हम पेजर संदेशों के प्रोटोकॉल को इकट्ठा करते हैं POCSAG, भाग 1

हाय हमर!

एक बार, जब एक मोबाइल फोन की कीमत $ 2000 थी और कॉल के एक मिनट की लागत 50 सेंट थी, पेजिंग जैसी लोकप्रिय चीज थी। फिर कनेक्शन सस्ता हो गया, और पेजर पहले एक व्यवसायी व्यक्ति की प्रतिष्ठित विशेषता से एक कूरियर या सचिव की गैर-प्रतिष्ठित विशेषता में बदल गया, और फिर यह तकनीक लगभग पूरी तरह से गायब हो गई।


जो लोग याद करते हैं, उनके लिए "पेजर पढ़ें, बहुत सोचा", और यह पता लगाना चाहते हैं कि यह कैसे काम करता है, कट के नीचे जारी रहा। जो लोग विस्तार से और भी अधिक समझना चाहते हैं, उनके लिए दूसरा भाग उपलब्ध है।

सामान्य जानकारी

जो लोग भूल गए थे या 2000 के दशक के बाद पैदा हुए थे, मैं मुख्य विचारों को संक्षेप में याद करूंगा।

उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, पेजिंग संचार के दो बड़े पैमाने हैं, जो कुछ मामलों में अभी भी प्रासंगिक हैं:

- संचार एक तरफा है, बिना किसी पुष्टि के, इसलिए पेजिंग नेटवर्क को ओवरलोड करना असंभव है, इसका प्रदर्शन ग्राहकों की संख्या पर निर्भर नहीं करता है। संदेश क्रमिक रूप से "जैसा है" प्रसारित किया जाता है, और पेजर उन्हें प्राप्त करता है यदि प्राप्तकर्ता संख्या पेजर संख्या से मेल खाती है।

- प्राप्त करने वाला उपकरण बहुत सरल है, ताकि पेजर 2 साधारण एए बैटरी से एक महीने तक रिचार्ज किए बिना काम कर सके।

संदेश भेजने के दो मुख्य मानक हैं - POCSAG (पोस्ट ऑफिस कोड मानकीकरण सलाहकार समूह) और फ्लेक्स । मानक बिल्कुल भी नए नहीं हैं, 1982 में POCSAG को वापस मंजूरी दे दी गई, 512, 1200 और 2400 बिट / एस की समर्थित गति। संचरण के लिए, 4.5KHz की आवृत्ति रिक्ति के साथ फ़्रीक्वेंसी शिफ्ट कीइंग (FSK) का उपयोग किया जाता है। नया फ्लेक्स मानक (90 के दशक में मोटोरोला द्वारा प्रस्तावित) 6400 बीपीएस तक की गति का समर्थन करता है और न केवल एफएसके 2, बल्कि एफएसके 4 का उपयोग कर सकता है।

प्रोटोकॉल स्वाभाविक रूप से काफी सरल हैं, और 20 साल पहले डिकोडर्स उनके लिए लिखे गए थे जो एक साउंड कार्ड के इनपुट से सिग्नल को डिक्रिप्ट कर सकते हैं (संदेश एन्क्रिप्शन प्रदान नहीं किया जाता है, इसलिए कोई भी उन्हें इस तरह के कार्यक्रम के साथ, सिद्धांत रूप में पढ़ सकता है)।

आइए देखें कि यह कैसे काम करता है।

संकेत प्राप्त करना

सबसे पहले, हमें डिकोडिंग के लिए एक नमूने की आवश्यकता है। हम एक लैपटॉप, एक आरटीएल-एसडीआर रिसीवर, एक टाइम मशीन लेते हैं, और हमें जिस सिग्नल की आवश्यकता होती है उसे प्राप्त करते हैं।



क्योंकि आवृत्ति मॉडुलन, प्राप्त मोड भी एफएम सेट। HDSDR का उपयोग करते हुए, हम WAV प्रारूप में सिग्नल रिकॉर्ड करते हैं।

आइए देखें कि हमें क्या मिला। पायथन का उपयोग करके एक सरणी के रूप में wav फ़ाइल डाउनलोड करें:

from scipy.io import wavfile import matplotlib.pyplot as plt fs, data = wavfile.read("pocsag.wav") plt.plot(data) plt.show() 

परिणाम (बिट्स मैन्युअल रूप से हस्ताक्षरित हैं):



जैसा कि आप देख सकते हैं, पेंट में सब कुछ सरल है, और यहां तक ​​कि "आंख से", आप बिट्स को "0" और जहां "1" आकर्षित कर सकते हैं। लेकिन पूरी फाइल के लिए ऐसा करना बहुत लंबा होगा, प्रक्रिया को स्वचालित करने की आवश्यकता है।

यदि आप ग्राफ़ बढ़ाते हैं, तो आप देख सकते हैं कि प्रत्येक "बिट" की चौड़ाई 20 नमूने है, जो 24000 नमूनों / एस की wav फ़ाइल की एक नमूना आवृत्ति पर 1200 बिट / एस की गति से मेल खाती है। हम संकेत में शून्य के माध्यम से संक्रमण की जगह पाते हैं - यह बिट अनुक्रम की शुरुआत होगी। हम बिट्स से मिलान करने के लिए स्क्रीन पर मार्कर प्रदर्शित करेंगे।

 speed = 1200 fs = 24000 cnt = int(fs/speed) start = 0 for p in range(2*cnt): if data[p] < - 50 and data[p+1] > 50: start = p break # Bits frame bits = np.zeros(data.size) for p in range(0, data.size - cnt, cnt): bits[start + p] = 500 plt.plot(bits) 

जैसा कि आप देख सकते हैं, मैच सही नहीं है (ट्रांसमीटर और रिसीवर की आवृत्तियों अभी भी थोड़ा अलग हैं), लेकिन यह डिकोडिंग के लिए काफी पर्याप्त है।



लंबे संकेतों के लिए, एक आवृत्ति समायोजन एल्गोरिथ्म पेश करना होगा, लेकिन इस मामले में इसकी आवश्यकता नहीं है।

और अंतिम चरण है कि एरे को wav से थोड़ा अनुक्रम में अनुवाद करना है। यहां भी सब कुछ सरल है, हम पहले से ही एक बिट की लंबाई जानते हैं, अगर इस अवधि के लिए डेटा सकारात्मक है, तो "1" जोड़ें, अन्यथा "0" (संपादन - जैसा कि यह निकला, संकेत उलट करने की आवश्यकता है, इसलिए 0 और 1 उलट गए थे)।

 bits_str = "" for p in range(0, data.size - cnt, cnt): s = 0 for p1 in range(p, p+cnt): s += data[p] bits_str += "1" if s < 0 else "0" print("Bits") print(bits_str) 

शायद लूप को छोड़ कर कोड को अनुकूलित किया जा सकता है, हालांकि इस मामले में यह महत्वपूर्ण नहीं है।

परिणाम बिट्स (एक स्ट्रिंग के रूप में) का एक समाप्त अनुक्रम है जो हमारे संदेश को बचाता है।

101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101
010101010101010101010101010101010101010101010100111110011010010000101001101
100001111010100010011100000110010111011110101000100111000001100101110111101
010001001110000011001011101111010100010011100000110010111011110101000100111
000001100101110111101010001001110000011001011101111010100010011100000110010
011011110101000100111000001100101110111101010001001110000011001011101111010
100010011100000110010111011110101000100111000001100101110111101010001001110
...
111101111

डिकोडिंग

बिट्स का एक अनुक्रम सिर्फ एक wav फ़ाइल की तुलना में बहुत अधिक सुविधाजनक है, आप पहले से ही इसका कोई भी डेटा निकाल सकते हैं। हम फ़ाइल को 4 बाइट्स के ब्लॉक में विभाजित करते हैं, और अधिक समझने योग्य अनुक्रम प्राप्त करते हैं:

10101010101010101010101010101010
10101010101010101010101010101010
10101010101010101010101010101010
10101010101010101010101010101010
01111100110100100001010011011000
01111010100010011100000110010111
01111010100010011100000110010111
01111010100010011100000110010111
01111010100010011100000110010111
00001000011011110100010001101000
10000011010000010101010011010100
01111100110100100001010111011000
11110101010001000001000000111000
01111010100010011100000110010111
01111010100010011100000110010111
01111010100010011100000110010111
00100101101001011010010100101111

यह सब हम फ़ाइल से निकाल सकते हैं, यह समझना है कि इन पंक्तियों का क्या मतलब है। प्रारूप के लिए प्रलेखन खोलें, जो एक पीडीएफ के रूप में उपलब्ध है।



सब कुछ कमोबेश स्पष्ट है। संदेश शीर्षलेख में एक लंबा ब्लॉक "10101010101" होता है, जिसकी आवश्यकता होती है ताकि पेजर "स्लीप मोड" छोड़ दे। संदेश में स्वयं बैच -1 शामिल हैं ... बैच-एन ब्लॉक, जिनमें से प्रत्येक एक अद्वितीय FSC अनुक्रम (पाठ में बोल्ड में हाइलाइट किए गए) से शुरू होता है। इसके अलावा, जैसा कि मैनुअल से देखा जा सकता है, यदि लाइन "0" से शुरू होती है, तो यह प्राप्तकर्ता का पता है। पते को पेजर में ही वायर किया जाता है, और यदि यह मेल नहीं खाता है, तो पेजर बस संदेश को अनदेखा कर देगा। यदि रेखा "1" से शुरू होती है, तो यह वास्तव में एक संदेश है। हमारी ऐसी दो लाइनें हैं।

अब प्रत्येक ब्लॉक को देखें। हम निष्क्रिय कोड देखते हैं - खाली ब्लॉक 01111 ... 0111 जो उपयोगी जानकारी नहीं रखते हैं। हम उन्हें हटा देते हैं, बहुत कम जानकारी बची है, जो शेष है:

01111100110100100001001010011011000 - फ़्रेम सिंक
00001000011011110100010001101000 - पता
10000011010000010101010011010100 - संदेश

01111100110100100001001010111011000 - फ़्रेम सिंक
11110101010001000001000000111000 - संदेश
00100101101001011010010100101111 - पता

यह समझने के लिए रहता है कि अंदर क्या है।

हम मैनुअल में आगे देखते हैं, और पता लगाते हैं कि संदेश डिजिटल या पाठ हो सकते हैं। डिजिटल संदेशों को 4-बिट बीसीडी कोड के रूप में संग्रहीत किया जाता है, जिसका अर्थ है कि 5 अक्षर 20 बिट्स में फिट हो सकते हैं (नियंत्रण के लिए अभी भी बिट्स हैं, हम उन पर विचार नहीं करेंगे)। संदेश पाठ भी हो सकता है, इस मामले में 7-बिट एन्कोडिंग का उपयोग किया जाता है, लेकिन पाठ के लिए हमारा संदेश बहुत छोटा है - संदेश बिट्स की कुल संख्या 7 से अधिक नहीं है।

तार से 10000011010000010101010011010100 और 11110101010001000001000000111000 से हमें निम्नलिखित 4-बिट क्रम मिलते हैं:
1 0000 0110 1000 0010 10101 0011010100 - 0h 6h 8h 2h आह
1 1110 1010 1000 1000 00100 0000111000 - एह अह 8 ह 8 ह 2 ह

और अंत में, अंतिम चरण - हम प्रलेखन में पात्रों के पत्राचार की एक तालिका देखते हैं।



जैसा कि आप देख सकते हैं, एक डिजिटल संदेश में केवल नंबर 0-9, अक्षर U ("बदसूरत"), एक स्थान, और कोष्ठक की एक जोड़ी हो सकती है। हम उन्हें मैन्युअल रूप से नहीं पढ़ने के लिए एक साधारण आउटपुट फ़ंक्शन लिखते हैं:

 def parse_msg(block): # 16 lines in a batch, each block has a length 32 bits for cw in range(16): cws = block[32 * cw:32 * (cw + 1)] if cws[0] == "0": addr = cws[1:19] print(" Addr:" + addr) else: msg = cws[1:21] print(" Msg: " + msg) size = 4 s = "" for ind in range(0, len(msg), size): bcd_s = msg[ind:ind + size] value = int(bcd_s, 2) symbols = "0123456789*U -)(" s += symbols[value] print(" ", s) print() 

परिणामस्वरूप, हमें प्रेषित संदेश "0682 *) * 882" मिलता है। यह कहना मुश्किल है कि इसका क्या मतलब है, लेकिन चूंकि प्रारूप डिजिटल संदेशों का समर्थन करता है, तो शायद किसी को इसकी आवश्यकता है।

निष्कर्ष

जैसा कि आप देख सकते हैं, POCSAG प्रारूप बहुत सरल है, और वास्तव में, स्कूल नोटबुक में भी डिकोड किया जा सकता है। और यद्यपि अब यह ऐतिहासिक हित है, लेकिन इस तरह के प्रोटोकॉल का विश्लेषण संज्ञानात्मक दृष्टिकोण से बहुत उपयोगी है।

अगला खंड ASCII संदेशों को डिकोड करने का वर्णन करता है।