செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம்

This entry is part of 41 in the series 20040708_Issue

முனைவர். கதிரவன் கிருஷ்ணமூர்த்தி


3. செல்பேசி: பல்முக அணுகல் நுட்பங்கள் (Multiple Access Techniques)

3.1 FDMA

பல பயனர்களை அணுக செல்பேசி அமைப்பு ரேடியோ ஊடகத்தில் தடங்களை ஒதுக்குகிறது என்று கண்டோம். இந்தத் தடங்கள் அலைவரிசையால் நிர்ணயிக்கப்படுகின்றன. அலைவரிசை பட்டையில் 25 MHz முன்னோக்குத் தடத்துக்கும், 25 MHz பின்வாங்கு தடத்துக்கும் AMPS அமைப்பில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளது என்று அத்தியாயம் இரண்டில் கண்டோம். ஒவ்வொரு குரல் தடமும் 30 kHz அகலம் எடுத்துக் கொள்வதால், ஒதுக்கப்பட்ட AMPS 25 MHz பட்டையில், 25MHz/30kHz= 833 தடங்கள் மொத்தம் அணுகக் கிடைக்கின்றன. இப்படி அதிர்வெண் (அலைவரிசை) பகிர்ந்து கொள்ளும் அணுகல் முறை அதிர்வெண் பங்கிட்ட பல்முக அணுகல் (Frequency Division Multiple Access) என வழங்கப்படும். FDMA முதல் தலைமுறை செல்பேசிகளில் கையாளப்பட்டது. இன்றும் புதிய செல்பேசிகள் FDMA

அணுகல் முறையைக் கையாளும் AMPS அமைப்பில் செயல்பட ஏற்புடையதாவே (compatible) உருவாக்கப் படுகின்றன.

படம் 5. FDMA நுட்பத்தில் 25 MHz அலைவரிசை அகலத்தில் 25 MHz/30 kHz தடங்களே பயன்பாட்டுக்கு கிடைகின்றன.

3.2 TDMA

FDMA பழைய நுட்பம். அலைவரிசையை மேலும் திறமையாகப் பயன்படுத்தலாம். ஒரே அலைவரிசையில் மூன்று பயனர்கள் நேரத்தைப் பங்கிட்டபடியே தடத்தை அணுகலாம். இது TDMA (Time Division Multiple Access) -நேரம் பங்கிட்ட பல்முக அணுகல் நுட்பம். ஒரே அலைவரிசையைப் பயன்படுத்தும் பயனர்கள் மூவர் தமக்கென்று ஒதுக்கப்பட்ட நேர இடைவெளியில் (Time Slot ) சைகையைச் செலுத்துகின்றனர். ஒவ்வொரு பயனரும் TF நேரத்திற்கொருமுறை, தடத்தை Tsl நேரம் அணுகமுடிகிறது. TDMA நுட்பத்தில் ஒரு பயனர் குரலைச் செலுத்தும் போது மற்ற பயனர்களின் குரல்-தரவுகளுக்கு என்ன நடக்கிறது ? என்ற கேள்வி எழலாம். தரவு இழப்பு ஏற்படாமல் TF-Tsl நேரம் தேக்கிவைக்கப்படுகிறது. குரல் சமிக்கையை Tsl நேரம் செலுத்தி, TF-Tsl நேரம் தேக்க, அது ஒப்புமை வடிவிலிருந்து இலக்கமுறை (Digital) வடிவுக்கு மாற்ற வேண்டியிருக்கிறது. TDMA செலுத்திகள் ஒப்புமைச் சைகையை இலக்கமுறை சைகையாக மாற்றுகின்றன. தேக்கிவைக்கப்படும் சைகை நேரத்துளையில் (Time Slot) துரிதபிரிப்புபாங்கில் (Burst Mode) அனுப்பி வைக்கப்படுகிறது.

படம் 6. TDMA சட்டமும், துளையும். TF நேரத்துக்கொருமுறை Tsl நேரம் ஒரு பயனர் ரேடியோ தடத்தை அணுகும் நுட்பம். நேரத்துளையில் குரல் (voice) , கட்டளை (control) மற்றும் ஒத்தியக்க (sync) துண்மிகள் அனுப்பப்படுகின்றன.

படம் 7. நேரம் பங்கிடும் மூன்று பயனர்களின் உரையாடல், கூறுகளாகப் பிரிக்கப் படும். ஒவ்வொருவருக்கும் தனித்தனி நேரத் துளைகள் ஒதுக்கப்பட்டு, கூறுகள் ‘Tsl ‘ நேரத்தில் செலுத்தப்படும். அன்பின் உரையை வாங்கும் பயனரின் ஏற்பி, நேரத்துளை 1 இல் உள்ள சைகைகளை கோர்க்கும் (சிவப்பு கட்டம்).

அன்பு, ஆசை, இசை என்ற மூன்று பயனர்கள் உரையாடுவதை உதாரணத்துக்கு எடுத்துகொள்வோம். ஒவ்வொரு பயனரின் உரையாடலையும் கூறுகளாகப் பிரித்து, படம் 7 காட்டுவது போல வரிசையாக அனுப்ப முடியும் என்று கொள்வோம். ஏற்பியில் சைகையின் கூறுகளை சரியான நேரத்துளையிலிருந்து எடுத்துக் கோர்க்க வேண்டும். இதற்கு TDMA ஏற்பியின் கடிகாரம், செலுத்தியின் கடிகாரத்தோடு ஒத்தியங்க வேண்டும் (synchronous). இந்த ஒத்தியக்கத்தை நடைமுறைப்படுத்த ஏற்பியின் கடிகாரத்தை செலுத்தியின் கடிகாரத்தோடு பூட்ட வேண்டும். இதற்கென குரல் தரவோடு ஒத்தியக்க துண்மிகள் (sync bits) அனுப்பப்படுகின்றன.

IS-54 மற்றும் IS-136 செந்தரங்கள் வடாமெரிக்கவிலும், GSM செந்தரம் அய்ரோப்பாவிலும், PDC ஜப்பானிலும் TDMA நுட்பத்தில் விளைந்த செல்லுலர் அமைப்புகளை விளக்குகின்றன. TDMA அமைப்பு பயனர்களின் எண்ணிக்கையைக் கூட்டுவது மட்டுமல்லாமல் செல்பேசிகளில் உள்ள மின்கலனின் ஆயுளையும் கூட்டுகிறது. மோபைல் (செல்பேசி) உரையாடும் நேரத்தில் மூன்றில் ஒரு பங்கு நேரம் தான் செலுத்துகிறது. இதனால் மின்நுகர்மை குறைவு.

3.3 CDMA

TDMA போலவே ஒரே அலைவரிசையில் பல பயனர்களை அணுகும் மேலும் ஒரு நுட்பம் CDMA- (Code Division Multiple Access) குறியீடு பங்கிட்ட பல்முனை அணுகல். IS-95 செந்தரம், வடஅமெரிக்காவில் இந்த நுட்பத்தைக் கையாளும் செல்பேசி அமைப்புகளை வரையறுக்கிறது. ஒவ்வொரு தகவல் அடங்கிய இலக்கமுறைப் பொட்டலத்தையும் ஒரு உன்னத சாவியுடன் CDMA குறியீடு செய்கிறது. CDMA ஏற்பி அந்த உன்னத சாவிக்கே பதிலீடு கொடுத்துச் சைகையை இறக்குகிறது. CDMA செல்பேசியில் ஒட்டுக் கேட்கும் வாய்ப்பு அரிது. திறவுகோளாக விளங்கும் குறியீடு முறை சைகையின் ரகசியத்தைக் காப்பாற்ற உதவுகிறது. ஏற்க வேண்டிய பயனரிடம் சாவி இருப்பதால் அவரால் மட்டுமே சைகைப் பொட்டலத்தை அவிழ்க்க முடியும். ஒரு அலைவரிசையில் 30-40 பயனர்களை அணுக CDMA வழிவகுக்கிறது. ஆனால் CDMA உத்தியில், துரிதமாக ஓடும் குறியீட்டு சொற்களோடு உடன்-தொடர்புபடுத்தம் (correlation) என்ற செயற்பாட்டின் ஊடாக குரலலையின் நிறமாலை விரிகிறது. இதனால் CDMA சைகை, AMPS மற்றும் TDMA சைகையைக் காட்டிலும் அதிக பட்டை அகலம் எடுத்துக்கொள்கிறது. IS-95 CDMA வில் ஒலிபரப்பப்படும் சைகை 1.25 MHz அகலம் கொள்கிறது. 30 kHz அகலம் கொள்ளும் AMPS மற்றும் TDMA வுடன் ஒப்பு நோக்குக.

படம் 8. அ) குரலலையின் குறுகிய நிறமாலையை விரிக்கும் CDMA. குறியீட்டெழுத்துடன் தொடர்புபடுத்தும் போது ஒரே அலைவரிசைப் பட்டையில் நிறமாலை விரிகிறது. பயனர் 1 குறியீடெழுத்து w1 உடன் தொடர்பு படுத்தப்படுகிறார். பயனர் 2 w2 உடன் தொடர்புபடுத்தப்படுகிறார் ஆ) பயனர் 2 யை ஏற்கும் செல்பேசியில் சரியான குறியீட்டெழுத்தை வைத்து சைகை 2 யை இறக்க முடிகிறது. அதே அலைப்பட்டையில் இருக்கும் சைகை 1, w2 உடன் தொடர்பில்லாததால் வெறும் இரைச்சலாக இருக்கும்.

படம் 9. AMPS/TDMA நுட்பங்களில் சைகை, குறுகிய அலைவரிசைப் பட்டை அகலத்தில் அடக்கப்படுகிறது. இதற்கு உருவகமாக ஒரு பெரிய ஆள் ஒன்றன் மேலொன்று அடுக்கிய புத்தகச் சுமையுடன் இலக்கு நோக்கி நகர்கிறார். CDMA நுட்பத்தில் சைகையின் நிறமாலை பரப்பப்படுகிறது. பட்டை அகலம் கூடுதலாகக் கொள்கிறது. பொடியன்களிடம் ஆளுக்கொரு நூலைக் கையில் கொடுத்து, கொண்டு சேர்க்கும் வேலையில் ஈடுபடுத்துவதற்கு ஒப்பாகும்.

வரைபடம் 9 குரல் சைகையின் நிறமாலையை அகலமாக விரிக்கும் CDMA, AMPS அமைப்பைக் காட்டிலும் எவ்வாறு, எவ்வழியில் சிறந்தது என்று உருவகப்படுத்திக் காட்டுகிறது.

அடுக்கிவைக்கப்பட்டுள்ள நூல்களை (சைகை) அறையின் ஒரு பக்கத்திலிருந்து மறுபக்கம் கொண்டு சேர்க்கும் பணியை எடுத்துக்கொள்வோம். வழியில் இடைஞ்சல் ஏதும் இல்லாமல் இருந்தால் வலுவான பெரியவர் ஒருவரே இந்த வேலையைச் செம்மையாகச் செய்யலாம்.

கற்கள், பொந்துகள், மேடுபள்ளங்கள் பாதையில் இருப்பதாகக் கொள்வோம். மேலும் கூண்டர் ஒருவர் மறித்து நூல்களை பறிக்கப் பார்க்கிறார் என்றால் என்ன செய்யலாம். இடைமறிக்கும் கூண்டர் ரேடியோ ஊடகத்தில் சைகைகளுக்கு நேரும் இடைஞ்சலைக் குறிக்கும் பொருள். நிறமாலையை விரிக்கும் (Spread Spectrum) CDMA உத்தி பல சிறுவர்களை பணியில் அமர்த்தி ஒவ்வொருவருக்கும் ஒரு நூலைக் கொடுத்து அறையின் மறுபக்கம் சேர்க்கச் செய்வதற்கு ஒப்பாகும். ஓரிரு சிறுவர்கள் தடுமாறி விழலாம். ஆனால் கூடிய எண்ணிக்கையில் நூல்கள் சேரிடம் வரும். நிறமாலையை விரிக்கும் CDMA உத்தி, ராணுவத் தொடர்பாடலில் எதிரியின் மறிக்கும் (jammer) சைகையிலிருந்து ஏற்க வேண்டிய சைகையை பிரித்து எடுக்கக் கையாளப்படுகிறது.

1. T.Rappaport, ‘Wireless Communications: Principles and Practice ‘, Prentice Hall, New Jersey.

2. W.C.Lee, ‘Mobile Cellular Communications: Analog and Digital Systems ‘, McGraw Hill.

Series Navigation

முனைவர். கதிரவன் கிருஷ்ணமூர்த்தி