पीएसके31



PSK31 या चरण-शिफ्ट कुंजीयन, 31 बॉड, BPSK31 और QPSK31 भी, एक लोकप्रिय कंप्यूटर- अच्छा पत्रक -जनरेटेड रेडियोटेलीटाइप मोड है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से शौकिया रेडियो ऑपरेटरों द्वारा रीयल-टाइम कीबोर्ड-टू-कीबोर्ड तुल्यकालिक कॉन्फ्रेंसिंग  करने के लिए किया जाता है, जो अक्सर आवृत्तियों का उपयोग करते हैं उच्च आवृत्ति वाले शौकिया रेडियो बैंड (निकट-शॉर्टवेव) में। PSK31 अन्य डिजिटल मोड से इस मायने में अलग है कि इसे विशेष रूप से टाइपिंग गति के करीब डेटा दर के लिए ट्यून किया गया है, और इसमें एक बेहद संकीर्ण बैंडविड्थ है, जो एक ही वॉयस चैनल के रूप में एक ही बैंडविड्थ में कई वार्तालापों की अनुमति देता है। यह संकीर्ण बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) एक बहुत ही संकीर्ण स्थान में  आकाशवाणी आवृति  ऊर्जा का बेहतर उपयोग करता है, जिससे अपेक्षाकृत कम-शक्ति वाले उपकरण (5 वाट) को शॉर्टवेव सुनने के लिए उपयोग किए जाने वाले समान स्काईवेव रेडियो प्रसार का उपयोग करके विश्व स्तर पर संचार करने की अनुमति मिलती है।

इतिहास
PSK31 को अंग्रेजी शौकिया रेडियो ऑपरेटर पीटर मार्टिनेज (एमेच्योर रेडियो#कॉल साइन्स G3PLX) द्वारा विकसित और नामित किया गया था और दिसंबर 1998 में व्यापक शौकिया रेडियो समुदाय में पेश किया गया था। PSK31 में प्रयुक्त 31 बॉड BPSK मॉड्यूलेशन सिस्टम को पावेल जलोचा (SP9VRC) ने मोटोरोला के ईवीएम रेडियो के लिए लिखे गए अपने SLOWBPSK प्रोग्राम में पेश किया था। पारंपरिक फ़्रीक्वेंसी-शिफ्ट कुंजीयन के बजाय, सूचना ध्रुवता-उत्क्रमण के पैटर्न (कभी-कभी 180-डिग्री चरण शिफ्ट कहा जाता है) द्वारा प्रसारित की जाती है। PSK31 को उत्साहपूर्वक प्राप्त किया गया, और इसका उपयोग दुनिया भर में तेजी से फैल गया, जिससे डिजिटल संचार के ऑन-एयर 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 ऑपरेटरों के बीच लोकप्रिय है जिनकी परिस्थितियाँ बड़े एंटीना सिस्टम की स्थापना, उच्च शक्ति के उपयोग या दोनों की अनुमति नहीं देती हैं।

उपयोग और कार्यान्वयन
PSK31 ऑपरेटर आमतौर पर PSK31 सॉफ़्टवेयर चलाने वाले कंप्यूटर के साउंड कार्ड से जुड़े सिंगल-साइडबैंड मॉड्यूलेशन|सिंगल-साइडबैंड (SSB) ट्रांसीवर का उपयोग करता है। जब ऑपरेटर ट्रांसमिशन के लिए एक संदेश दर्ज 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 (साउंड कार्ड की आउटपुट पावर को माइक्रोफोन स्तर तक कम करने के लिए एक मध्यवर्ती प्रतिरोधी एटेन्यूएटर का उपयोग करके) या ट्रांसीवर में एक सहायक कनेक्शन के माध्यम से खिलाया 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 फेज़-शिफ्ट कीइंग) के बीच बदलता है, जिससे कैरेक्टर कोड बनते हैं। ये चरण परिवर्तन पारंपरिक आरटीटीवाई और समान प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले दो टोन के समान कार्य करते हैं।

PSK31 को डिकोड करने के लिए, ट्रांसीवर के हेडफोन आउटपुट से प्राप्त ऑडियो सीटी को कंप्यूटर साउंड कार्ड के ऑडियो इनपुट में फीड किया जाता है, और सॉफ्टवेयर इसे डिकोड करता है। सॉफ्टवेयर डिकोड किए गए टेक्स्ट को प्रदर्शित करता है।

चूँकि PSK31 को कंप्यूटर के साउंड कार्ड के माध्यम से उपयोग के लिए विकसित किया गया था, तब से RTTY, हेलश्रेइबर और ओलिविया MFSK जैसे अन्य मोड के लिए उसी तकनीक का उपयोग करने के लिए कई प्रोग्राम बनाए गए हैं। इसलिए, एक बार जब इसे PSK31 चलाने के लिए सेट कर दिया जाता है, तो कंप्यूटर का उपयोग विभिन्न डिजिटल संदेश ट्रांसमिशन मोड के लिए किया जा सकता है।

एक मानक रेडियो ट्रांसीवर और साउंड कार्ड वाले कंप्यूटर के अलावा, PSK31 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 PSK31 सॉफ़्टवेयर एप्लिकेशन मुफ़्त और खुले स्रोत हैं। कई ऑपरेटर अब व्यावसायिक रूप से उपलब्ध इंटरफ़ेस/मॉडेम डिवाइस (या नॉमिक) का उपयोग करते हैं ) उनके कंप्यूटर और रेडियो के बीच। इन उपकरणों में साउंड कार्ड आउटपुट को माइक्रोफ़ोन इनपुट में इंजेक्ट करने, रेडियो के ऑडियो आउटपुट को साउंड कार्ड इनपुट में भेजने और रेडियो के ट्रांसमिट-रिसीव स्विचिंग को संभालने की अनुमति देने के लिए आवश्यक प्रतिबाधा मिलान और ध्वनि स्तर समायोजन शामिल है। साउंड कार्ड से रेडियो इंटरफेस आमतौर पर ऑडियो भेजने और प्राप्त करने के दोनों पथों पर आइसोलेशन ट्रांसफार्मर का उपयोग करते हैं ग्राउंड-लूप के कारण होने वाले शोर को खत्म करने के लिए। कई इंटरफ़ेस में अपना स्वयं का साउंड कार्ड भी शामिल होता है और इसे एक ही यूएसबी कनेक्शन के माध्यम से कंप्यूटर से संचालित और चलाया जा सकता है। कुछ आधुनिक ट्रांसीवर में ये इंटरफ़ेस अंतर्निहित होते हैं, जिसके लिए कंप्यूटर से रेडियो तक केवल यूएसबी कनेक्शन की आवश्यकता होती है।

हस्तक्षेप का प्रतिरोध
शौकिया रेडियो मोड#टेक्स्ट और डेटा की सूची की तरह, PSK31 अक्सर 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, PSK31 को केवल शौकीनों द्वारा अवकाश के उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया था, और इसकी अपेक्षाकृत धीमी गति और सीमित त्रुटि नियंत्रण के कारण, डेटा या पाठ के बड़े ब्लॉक, या त्रुटियों से उच्च प्रतिरक्षा की आवश्यकता वाले महत्वपूर्ण डेटा को प्रसारित करने के लिए उपयुक्त नहीं है।

PSK31 प्रसार पथों पर अच्छी तरह से काम करता है जो चरण को संरक्षित करता है, और लुप्त होती (क्यू कोड # एमेच्योर रेडियो) को अच्छी तरह से रोकता है। हालाँकि, यह प्रसार मोड से प्रतिकूल रूप से प्रभावित हो सकता है - जैसे कि ट्रांसपोलर पथ - जहां ऑरोरल स्पंदन या मल्टीपाथ प्रसार सिग्नल चरण निरंतरता को बाधित कर सकता है। ऐसे मामलों में क्यूपीएसके (नीचे देखें) का उपयोग अक्सर फायदेमंद होता है।

कुछ सॉफ़्टवेयर क्रमशः 10 बॉड और 5 बॉड पर चलने वाले PSK10 और PSK05 वेरिएंट का समर्थन करते हैं। ये धीमी गति शोर और अन्य हस्तक्षेप के प्रति अधिक प्रतिरोध प्रदान करने के लिए THROUGHPUT का त्याग करती हैं। इसके विपरीत, PSK63 का उपयोग तेजी से आदान-प्रदान के लिए किया जा रहा है, खासकर शौकिया रेडियो प्रतियोगिता संचालन के दौरान।

तकनीकी जानकारी
PSK31 आमतौर पर सॉफ्टवेयर द्वारा बनाया जाता है जो एक आयाम- और चरण-संग्राहक तरंग उत्पन्न करता है जिसे साउंड कार्ड द्वारा ऑडियो आवृत्ति एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले संस्करण, BPSK31 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 ऑपरेटर 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।

PSK31 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 PSK31 ऑपरेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले कंप्यूटर साउंड 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)।

BPSK31 और QPSK31 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 चरण-शिफ्ट कुंजीयन (बीपीएसके)। PSK31 का BPSK संस्करण किसी त्रुटि नियंत्रण का उपयोग नहीं करता है। QPSK31, क्वाडरेचर चरण-शिफ्ट 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; QPSK31 में प्रति सेकंड प्रतीकों की संख्या समान है, और इसलिए BPSK संस्करण के समान बैंडविड्थ है। एक सुसंगत रिसीवर में, चरण-शिफ्ट कुंजीयन#चतुर्भुज चरण-शिफ्ट 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 डिकोडर 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 डिकोडिंग को एन्कोडिंग के रूप में सूचना बिट्स की समान बाधा लंबाई को ध्यान में रखना चाहिए, जिससे 5-प्रतीक डिकोडिंग देरी उत्पन्न होती है, जो 160 एमएस देरी से मेल खाती है।

अन्य मोड की तुलना में स्पेक्ट्रम दक्षता
PSK31 की दक्षता और संकीर्ण बैंडविड्थ इसे QRP ऑपरेशन | कम-शक्ति और क्राउड-बैंड ऑपरेशन के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाती है। PSK31 संपर्कों को 100 हर्ट्ज़ से कम पृथक्करण पर संचालित किया जा सकता है, इसलिए अनुशासित संचालन के साथ कम से कम बीस एक साथ PSK31 संपर्कों को केवल एक SSB 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 PSK31 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। PSK31 ऑपरेटर 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. PSK31: 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" PSK31 Page
 * PSK31 Setup and Operation | a PSK31 guide
 * PSK31 email discussion list with contests, app reviews, and more