होती है, जो 160 एमएस देरी से मेल खाती है।

अन्य मोड की तुलना में स्पेक्ट्रम दक्षता
पीएसके31 की दक्षता और संकीर्ण बैंडविड्थ इसे QRP ऑपरेशन | कम-शक्ति और क्राउड-बैंड ऑपरेशन के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाती है। पीएसके31 संपर्कों को 100 हर्ट्ज़ से कम पृथक्करण पर संचालित किया जा सकता है, इसलिए अनुशासित संचालन के साथ कम से कम बीस एक साथ पीएसके31 संपर्कों को केवल एक एसएसबी ध्वनि संपर्क के लिए आवश्यक 2.5 kHz बैंडविड्थ में एक साथ संचालित किया जा सकता है।

सामान्य आवृत्तियाँ
निम्नलिखित शौकिया रेडियो आवृत्तियों का उपयोग आमतौर पर पीएसके31 सिग्नल प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है। वे आम तौर पर प्रत्येक बैंड के डिजिटल मोड अनुभाग के निचले किनारे पर कब्जा कर लेते हैं। पीएसके31 प्रचालक आमतौर पर ऊपरी साइडबैंड (USB) का उपयोग करते हैं, यहां तक ​​कि 10 मेगाहर्ट्ज से कम आवृत्तियों पर भी, जहां परंपरा आमतौर पर निचले साइडबैंड की मांग करती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि (ए) सिग्नल बेस फ़्रीक्वेंसी से डिजीमोड सेक्शन में ऊपर की ओर फैलते हैं, और (बी) क्यूपीएसके का उपयोग करने के लिए दोनों स्टेशनों को एक ही साइडबैंड का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

* 2010 तक वर्तमान उपयोग, अवलोकन के आधार पर, 7,070.15 और 21,070.15 पर केंद्रित है। 2012 तक 7,035.15 आमतौर पर क्षेत्र 2 में उपयोग किया जाता है। कोई आधिकारिक सूची नहीं है, क्योंकि आवृत्तियों को सामान्य सम्मेलन द्वारा निर्धारित किया जाता है।

** नवंबर, 2019 तक 18.100 फ़्रीक्वेंसी के FT8 उपयोग के कारण PSK 18.100 से 18.097 हो गया है।

IARU क्षेत्र 1 बैंडप्लान को विस्तारित 40 मीटर बैंड को प्रतिबिंबित करने के लिए मार्च 2009 में संशोधित किया गया था। यूरोप, अफ्रीका, मध्य पूर्व और पूर्व यूएसएसआर के भीतर सीडब्ल्यू-केवल खंड अब 7,000 से 7,040 है। क्षेत्र 2 - अमेरिका - सितंबर 2013 में अनुसरण किया गया। क्षेत्र 3 - दक्षिण एशिया और आस्ट्रेलिया - ने अभी तक क्षेत्र 1 और 2 के साथ अपने बैंडप्लान को सिंक्रनाइज़ नहीं किया है।

अग्रिम पठन

 * Martinez, Peter. पीएसके31: A new radio-teletype mode with a traditional philosophy (PDF) (November 1998).
 * Meltz, Steve "The New HF Digital Modes - PSK31", QST, April, 1999, pp. 50-51
 * Martinez, Peter. "PSK31: A New Radio-Teletype Mode". RadCom, December 1998, updated February 1999
 * Martinez, Peter. "PSK31: A New Radio-Teletype Mode". RadCom, December 1998, updated February 1999

बाहरी संबंध

 * The "Official" पीएसके31 Page
 * पीएसके31 Setup and Operation | a पीएसके31 guide
 * पीएसके31 email discussion list with contests, app reviews, and more