आवृत्ति पारी कुंजीयन

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बाइनरी एफएसके का एक उदाहरण
FSK-FMCW Principle.png

आवृत्ति-पारी कुंजीयन(FSK) एक आवृति की उतार - चढ़ाव 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, वेदर बैलून रेडियोधर्मी, कॉलर आईडी, गैरेज का दरवाजा खोलने वाला, और बहुत कम आवृत्ति और बेहद कम आवृत्ति बैंड में कम आवृत्ति वाले रेडियो प्रसारण के लिए किया जाता है। सबसे सरल FSK बाइनरी अंक प्रणाली FSK (BFSK) है। BFSK बाइनरी (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 फ़्रीक्वेंसी कहा जाता है और 0 को स्पेस फ़्रीक्वेंसी कहा जाता है।

मॉड्यूलेटिंग और डिमोडुलेटिंग

एफएसके मोडेम के संदर्भ कार्यान्वयन मौजूद हैं और इन्हें विस्तार से प्रलेखित किया गया है।[3] बाइनरी एफएसके सिग्नल का डिमॉड्यूलेशन गोएर्टज़ेल एल्गोरिथम का उपयोग करके बहुत कुशलता से किया जा सकता है, यहां तक ​​कि कम-शक्ति वाले माइक्रोकंट्रोलर्स पर भी।[4]


रूपांतर

एकाधिक आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन

सतत-चरण आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन

Main article: continuous-phase frequency-shift keying

सिद्धांत रूप में एफएसके को पूरी तरह से स्वतंत्र फ्री-रनिंग ऑसिलेटर्स का उपयोग करके और प्रत्येक प्रतीक अवधि की शुरुआत में उनके बीच स्विच करके कार्यान्वित किया जा सकता है। सामान्य तौर पर, स्वतंत्र ऑसिलेटर एक ही चरण में नहीं होंगे और इसलिए स्विच-ओवर इंस्टेंट पर एक ही आयाम होगा, प्रेषित सिग्नल में अचानक रुकावट पैदा करना।

व्यवहार में, कई एफएसके ट्रांसमीटर केवल एक ऑसीलेटर का उपयोग करते हैं, और प्रत्येक प्रतीक अवधि की शुरुआत में एक अलग आवृत्ति पर स्विच करने की प्रक्रिया चरण को संरक्षित करती है। चरण में विच्छिन्नता का उन्मूलन (और इसलिए आयाम में अचानक परिवर्तन का उन्मूलन) साइडबैंड शक्ति को कम करता है, पड़ोसी चैनलों के साथ हस्तक्षेप को कम करता है।

गाऊसी आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन

डिजिटल डेटा 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) ट्रांज़िशन को आसान बनाने के लिए गाऊसी फिल्टर के साथ डेटा दालों को फ़िल्टर करता है। इस फिल्टर में साइडबैंड पावर को कम करने, पड़ोसी चैनलों के साथ हस्तक्षेप को कम करने, इंटरसिंबल हस्तक्षेप को बढ़ाने की कीमत पर लाभ है। इसका उपयोग बेहतर परत 2 प्रोटोकॉल, डीईसीटी, ब्लूटूथ, द्वारा किया जाता है।[5] सरू वायरलेस यूएसबी, नॉर्डिक सेमीकंडक्टर,[6] टेक्सस उपकरण LPRF, IEEE 802.15.4, Z-Wave और Wavenis डिवाइस। मूल डेटा दर ब्लूटूथ के लिए न्यूनतम विचलन 115 kHz है।

एक GFSK मॉड्युलेटर एक साधारण आवृत्ति-पारी कुंजीयनमॉड्युलेटर से भिन्न होता है जिसमें बेसबैंड वेवफॉर्म (स्तरों -1 और +1 के साथ) FSK मॉड्युलेटर में जाने से पहले, यह स्पेक्ट्रल चौड़ाई को सीमित करने के लिए ट्रांज़िशन को आसान बनाने के लिए गॉसियन फ़िल्टर से होकर गुजरता है। गाऊसी फ़िल्टरिंग वर्णक्रमीय चौड़ाई को कम करने का एक मानक तरीका है; इसे इस एप्लिकेशन में नाड़ी को आकार देना कहा जाता है।

साधारण गैर-फ़िल्टर किए गए FSK में, -1 से +1 या +1 से -1 तक की छलांग पर, संग्राहक तरंग तेजी से बदलता है, जो बड़े आउट-ऑफ-बैंड स्पेक्ट्रम का परिचय देता है। यदि पल्स को -1 से +1 तक -1, -0.98, -0.93, ..., +0.93, +0.98, +1 के रूप में बदला जाता है, और इस चिकनी पल्स का उपयोग वाहक आवृत्ति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, तो आउट- ऑफ-बैंड स्पेक्ट्रम कम हो जाएगा।[7]


न्यूनतम-शिफ्ट कुंजीयन

Main article: Minimum-shift keying

मिनिमम फ्रिक्वेंसी-शिफ्ट कीइंग या मिनिमम-शिफ्ट कीइंग (एमएसके) सुसंगत एफएसके का एक विशेष वर्णक्रमीय कुशल रूप है। MSK में, उच्च और निम्न आवृत्ति के बीच का अंतर आधी बिट दर के समान होता है। नतीजतन, वेवफॉर्म 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 FSK मॉडुलन इंडेक्स है जिसे इस तरह चुना जा सकता है कि 0 और 1 के लिए वेवफॉर्म ओर्थोगोनल हैं।

गॉसियन मिनिमम-शिफ्ट कीइंग

Main article: Gaussian minimum shift keying

जीएसएम चल दूरभाष मानक में गौसियन मिनिमम-शिफ्ट कीइंग (जीएमएसके) नामक एमएसके के एक प्रकार का उपयोग किया जाता है।

ऑडियो आवृत्ति-शिफ्ट कीइंग

ऑडियो आवृत्ति-पारी कुंजीयन(AFSK) एक मॉडुलन तकनीक है जिसके द्वारा डिजिटल डेटा को आवाज़ टोन की फ़्रीक्वेंसी (पिच (संगीत)) में परिवर्तन द्वारा दर्शाया जाता है, जो रेडियो या टेलीफ़ोन के माध्यम से प्रसारण के लिए उपयुक्त एन्कोडेड सिग्नल प्रदान करता है। आम तौर पर, प्रेषित ऑडियो दो स्वरों के बीच वैकल्पिक होता है: एक, चिह्न, एक द्विआधारी अंक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है एक; दूसरा, स्पेस, बाइनरी शून्य का प्रतिनिधित्व करता है।

एएफएसके नियमित फ्रीक्वेंसी-शिफ्ट कीइंग से बेसबैंड फ्रीक्वेंसी पर मॉड्यूलेशन करने में भिन्न होता है। रेडियो अनुप्रयोगों में, AFSK-संग्राहक संकेत का उपयोग सामान्य रूप से प्रसारण के लिए एक आकाशवाणी आवृति कैरियर सिग्नल (पारंपरिक तकनीक का उपयोग करके, जैसे आयाम अधिमिश्रण या फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन) को मॉड्यूलेट करने के लिए किया जाता है।

एएफएसके का उपयोग हमेशा हाई-स्पीड डेटा संचार के लिए नहीं किया जाता है, क्योंकि यह अन्य मॉड्यूलेशन मोड की तुलना में पावर और बैंडविड्थ दोनों में बहुत कम कुशल है।[citation needed] हालांकि, इसकी सादगी के अलावा, एएफएसके का यह फायदा है कि एन्कोडेड सिग्नल एसी युग्मन | एसी-युग्मित लिंक से गुज़रेंगे, जिनमें मूल रूप से संगीत या भाषण को ले जाने के लिए डिज़ाइन किए गए अधिकांश उपकरण शामिल हैं।

AFSK का उपयोग यूएस-आधारित आपातकालीन चेतावनी प्रणाली में आपातकालीन प्रकार के स्टेशनों, 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 रेडियो निरंतर 4-स्तर एफएम (सी4एफएम) मॉडुलन का उपयोग करते हैं।[8][9]


अनुप्रयोग

1200 baud AFSK signal
Listen to an example of a 1200 baud AFSK-modulated signal.
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1910 में, रेजिनाल्ड फेसेन्डेन ने मोर्स कोड ट्रांसमिट करने के लिए टू-टोन विधि का आविष्कार किया। डॉट्स और डैश को समान लंबाई के अलग-अलग टोन के साथ बदल दिया गया।[10] इरादा प्रसारण समय को कम करना था।

कुछ शुरुआती सीडब्ल्यू ट्रांसमीटरों ने एक चाप कनवर्टर को नियोजित किया जो आसानी से ऑन-ऑफ कुंजीयन नहीं हो सकता था। चाप को चालू और बंद करने के बजाय, कुंजी ने क्षतिपूर्ति-तरंग विधि के रूप में जानी जाने वाली तकनीक में ट्रांसमीटर आवृत्ति को थोड़ा बदल दिया।[11] रिसीवर पर मुआवजा-लहर का उपयोग नहीं किया गया था। इस पद्धति के लिए उपयोग किए जाने वाले स्पार्क-गैप ट्रांसमीटर ने बहुत अधिक बैंडविड्थ की खपत की और हस्तक्षेप का कारण बना, इसलिए इसे 1921 तक हतोत्साहित किया गया।[12] अधिकांश शुरुआती टेलीफोन-लाइन मोडम लगभग 1200 बिट्स प्रति सेकंड की दर से डेटा भेजने और प्राप्त करने के लिए ऑडियो आवृत्ति-पारी कुंजीयन(AFSK) का उपयोग करते थे। बेल 103 मॉडेम और बेल 202 मॉडेम ने इस तकनीक का इस्तेमाल किया।[13] आज भी, उत्तर अमेरिकी कॉलर आईडी बेल 202 मानक के रूप में 1200 बॉड AFSK का उपयोग करता है। कुछ शुरुआती माइक्रो कंप्यूटरों ने ऑडियो कैसेट पर डेटा स्टोर करने के लिए AFSK मॉडुलन, कैनसस सिटी मानक के एक विशिष्ट रूप का उपयोग किया।[citation needed] एएफएसके अभी भी शौकिया रेडियो में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह असंशोधित वॉयसबैंड उपकरण के माध्यम से डेटा ट्रांसमिशन की अनुमति देता है।

चेतावनी सूचना प्रसारित करने के लिए एएफएसके का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका की आपातकालीन चेतावनी प्रणाली में भी किया जाता है।[citation needed] यू.एस. में एनओएए द्वारा वेदरैडियो पर उपयोग की जाने वाली वेदरकॉपी के लिए उच्च बिटरेट पर इसका उपयोग किया जाता है।

ओटावा|ओटावा, ओंटारियो, कनाडा में CHU (कॉलसाइन) शॉर्टवेव रेडियो स्टेशन AFSK मॉडुलन का उपयोग करके एन्कोडेड एक विशेष डिजिटल टाइम सिग्नल प्रसारित करता है।[citation needed]


कॉलर आईडी और दूरस्थ पैमाइश मानक

फ्रीक्वेंसी-शिफ्ट कीइंग (FSK) का उपयोग आमतौर पर कॉलर आईडी (कॉलर्स के नंबर प्रदर्शित करने) और रिमोट मीटरिंग एप्लिकेशन के लिए टेलीफोन लाइनों पर किया जाता है। इस तकनीक के कई रूप हैं।

यूरोपीय दूरसंचार मानक संस्थान

यूरोप के कुछ देशों में, यूरोपीय दूरसंचार मानक संस्थान (ETSI) मानक 200 778-1 और -2 - 300 778-1 और -2 की जगह - 3 भौतिक परिवहन परतों (टेल्कोर्डिया टेक्नोलॉजीज (पूर्व में बेलकोर), ब्रिटिश दूरसंचार (BT)) की अनुमति देते हैं। और केबल संचार संघ (सीसीए)), 2 डेटा प्रारूपों कॉलर आईडी (एमडीएमएफ) और कॉलर आईडी (एसडीएमएफ) के साथ मिलकर डुअल-टोन मल्टी-फ़्रीक्वेंसी (डीटीएमएफ) सिस्टम और मीटर-रीडिंग के लिए नो-रिंग मोड और पसंद करना। यह एक मान्यता है कि एकल मानक को परिभाषित करने के प्रयास की तुलना में विभिन्न प्रकार मौजूद हैं।

टेल्कोर्डिया टेक्नोलॉजीज

Telcordia Technologies (पूर्व में Bellcore) मानक का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा (लेकिन नीचे देखें), ऑस्ट्रेलिया, चीन, हांगकांग और सिंगापुर में किया जाता है। यह पहली रिंग टोन के बाद डेटा भेजता है और 1200 बिट दर बेल 202 टोन मॉड्यूलेशन का उपयोग करता है। डेटा SDMF में भेजा जा सकता है - जिसमें दिनांक, समय और संख्या शामिल है - या MDMF में, जो एक NAME फ़ील्ड जोड़ता है।

ब्रिटिश टेलीकॉम

यूनाइटेड किंगडम में ब्रिटिश टेलीकॉम (BT) ने अपने स्वयं के मानक विकसित किए, जो डिस्प्ले को एक लाइन रिवर्सल के साथ जगाते हैं, फिर डेटा को ITU-T v.23 मॉडेम टोन के रूप में MDMF के समान प्रारूप में भेजते हैं। इसका उपयोग BT, वायरलेस नेटवर्क जैसे दिवंगत Ionica (कंपनी) और कुछ केबल कंपनियों द्वारा किया जाता है। विवरण बीटी आपूर्तिकर्ता सूचना नोट (एसआईएन) 227(28/7/21 लिंक टूटा) और [http: //www.sinet.bt.com/sinet/SINs/pdf/242v2p4.pdf 242] (लिंक टूटा हुआ 28/7/21); एक अन्य उपयोगी दस्तावेज़ है BT के लिए XR-2211 का उपयोग करके कॉलर पहचान डिलीवरी डिज़ाइन करना EXAR वेबसाइट से।

केबल कम्युनिकेशंस एसोसिएशन

यूनाइटेड किंगडम के केबल कम्युनिकेशंस एसोसिएशन (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 स्ट्रीट बॉक्स (मल्टीप्लेक्सर्स) को बदलने के बजाय एक नया मानक विकसित किया जो बीटी मानक का सामना नहीं कर सके। यूके केबल उद्योग विभिन्न प्रकार के स्विच का उपयोग करता है: अधिकांश नॉर्टेल डीएमएस-100 हैं; कुछ सिस्टम एक्स (टेलीफोनी) 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 टेक्नोलॉजीज की तरह अधिक है, इसलिए उत्तर अमेरिकी या यूरोपीय उपकरण इसका पता लगाने की अधिक संभावना रखते हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Kennedy, G.; Davis, B. (1992). इलेक्ट्रॉनिक संचार प्रणाली (4th ed.). McGraw-Hill International. ISBN 978-0-07-112672-4., p 509
  2. ↑ 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
  3. ↑ Teaching DSP through the Practical Case Study of an FSK Modem (TI) http://www.ti.com/lit/an/spra347/spra347.pdf
  4. ↑ 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
  5. ↑ 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.
  6. ↑ Nordic Semiconductor. nRF24LU1+ Preliminary Product Specification v1.2Archived 2011-02-20 at the Wayback Machine
  7. ↑ Bhagwat, Pravin (10 May 2005). "ब्लूटूथ: 1. अनुप्रयोग, प्रौद्योगिकी और प्रदर्शन". p. 21. Retrieved 27 May 2015.
  8. ↑ Essam Atalla et al. "A Practical Step Forward Toward Software-Defined Radio Transmitters". p. 1.
  9. ↑ Steve Ford. "ARRL's VHF Digital Handbook". 2008. p. 6-2.
  10. ↑ Morse 1925, p. 44; Morse cites British patent 2,617/11.
  11. ↑ Bureau of Standards 1922, pp. 415–416
  12. ↑ Little 1921, p. 125
  13. ↑ Kennedy & Davis 1992, pp. 549–550


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