आवृत्ति पारी कुंजीयन
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आवृत्ति-पारी कुंजीयन(FSK) एक आवृति मॉडुलन पद्धति है जिसमें वाहक संकेत के असतत आवृत्ति परिवर्तनों के माध्यम से अंकीय सूचना प्रसारित की जाती है।[1] इस तकनीक का उपयोग संचार प्रणालियों जैसे दूरमापी, मौसम गुब्बारा रेडियोधर्मी, पहचान पत्र, गैरेज का दरवाजा खोलने वाला, और बहुत कम आवृत्ति और बेहद कम आवृत्ति तरंग में कम आवृत्ति वाले आकाशवाणी प्रसारण के लिए किया जाता है। सबसे सरल एफ एस के युग्मक अंक प्रणाली एफ एस के (बी एफ एस के) है। बी एफ एस के युग्मक(0s और 1s) सूचना प्रसारित करने के लिए असतत आवृत्तियों की एक जोड़ी का उपयोग करता है।[2] इस योजना के साथ, 1 को मार्क आवृत्तियां कहा जाता है और 0 को अंतरिक्ष आवृत्ति कहा जाता है।
स्वर बलाघात(मॉड्यूलेटिंग) और विमॉडुलन (डिमोडुलेटिंग)
एफएसके मोडेम के संदर्भ कार्यान्वयन में मौजूद हैं और इन्हें विस्तार से प्रलेखित किया गया है।[3] युग्मक एफएसके संकेतक का विमॉडुलन गोएर्टज़ेल कलन विधि का उपयोग करके बहुत कुशलता से किया जा सकता है, यहां तक कि कम-शक्ति वाले माइक्रोकंट्रोलर्स पर भी किया जा सकता है।[4]
रूपांतर
एकाधिक आवृत्ति-पारी कुंजीयन
सतत-चरण आवृत्ति-पारी कुंजीयन
सैद्धांतिक रूप में एफएसके को पूरी तरह से स्वतंत्र मुक्तधावी दोलक का उपयोग करके और प्रत्येक प्रतीक अवधि की शुरुआत में उनके बीच बदल के कार्यान्वित किया जा सकता है। सामान्य तौर पर, स्वतंत्र दोलक एक ही चरण में नहीं होंगे और इसलिए तत्काल बदलने पर एक ही आयाम होगा, प्रेषित संकेतक में अचानक रुकावट पैदा करेगा।
व्यवहार में, कई एफएसके प्रेषक केवल एक दोलक का उपयोग करते हैं, और प्रत्येक प्रतीक अवधि की शुरुआत में एक अलग आवृत्ति पर बदलने की प्रक्रिया चरण को संरक्षित करती है। चरण में विच्छिन्नता का उन्मूलन (और इसलिए आयाम में अचानक परिवर्तन का उन्मूलन) पार्श्वबैंड शक्ति को कम करता है, पड़ोसी चैनलों के साथ हस्तक्षेप को कम करता है।
गाऊसी आवृत्ति-पारी कुंजीयन
अंकीय तथ्य प्रतीकों के साथ आवृत्ति को सीधे संशोधित करने के बजाय, प्रत्येक प्रतीक अवधि की शुरुआत में तुरंत आवृत्ति को बदलते हुए, गॉसियन आवृत्ति-पारी कुंजीयन(जीएफएसके) परिवर्तन को आसान बनाने के लिए गाऊसी निस्यंदक के साथ आंकड़ों को स्पंदित करता है। इस निस्यंदक में पार्श्वबैंड शक्ति को कम करने, पड़ोसी चैनलों के साथ हस्तक्षेप को कम करने, अंतराप्रतीक हस्तक्षेप को बढ़ाने की कीमत पर लाभ है। इसका उपयोग बेहतर परत 2 प्रोटोकॉल, डीईसीटी, ब्लूटूथ,[5] सरू बेतार यूएसबी, नॉर्डिक अर्धचालक,[6] टेक्सस उपकरण एलपीआरएफ, आईईईई802.15.4, जेड- तरंग और वेवेनिस उपकरणों द्वारा किया जाता है। मूल तथ्य दर ब्लूटूथ के लिए न्यूनतम विचलन 115 kHz है।
एक जीएफएसके अधिमिश्रक एक साधारण आवृत्ति-पारी कुंजीयन अधिमिश्रक से भिन्न होता है जिसमें आधार बैंड तरंगरूप(स्तरों -1 और +1 के साथ) एफएसके अधिमिश्रक में जाने से पहले, यह स्पेक्ट्रमी चौड़ाई को सीमित करने के लिए परिवर्तन को आसान बनाने के लिए गॉसियन निस्यंदन से होकर गुजरता है। गाऊसी निस्यंदन वर्णक्रमीय चौड़ाई को कम करने का एक मानक तरीका है; इसे इस अनुप्रयोग में स्पंद को आकार देना कहा जाता है।
साधारण गैर-निस्यंदन किए गए एफएसके में, -1 से +1 या +1 से -1 तक की छलांग पर, संग्राहक तरंग तेजी से बदलता है, जो बड़े बैंडबाह्य तरंग का परिचय देता है। यदि स्पंद को -1 से +1 तक -1, -0.98, -0.93, ..., +0.93, +0.98, +1 के रूप में बदला जाता है, और इस चिकनी स्पंद का उपयोग वाहक आवृत्ति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, तो बैंडबाह्य तरंग कम हो जाएगा।[7]
न्यूनतम-पारी कुंजीयन
न्यूनतम आवृत्ति -पारी कुंजीयन या न्यूनतम-पारी कुंजीयन (एमएसके) सुसंगत एफएसके का एक विशेष वर्णक्रमीय कुशल रूप है। एमएसके में, उच्च और निम्न आवृत्ति के बीच का अंतर आधी बिट दर के समान होता है। नतीजतन, तरंगरूप जो 0 और 1 बिट का प्रतिनिधित्व करते हैं, बिल्कुल आधे वाहक अवधि से भिन्न होते हैं। अधिकतम आवृत्ति विचलन δ = 0.25 f हैm, जहां एफmअधिकतम मॉडुलन आवृत्ति है। नतीजतन, मॉडुलन सूचकांक एम 0.5 है। यह सबसे छोटा एफएसके मॉडुलन सूचक है जिसे इस तरह चुना जा सकता है कि 0 और 1 के लिए तरंगरूप आयतीय हैं।
गॉसियन न्यूनतम-पारी कुंजीयन
जीएसएम चल दूरभाष मानक में गॉसियन न्यूनतम-पारी कुंजीयन (जीएमएसके) नामक एमएसके के एक प्रकार का उपयोग किया जाता है।
श्रव्य आवृत्ति-पारी कुंजीयन
श्रव्य( श्रव्य) आवृत्ति-पारी कुंजीयन(एएफएसके) एक मॉडुलन तकनीक है जिसके द्वारा अंकीय आंकड़ों को आवाज़ ध्वनि की आवृति(स्वरमान) में परिवर्तन द्वारा दर्शाया जाता है, जो आकाशवाणी या दूरभाष के माध्यम से प्रसारण के लिए उपयुक्त कूटबद्ध संकेतक प्रदान करता है। प्रायः, प्रेषित श्रव्य दो स्वरों के बीच वैकल्पिक होता है: एक, चिह्न, एक द्विआधारी अंक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है एक; दूसरा, "रिक्त स्थान", युग्मक शून्य का प्रतिनिधित्व करता है।
एएफएसके नियमित आवृत्ति-पारी कुंजीयन से आधार बैंड आवृत्ति पर स्वर परिवर्तन करने में भिन्न होता है। आकाशवाणी अनुप्रयोगों में, एएफएसके-संग्राहक संकेत का उपयोग सामान्य रूप से प्रसारण के लिए एक आकाशवाणी आवृति वाहक संकेतक (पारंपरिक तकनीक का उपयोग करके, जैसे आयाम अधिमिश्रण या आवृत्ति माडुलन) को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है।
एएफएसके का उपयोग हमेशा उच्च चाल तथ्य संचार के लिए नहीं किया जाता है, क्योंकि यह अन्य माडुलन विधा की तुलना में बिजली और बैंड विस्तार दोनों में बहुत कम कुशल है।[citation needed] हालांकि, इसकी सहजता के अलावा, एएफएसके का यह फायदा है कि कूटबद्ध संकेतक एसी-युग्मित कड़ी(लिंक) से गुज़रेंगे, जिनमें मूल रूप से संगीत या भाषण को ले जाने के लिए रूपित किए गए अधिकांश उपकरण निहित हैं।
एएफएसके का उपयोग यूएस-आधारित आपातकालीन चेतावनी प्रणाली में आपातकालीन प्रकार के केंद्रों, प्रभावित स्थानों, और वास्तव में चेतावनी के पाठ को सुने बिना जारी करने के समय के बारे में सूचित करने के लिए किया जाता है।
सतत 4-स्तर मॉडुलन
प्रोजेक्ट 25 प्रणाली में चरण 1 आकाशवाणी निरंतर 4-स्तर एफएम (सी4एफएम) मॉडुलन का उपयोग करते हैं।[8][9]
अनुप्रयोग
1910 में, रेजिनाल्ड फेसेन्डेन ने मोर्स कोड प्रसारण करने के लिए टू-टोन विधि का आविष्कार किया। बिन्दु और डैश को समान लंबाई के अलग-अलग सुर के साथ बदल दिया गया।[10] उद्देश्य प्रसारण समय को कम करना था।
कुछ शुरुआती सीडब्ल्यू प्रेषकों ने एक चाप परिवर्तक को नियोजित किया जिसे आसानी से बंद नहीं किया जा सकता था। चाप को चालू और बंद करने के बजाय, कुंजी ने क्षतिपूर्ति-तरंग विधि के रूप में जानी जाने वाली तकनीक में प्रेषक आवृत्ति को थोड़ा बदल दिया।[11] प्राप्तकर्ता पर प्रतिपूर्ति-लहर का उपयोग नहीं किया गया था। इस पद्धति के लिए उपयोग किए जाने वाले स्फुलिंग प्रेषित्र ने बहुत अधिक बैंड विस्तार की खपत की और हस्तक्षेप का कारण बना, इसलिए इसे 1921 तक हतोत्साहित किया गया।[12]
अधिकांश शुरुआती दूरभाष- प्रणाली मोडम लगभग 1200 बिट्स प्रति सेकंड की दर से तथ्यों को भेजने और प्राप्त करने के लिए श्रव्य आवृत्ति-पारी कुंजीयन(एएफएसके) का उपयोग करते थे। बेल 103 मॉडेम और बेल 202 मॉडेम ने इस तकनीक का इस्तेमाल किया।[13] आज भी, उत्तर अमेरिकी उपयोगकर्ता बेल 202 मानक के रूप में 1200 बॉड एएफएसके का उपयोग करता है। कुछ शुरुआती माइक्रो कंप्यूटरों ने श्रव्य पेटिका(कैसेट) पर तथ्य(डेटा) संग्रह करने के लिए एएफएसके मॉडुलन, कैनसस शहर मानक के एक विशिष्ट रूप का उपयोग किया।[citation needed] एएफएसके अभी भी शौकिया आकाशवाणी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह असंशोधित वाक्बैंड उपकरण के माध्यम से तथ्य संचार की अनुमति देता है।
एएफएसके का उपयोग चेतावनी सूचना प्रसारित करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका की आपातकालीन चेतावनी प्रणाली में भी किया जाता है।[citation needed] यू.एस. में एनओएए द्वारा मौसम आकाशवाणी(वेदरैडियो) पर उपयोग की जाने वाली वेदरकॉपी के लिए उच्च बिटरेट पर इसका उपयोग किया जाता है।
ओटावा, ओंटारियो, कनाडा में सीएचयू लघु तरंग आकाशवाणी केंद्र एएफएसके मॉडुलन का उपयोग करके एक विशेष कूटबद्ध अंकीय समय चिन्ह प्रसारित करता है।[citation needed]
कॉलर आईडी और दूरस्थ पैमाइश मानक
आवृत्ति-पारी कुंजीयन (एफएसके) का उपयोग प्रायः कॉलर आईडी ( आह्वान कर्ता के नंबर प्रदर्शित करने) और दूरस्थ पैमाइश अनुप्रयोगों के लिए दूरभाष प्रणाली(लाइनों) पर किया जाता है। इस तकनीक के कई रूप हैं।
यूरोपीय दूरसंचार मानक संस्थान
यूरोप के कुछ देशों में, यूरोपीय दूरसंचार मानक संस्थान (इटीएसआई) मानक 200 778-1 और -2 - 300 778-1 और -2 की जगह - 3 भौतिक परिवहन परतों (टेल्कोर्डिया तकनीकी (पूर्व में बेलकोर), ब्रिटिश दूरसंचार (BT)) की अनुमति देते हैं। और केबल संचार संघ (सीसीए)), 2 डेटा प्रारूपों कॉलर पहचान (एमडीएमएफ) और कॉलर पहचान(एसडीएमएफ) के साथ मिलकर दोहरी-सुर-एकाधिक-आवृत्ति (डीटीएमएफ) प्रणाली और मीटर-वाचन के लिए बिना आवाज प्रणाली को पसंद करते हैं। यह एक मान्यता है कि एकल मानक को परिभाषित करने के प्रयास की तुलना में विभिन्न प्रकार मौजूद हैं।
टेल्कोर्डिया तकनीकियां
टेल्कोर्डिया तकनीकियां (पूर्व में बेलकोर) मानक का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा (लेकिन नीचे देखें), ऑस्ट्रेलिया, चीन, हांगकांग और सिंगापुर में किया जाता है। यह पहली संकेत देने वाली ध्वनि के बाद तथ्य भेजता है और 1200 बिट दर बेल 202 टोन माडुलन का उपयोग करता है। तथ्य एसडीएमएफ में भेजा जा सकता है - जिसमें दिनांक, समय और संख्या निहित है - या एमडीएमएफ में, जो एक एनएएमइ क्षेत्र जोड़ता है।
ब्रिटिश दूरसंचार
यूनाइटेड किंगडम में ब्रिटिश दूरसंचार (BT) ने अपने स्वयं के मानक विकसित किए, जो प्रदर्श पृष्ठभूमि को एक उल्टे क्रम के साथ जगाते हैं, फिर तथ्यों को आईटीयू-टी v.23 मॉडेम टोन के रूप में एमडीएमएफ के समान प्रारूप में भेजते हैं। इसका उपयोग बीटी, बेतार तंत्र जैसे दिवंगत लोनिका (कंपनी) और कुछ केबल कंपनियों द्वारा किया जाता है। विवरण बीटी आपूर्तिकर्ता सूचना नोट (एसआईएन) 227(28/7/21 लिंक) और (लिंक टूटा हुआ 28/7/21); एक अन्य उपयोगी दस्तावेज़ इएक्सएआर वेबसाइट से बीटी के लिए XR-2211 का उपयोग करके पहचान पत्र प्रदत्त तैयार करना है।
केबल संचार संघ
यूनाइटेड किंगडम के केबल संचार संघ (CCA) ने अपने स्वयं के मानक विकसित किए हैं जो बेल 202 मॉडेम या ITU V.23|V.23 टन के रूप में पहली छोटी घंटी के बाद सूचना भेजते हैं। उन्होंने कुछ "सड़क के बक्से" (मल्टीप्लेक्सर्स) को बदलने के बजाय एक नया मानक विकसित किया जो बीटी मानक का सामना नहीं कर सका। यूके केबल उद्योग विभिन्न प्रकार के स्विचन का उपयोग करता है: अधिकांश नॉर्टेल डीएमएस-100 हैं; कुछ प्रणालीयां एक्स हैं; सिस्टम वाई; और नोकिया DX220। ध्यान दें कि इनमें से कुछ सीसीए के बजाय बीटी मानक का उपयोग करते हैं। डेटा प्रारूप बीटी के समान है, लेकिन परिवहन परत टेल्कोर्डिया तकनीकी की तरह अधिक है, इसलिए उत्तर अमेरिकी या यूरोपीय उपकरण इसका पता लगाने की अधिक संभावना रखते हैं।
यह भी देखें
- आयाम-शिफ्ट कुंजीयन (ASK)
- सतत-चरण आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन (CPFSK)
- डुअल-टोन मल्टी-आवृत्ति (DTMF), श्रव्य आवृत्ति के जोड़े द्वारा डेटा का प्रतिनिधित्व करने वाली एक अन्य एन्कोडिंग तकनीक
- फ्रीक्वेंसी-चेंज सिग्नलिंग
- एकाधिक आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन (MFSK)
- समकोणकार आवृति विभाजन बहुसंकेतन (ओएफडीएम)
- चरण-शिफ्ट कुंजीयन (पीएसके)
- संघीय मानक 1037C
- लाख-एसटीडी-188
- प्रसार आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन (S-FSK)
संदर्भ
- ↑ Kennedy, G.; Davis, B. (1992). इलेक्ट्रॉनिक संचार प्रणाली (4th ed.). McGraw-Hill International. ISBN 978-0-07-112672-4., p 509
- ↑ FSK: Signals and Demodulation (B. Watson) http://www.xn--sten-cpa.se/share/text/tektext/digital-modulation/FSK_signals_demod.pdf Archived 2012-09-07 at the Wayback Machine
- ↑ Teaching DSP through the Practical Case Study of an FSK Modem (TI) http://www.ti.com/lit/an/spra347/spra347.pdf
- ↑ FSK Modulation and Demodulation With the MSP430 Microcontroller (TI) http://www.ti.com/lit/an/slaa037/slaa037.pdf Archived 2012-04-06 at the Wayback Machine
- ↑ ieeexplore.ieee.org, Sweeney, D.; "An introduction to bluetooth a standard for short range wireless networking" Proceedings. 15th Annual IEEE International ASIC/SOC Conference, Rochester, NY, US, 25-28 Sept. 2002, pp. 474–475. 2002.
- ↑ Nordic Semiconductor. nRF24LU1+ Preliminary Product Specification v1.2Archived 2011-02-20 at the Wayback Machine
- ↑ Bhagwat, Pravin (10 May 2005). "ब्लूटूथ: 1. अनुप्रयोग, प्रौद्योगिकी और प्रदर्शन". p. 21. Retrieved 27 May 2015.
- ↑ Essam Atalla et al. "A Practical Step Forward Toward Software-Defined Radio Transmitters". p. 1.
- ↑ Steve Ford. "ARRL's VHF Digital Handbook". 2008. p. 6-2.
- ↑ Morse 1925, p. 44; Morse cites British patent 2,617/11.
- ↑ Bureau of Standards 1922, pp. 415–416
- ↑ Little 1921, p. 125
- ↑ Kennedy & Davis 1992, pp. 549–550
- Bureau of Standards (1922), The Principles Underlying Radio Communication (Second ed.), U.S. Army Signal Corps, ISBN 9781440078590, Radio Communications Pamphlet No. 40. Revised to April 24, 1921.
- Little, D. G. (April 1921), "Continuous Wave Radio Communication", Electric Journal, 18: 124–129
- Morse, A. H. (1925), Radio: Beam and Broadcast, London: Ernest Benn Limited
बाहरी कड़ियाँ
- dFSK: Distributed Frequency Shift Keying Modulation in Dense Sensor Networks
- M Nasseri, J Kim, M Alam - Proceedings of the 17th Communications & Networking, 2014, Unified metric calculation of sampling-based turbo-coded noncoherent MFSK for mobile channel
- J Kim, P Raorane, M Nasseri, M Alam - Proceedings of the 46th Annual Simulation Symposium, 2013, Performance analysis of sampling-based turbo coded NCQFSK for image data transmission
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