செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம் – 6

This entry is part [part not set] of 50 in the series 20040812_Issue

முனைவர். கதிரவன் கிருஷ்ணமூர்த்தி


செல்பேசி வேலை செய்யும் விதம்

செல்பேசிகள் ஒவ்வொன்றுக்கும் தனிப்பட்ட குறியீட்டு எண்கள் உள்ளன. செல்பேசி, பேசியின் உரிமையாளர், மற்றும் செல் சேவை வழங்கும் நிறுவனத்தினர் பயன்பாட்டுக்க்காக இந்த குறியீட்டு எண்கள் இருக்கின்றன.

1. EIN-Electronic Serial Number-மின்னியல் தொடர் எண். செல்பேசிக்கே உரிய 32 துண்மி (bit) எண். செல்பேசி தயாரிக்கும் கம்பெனி செல்பேசிக்குள் செயலாக்கி வைக்கும் எண். இது ஒரு நிரந்தர எண்.

2. MIN-Mobile Identification Number-மொபைல் அடையாள எண். செல்பேசியின் எண்ணிலிருந்து 10 இலக்க எண். செல்பேசியை அணுகப் பயன்படும் எண்.

3. SID-System Identification Code-சேவை வழங்குவோர் அடையாளக் குறியீடு.

MIN, SID இரண்டும் செல்பேசியில் நீங்கள் ஒரு சேவை வழங்கும் கம்பெனியின் சந்தாதாரர் ஆனதும் அவர்களால் செயலாக்கப்படும் (programmed). அய்ரோப்பிய GSM அமைப்பில், SID அடங்கிய அட்டை, சேவை வழங்கும் கம்பெனி சந்தாதாரருக்குக் கொடுக்கிறது.

1. செல்பேசியின் மின்தொடுப்பு விசையை இயக்கியவுடன் (Power on) அது கட்டளை தடம் வழியாக சேவை வழங்குவோரின் அடையாளக் குறியீட்டு எண்ணை (SID) கேட்க முயல்கிறது. கட்டளை தடம் என்பது பேசியும், தளநிலையமும் அழைப்புகளை இணைக்கும் ஏற்பாடுகள் செய்யவும், தடங்களை மாற்றவும் பயன்படுத்தும் ஒரு தனிப்பட்ட அலைவரிசை. செல்பேசி கேட்பதற்கு கட்டளை தடமேதும் கிடைக்காவிட்டால், பயன்படுத்தக்கூடிய எல்லைக்குள் தான் இல்லை என உணர்ந்து ‘சேவை இல்லை [No Service]” என்ற தகவலை திரையில் காட்டுகிறது.

2. SID ஏற்றவுடன் பேசி தனது நினைவகத்துக்குள் செயலாக்கபட்ட SID உடன் ஒப்பு நோக்குகிறது. இரண்டு SID களும் பொருந்தினால் பேசி தான் தொடர்பாடும் செல் தன்னுடைய சேவை வழங்கும் கம்பெனியின் சேவை வட்டாரத்துக்குள் இருக்கிறோம் என உணரும். தன்னுடைய SID யுடன் செல்பேசி ‘பதிவுசெய்ய வேண்டுகோள் [Registration Request]என்ற சமிக்கையை செலுத்துகிறது. தளநிலையம் [BTS] இதை நடமாடும் தொலைபேசியின் நிலைமாற்றும் அலுவலகத்துக்கு (MTSO) அனுப்பி வைக்கிறது. MTSO தன் தரவுத் தளத்தில் [Database] ‘பேசியின் இருப்பிடம் இது” என்ற தகவலை வைக்கிறது. இவ்வாறு பதிவு செய்துகொள்வதால் MTSO வுக்கு எந்த பேசி எந்த செல்லில் இருக்கிறது என்ற விவரம் தெரிகிறது. இதை வைத்துக்கொண்டு MTSO வால் ஒரு பேசிக்கு அழைப்பு வரும் போது சரியாக அனுப்பி, பேசியில் மணி அடிக்க வைக்க முடிகிறது.

3. உங்கள் அழைப்பை MTSO பெற்றவுடன், எங்கு இருக்கிறீர்கள் என்று தெரிய முயல்கிறது. தன் தரவுத் தளத்தில் தேடிப் பார்த்து நீங்கள் இருக்கும் ‘செல்” எது ? என்று அறிகிறது.

மேலும் MTSO ‘அலைவரிசை (தடங்கள்) இணை [Frequency pair]” ஒன்றை எடுக்கிறது. இந்த அலைவரிசை இணை உங்கள் செல்பேசி செலுத்த ஒன்றும் [Transmit Frequency], ஏற்க ஒன்றும் [Receive Frequency] என இரு அலைவரிசைகள் கொண்டது. கட்டளைத் தடம் ஊடாக உங்கள் பேசிக்கு தான் தெரிவு செய்த அலைவரிசை இணையை MTSO அறியச்செய்கிறது. உங்கள் பேசியும், பேசி உள்ள செல்லின் தளநிலையமும் MTSO அறிவுறுத்தும் அலைவரிசைகளுக்கு தங்கள் நிலைகளை மாற்றி அமைத்துகொள்ள, நீங்கள் உங்கள் நண்பரின் அழைப்பை ஏற்கிறீர்கள். இருவழி தொடர்பாடும் ரேடியோ ஊடாக நண்பருடன் பேசுகிறீர்கள்.

படம் 12. செல் ‘அ” விலிருந்து ‘ஆ” நோக்கி நகரும் போது நிகழும் கையளிப்பு (“hand-off”). ‘அ” செல்லில் பிரயோக்கிகும் மொபைலின் f1-f2 குரல் தடங்கள் ‘ஆ” செல்லுக்குள் நுழையும் போது f3-f4 குரல் தடங்களுக்கு (குறிப்பு1) மாற்றப்படுகிறது.

நீங்கள் இருக்கும் செல்லில் நகர்ந்து கொண்டிருக்கும் போது செல்லின் விளிம்புக்கு வரக் கூடும். அப்போது உங்கள் செல்லின் தளநிலையம் உங்கள் பேசியிலிருந்து செலுத்தப்படும் சமிக்கையின் திறன் (வலிமை) குன்றுவதைக் கவனிக்கிறது. நீங்கள் நுழையவிருக்கும் செல்லின் தளநிலையமும் இதை அவதானிக்கிறது. தளநிலையங்கள் தாங்கள் ஏற்கும்/ அனுப்பும் ஏழில் ஒரு அலைவரிசையில் மட்டும் வழமையாக இயங்கினாலும், எல்லா அலைவரிசைகளிலும் சமிக்கைகளின் வலுவை அளந்து கொண்டே இருக்கின்றன. உங்கள் பேசியிலிருந்து வெளிவரும் (செலுத்தப்படும்) சமிக்கையின் திறன் கூடுவதை [பக்கத்துச் செல்லின் அருகில் செல்லச் செல்ல] கவனிக்கிறது. இரண்டு தளநிலையங்களும் MTSO ஊடாக ஒருங்கிணைந்து செயல்படுவதால் உங்கள் பேசிக்கு அலைவரிசையை மாற்றும் கட்டளை கிடைக்கிறது. உங்கள் இணைப்பின் பொறுப்பை புதிய செல்லின் தளநிலையம் ஏற்க, நீங்கள் தொடர்ந்து பேச முடிகிறது. இதை செல்பேசியின் பயனராகிய நீங்கள் உணராமலே நடக்கின்றது. புதிய செல்லின் கட்டுப்பாட்டில் மொபைல் வரும் நிகழ்வை “Hand-off” (கையளிப்பு) என்று வழங்குவர்.

திரிதல் (Roaming)

கட்டளைத் தடத்தில் செலுத்தப்படும் SID எண் செல்பேசியில் செயல்முறைப்படுத்தப்பட்டுள்ள SID உடன் பொருந்தாத நிலையில், செல்பேசி தான் திரிகின்றது என்று உணர்கிறது. செல்பேசி திரியும் ‘செல் ‘லின் வட்டார MTSO செல்பேசியின் சேவை வட்டத்து MTSO உடன் தொடர்பு கொள்கிறது. சந்தாதாரரின் அடையாளத்தை அவருக்கு சேவை வழங்கும் அக-அமைப்பு (home system) சரிபார்க்கிறது. செல்பேசி திரியும் வட்டத்தில் உள்ள MTSO, திரியும் பேசி எந்த செல்லில் இருக்கிறது ? என்பதைக் கவனிப்பதால் தன் தரவித்தளத்தில் செல்பேசி இருக்கும் செல் பற்றிய விவரத்தைப் பதிவு செய்கிறது. நாம் விரிவாகக் குறிப்பிட்ட எல்லா வினைகளும் ஒரிரு நொடிப்பொழுதில் நடந்து முடிகிறது.

குறிப்பு1: குரல் தடங்கள் (Voice Channels) அதிர்வெண் பங்கிட்ட அணுகல் முறையில் (FDMA) அதிர்வெண் இணையாகச் சித்தரிக்கிறோம். குறியீடு பங்கிட்ட CDMA வில் தடத்தை நிர்ணயிக்கும் குறியீட்டெண்கள் (code word) மாற்றப்படும். TDMA வில் காலம் பங்கிடுவதால் நேர்த்துளைகளும், அதிர்வெண்ணும் தடத்தை நிர்ணயிக்கின்றன. இரண்டும் மாற்றப்படலாம். பொதுவாக, தடங்கள் செல் மாறும் போது தடங்கள் மாற்றப்படும் என்று காண்க! இதை செய்யும் வழிமுறையாக்கம் தான் ‘Hand-off ‘.

தொடரும்: செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம் ஏழாம் இதழில் ‘செல்பேசிக்குள்ளே! ‘

தகவல்

1.Marshall Bryan and Jeff Tyson, How Cell Phones Work, http://electronics.howstuffworks.com/cell-phone1.htm.

kathirk@earthlink.net

Series Navigation

செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம்-5

This entry is part [part not set] of 41 in the series 20040729_Issue

முனைவர். கதிரவன் கிருஷ்ணமுர்த்தி.


நுண்ணலை அடுப்பு (Microwave Oven) எப்படி வேலை செய்கிறதென்று தனியே அந்த சாதனத்தை மட்டும் விளங்கப்படுத்துவது இலகுவான காரியம். செல்பேசி எப்படி வேலை செய்யுது ?. இதைச் சொல்ல செல்பேசியை மட்டும் தனி ஒரு சாதனமாகப் பார்க்க முடியாது. செல்லுலர் அமைப்பின் ஒரு அங்கமே செல்பேசி! அந்த செல்லுலர் அமைப்பைப் பற்றிய அடிப்படை அறிமுகமும் புரிதலும் அவசியமாகிறது. செல்பேசியில் பல செயற்பணிகள் செல்லுலர் அமைப்புடன் இணைந்துதான் ஆற்றப்படுகின்றன. செல்பேசியை தெரிந்துகொள்ள செல்லுலர் அமைப்பைப் பற்றிய பரந்த கண்ணோட்டம் இன்றியமையாததாகிவிடுகிறது.

அடிப்படை செல்லுலர் அமைப்பு

ஒரு அடிப்படை செல்லுலர் அமைப்பு மூன்று துணையமைப்புகள் கொண்டது: மொபைல்-செல் பேசி, தள நிலையம் (Basestation) மற்றும் நடமாடும் தொலைபேசி நிலைமாற்றும் அலுவலகம் (Mobile Telephone Switching Office-MTSO). இம்மூன்று அமைப்புகளையும், அவற்றை இணைக்கும் தொடுப்புகளுடன் (connections) படம் 11 காட்டுகிறது.

படம் 11: செல்லுலர் அமைப்பு.

1. செல்பேசி: கட்டளை அலகு, செலுத்தி-ஏற்பி மற்றும் அன்டெனா அமைப்பும் கொண்டது.

2. செல் தளம் (Cell site) அல்லது தளநிலையம் (Basestation): செல்பேசிகளுக்கும், செல்பேசி-நிலைமாற்றும் அலுவலகத்திற்கும் இடைமுகப்பாக (Interface) விளங்குவது தான் தளநிலையம். கட்டளை அலகு, ரேடியோ பெட்டிகள், அன்டெனா, மின்னாக்கி மற்றும் தரவு முனையங்கள் (Data Terminals) உள்ளன.

3. MTSO நடமாடும் செல்பேசியின் நிலைமாற்றும் அலுவலகம். ஒரு மைய ஒருங்கிணைக்கும் உறுப்பாக எல்லா தளநிலயங்களுக்கும் திகழ்கிறது. செல்லுலர் செயலியும், செல்லுலர் நிலைமாற்றியும் தன்னகத்தே கொண்டது. அழைப்புகளை முறைவழிபடுத்துதல் மற்றும் தொலைபேசிக் கம்பெனியின் வட்டார அலுவலகங்களுடன் தொடர்பு கொண்டு சந்தாத் தொகை கணித்தல் போன்ற பணிகளை ஆற்றுகிறது.

4. தொடுப்புகள்: மூன்று துணை அமைப்புகளும், ரேடியோ (கம்பியில்லா) மற்றும் அதிவேக தரவு இணைப்புகளால் ஒன்று சேர்க்கபட்டு, ஒரு அமைப்பாகக் கட்டப்படுகின்றது. ஒவ்வொரு நகரும் பேசியும், தொடர்பாடல் இணைப்புக்காக ஒரு வழித்தடத்தைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த வழித்தடம் நிலைபெற்ற ஒன்றல்ல; மாறாமல் இருக்காது. சேவை வட்டாரத்தில், உபயோகத்துக்காக ஒதுக்கப்பட்ட வழித்தடங்களில் ஏதேனும் ஒன்றாக இருக்கலாம். செல் தளங்கள் ஒவ்வொன்றும் பல வழித்தடங்களைப் பயன்படுத்தி, ஒரே நேரத்தில் பல நடமாடும் பயனர்களை இணைக்கவல்லன.

MTSO நடமாடும் செல்பேசி அமைப்பின் உயிர் துடிப்பாக விளங்குகிறது. அதன் செயலி மைய ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் நிர்வாகப் பணியை ஆற்றுகிறது. செல்லுலர் நிலைமாற்றி நடமாடும் சந்தாதாரர் அழைப்புகளை மற்ற நடமாடும் சந்தாதாரர் அல்லது நாடுதழுவிய தொலைபேசி கட்டமைப்புக்கு திருப்பும் செயலாற்றுகிறது. MTSO, தொலைபேசி அலுவலகங்களிடை பயன்படுத்தப்படும் குரல் தண்டுகளுக்கு ஒத்த குரல் தண்டுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. இதுபோக, கண்காணிப்பு இணைப்புகளென, தரவு இணைப்புகள், செயலிக்கும் நிலைமாற்றிக்கு இடையிலும், செல்தளங்களுக்கும் செயலிக்கும் இடையிலும் வழங்கி வருவதை படம் 11 இல் காணலாம். கம்பியில்லா ரேடியோ இணைப்பு, குரல் சமிக்கைகளை நடமாடும் செல்பேசிக்கும், தளநிலையத்துக்கும் இடையே தொடர்பாடல் இணைப்பு வழங்குகிறது . அதிவேக தரவு இணைப்புகளை சாதரண குரல் தர தண்டுகளால் (voice grade trunks) வழங்க முடியாது. நுண்ணலை இணைப்பு (Microwave Link) அல்லது T-carrier (உயர் ரக கம்பி இணைப்பு) செல்தளத்துக்கும் MTSO வுக்கும் இடையில் வேண்டியுள்ளது.

W.C.Y. Lee, ‘Mobile Cellular Telecommunications ‘, Analog and Digital Systems, McGraw-Hill, Inc.

kathirk@earthlink.net

Series Navigation

செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம்-4

This entry is part [part not set] of 54 in the series 20040722_Issue

முனைவர். கதிரவன் கிருஷ்ணமுர்த்தி.


செல்பேசிகளில் பல பயனர்களை அணுக ரேடியோ ஊடகத்தில் அதிர்வெண், நேரம் மற்றும் குறியீடு

பங்கிடுவதை ‘செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம் ‘ தொடரின் மூன்றாம் இதழில் கண்டோம். எத்தனை தடங்களை (பயனர்களை) ஒரு செல்லுலர் அமைப்பு கவனித்து சேவை வழங்க இயலும் என்று சொல்வது அதன் கொள்திறன் (Capacity). குறியீடு பங்கிட்டுப் பல பயனர்களை அணுகும் CDMA வில் முக்கியமாக கவனிக்க வேண்டிய அம்சம், அதன் கொள்திறனுக்கு ஒரு கெட்டியான வரம்பு இல்லாததே!. தடங்கள் எடுத்துக்கொள்ளும் அலைவரிசையின் பட்டை அகலம் (bandwidth), மற்றும் நேரத்துளைகள் (Time Slots) வரையறுக்கப்பட்டவுடன், FDMA மற்றும் TDMA அணுகல் முறைகளில் பயனர்களின் உச்ச எண்ணிக்கை, குறிப்பிட்ட ஒரு மாறாத எண். CDMA வில் ஒரே அலைவரிசையில், குறியீடு ஏற்றிப் பல பயனர்களுக்கு தடங்கள் வழங்கப்படுகிறது. பயனர்கள் கூடக் கூட, இரைச்சல் தளம் (Noise Floor) படிப்படியாக உயர்கிறது. வரைபடம் 10 இதை விளக்கும். CDMA

அமைப்பின் கொள்திறன் வரம்பு, இடையீட்டால் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது. ‘CDMA is interference limited ‘

CDMA: செலுத்து திறன் -கட்டுப்பாடு (Transmit Power Control)

படம் 10. செலுத்தும் திறன் CDMA அமைப்பில் கட்டுப்படுத்தபட வேண்டும். தளநிலைய ஏற்பிக்கு அருகில் உள்ள குறுக்கிடும் பயனரிடமிருந்து ஏற்கும் சைகை அதிகம் இருப்பதால் இரைச்சல் கூடும். வேண்டிய சைகையின் ஏற்பம் பாதிக்கப்படும்.

CDMA வில் பயனர்களுக்கிடையே நேரும் நெருக்கடியை சற்று விளக்கமாக சொல்ல முயல்வோம். தளநிலையத்தில் ஏற்க வேண்டிய சைகையின் திறன் மிகவும் குறைந்துள்ளதாகக் கொள்வோம். உதாரணத்துக்கு, மற்றொரு பயனரின் செலுத்தி மிக அருகில் இருக்கிறது (குறுக்கிடும் பயனர்). CDMA ஏற்பியில் வேண்டிய சைகையின் நிறமாலை மடிக்கப்படுகிறது (Despread); வேண்டா சைகை மேலும் விரிக்கப்பட்டாலும், வலுவான செலுத்தியின் இடையீட்டுச் சைகை, இரைச்சல் தளத்தை பெருமளவு உயர்த்துகிறது. இதனால் வேண்டிய சைகையின் ஏற்பம் பாதிக்கப்படுகிறது. பல பயனர்கள் இருக்கையில், ஒரு உயர்-திறன் செலுத்தியால் தொடர்பாடல் நின்று விடக்கூடும். இப்படிப்பட்ட சிக்கலால் FDMA மற்றும் TDMA வில் பாதிப்பு குறைவு. FDMA வில் ஒருவர் பயன்படுத்தும் அலைவரிசையை அதே செல்லில் மற்றொருவர் பயன்படுத்துவதில்லை. TDMA வில் ஒரே அலைவரிசையில் மூவர் தொடர்பாடினாலும், ஒரே நேரத்தில் இல்லாததால், இடையீடு இல்லை!.

CDMA அமைப்பில் ஒரே செல்லில் உள்ள பல பயனர்களின் செலுத்திகள், தளநிலைய ஏற்பியுடன் தொடர்பாடும் போது, வெளியிடும் சைகையின் திறன் அளவு கட்டுப்படுத்தப் படவேண்டும். இல்லாவிட்டால், தளநிலையத்து அருகில் இருந்து செலுத்தும் பேசியால் தளநிலைய ஏற்பியில் இடையீீட்டு இரைச்சல் கூடிவிடும். ஏற்பியிடம் வந்து சேரும் எல்லா பேசிகளின் சைகையும் சமமான வலுவுடையதாக இருக்க வேண்டும். இதை நடைமுறைப்படுத்த, ஏற்பி ஒவ்வொரு செலுத்தியின் சைகையை கண்காணித்து, ‘திறனைக் கூட்டு அல்லது குறை ‘ என்ற வேண்டுகோளை ஒவ்வொரு செலுத்திக்கும் அனுப்பி வைக்கிறது.

அமைப்பின் சிக்கற்பாட்டை அதிகப்படுத்தினாலும், திறன்-கட்டுப்பாட்டால் பொதுவாக செல்பேசியில் சராசரி மின் சக்தியின் பயன்பாடு குறைகிறது. கட்டுப்பாடு இல்லாத பட்சத்தில், தளநிலையத்திடம் தொடர்பாட, செல்பேசியின் செலுத்தி எப்பொழுதும் போதுமான அளவு சைகையின் திறனைக் கூட்டி வெளியிடவேண்டும். பாதையிழப்பு (path loss) மற்றும் மங்குதல் (fading) தடத்தில் இல்லாதபோது அதிகம் செலுத்துவது மற்ற ஏற்பிகளுக்கு வீண் இடையீீடு தான் விளைவிக்கும். செல்பேசி அலகு, தடத்தில் இழப்பு குறைவாக இருந்தாலும் மிகையான அளவு செலுத்துகிறது. செலுத்து-திறன் கட்டுப்பாடு இருக்கும் பட்சத்தில், தட நிலவரம் சாதகமாக இருக்கும் வேளையில், குறைவான திறனில் சைகை செலுத்தப்படுகிறது. இதனால், மற்ற பயனர்களுக்கு ஏற்படும் சராசரி இடையீீடும் குறைகிறது.

பின்னிணைப்பு

தவளைகளின் அணுகல் உத்திகள்

நம் அன்றாட நடப்புகளில் பல அனுபவங்கள் நமக்கு இயற்கையின் பிரதிபலிப்பே விஞ்ஞானம் என்று காட்டுகின்றன. இதற்கு உதாரணமாக நாம் இன்று தென்னமெரிக்க மழைக் காடுகளில் வாழும் கொக்யி (coqui) என்று அழைக்கப்படும் 15-80 மில்லிமீட்டர் நீளமுள்ள சிறு தவளையை எடுத்துக்கொள்ளலாம். நடமாடும் மற்றும் கம்பியில்லாத் தொடர்பாடலில் காணும் பல அம்சங்களை இந்த நிலநீர் வாழுயிர் வினோதமாகப் பிரதிபலிக்கிறது.

இத்தவளையின் வாழ்விடமாக அமைந்துள்ள அமேஜான் காடுகளில் பல தவளை இனங்கள் இருக்கின்றன. மற்ற தவளைகளிடம் கேட்பொலி அலைவரிசைகளை பகிர்ந்துகொள்ள வேண்டிய நிலை. இத்தவளை தன் கரவொலியை அனுப்பவேண்டிய நபருக்குச் சென்றடைய பல வேறுபட்ட அலைவரிசைகளில் ஒலியை

எழுப்புகிறது. தொழில்நுட்பக் கலைச் சொல் வழக்கில் சொல்ல விழைந்தால் ‘இந்தச் சிறு பிராணி, அதிர்வெண் பங்கிட்ட பல்முக அணுகலைப் (FDMA) பயன்படுத்துகிறது ‘ எனலாம்.

இன்னும் அதிசயம் என்னவென்றால், இத்தவளைகள் நேரம் பங்கிட்டு பலரை அணுகவல்லன. இத்தவளைகளில் வெவ்வேறு கூட்டங்கள் குறித்த வேளையில் கரவொலி எழுப்புகின்றன (TDMA). இதனால் ஒரே அலைவரிசையில் இடையீீடு (Interference) குறைகிறது. ஒவ்வொரு தவளையும் எப்பொழுது ஒலிஎழுப்பலாம், எப்போ கூடாது என்று

அறிந்து, அதே வட்டாரத்தில் இருக்கும் மற்ற தவளைகளுக்கு தொல்லை கொடுக்கக் கூடியஇடையீட்டைக் குறைக்கிறது. தொடர்பாடல் மொழியில், இந்தப் பண்புகூறு ‘Talk Spurt ‘ என்று வழங்கப்படுகிறது. தவளைகளிடம் காணப்படும் நேரம் பங்கிட்டு பல்முக அணுகும் திறமையை ‘Croak Spurt ‘ எனலாம்.

விஞ்ஞானிகள் இயந்தரங்களைக் கொண்டு கரவொலிகளை எழுப்பி பல சோதனைகளைக் காடுகளில் நடத்தி உள்ளனர். ‘கொக்யி ‘த் தவளை சில அதிர்வெண்களில் ஒலியை இயந்திரம் உண்டாக்கும் போது தங்கள் அழைப்புகளை அனுப்பாமல் இருப்பதைக் கண்டறிந்தனர். மேலும் ஒலியெழுப்பும் வீதத்தைச் சீரமைத்து, இயந்திரம் இயங்காத அமைதியான நேரத்தில் மட்டும் தங்கள் ஒலியை அனுப்புவதையும் கண்டுள்ளனர். கரவொலிகளின் கலவைத் தொகுப்பில் அடங்கிய சம்பந்தப்பட்ட தகவலைத் தெரிவு செய்யவல்ல குறிப்பேற்றிகளும் (coders) குறிப்பிறக்கிகளும் (decoders) தவளைகளிடம் உள்ளன.

முடிவாக, கொக்யி போன்ற சில தவளைகள் குறிப்பிட்ட ஒலியின் அலைவரிசைக்கும், காலவட்டத்துக்கும், தங்கள் செவிப்புலன்களை இசைவிக்கும் (Tune) திறமை கொண்டுள்ளன. அதே நேரத்தில் பக்கத்தில் வேறொரு தவளை வேண்டாத ஒலியை எழுப்பினாலும், கேட்பவரால் வேண்டிய சைகையைப் பகுக்க முடிகிறது.

ஒரு கணம் தவளைகளின் தொடர்பாடும் வல்லமை பற்றி சிந்தித்தால், அவைகளின் திறமை நம் அறிவியல் வளர்ச்சிக்கு ஈடுகொடுக்கும் அளவு பரிணாமித்துள்ளது என அறியலாம் . மனித இனம் பல ஆண்டுகளாக ஆய்ந்து, கண்டறிந்து, நடைமுறைப்படுத்தியுள்ள நுட்பங்களை ஒரு தவளை இனம், மழைக்காடுகளிருந்தே வளர்த்தெடுத்து வந்துள்ளது.

1. http://invasions.bio.utk.edu/invaders/coqui.html

2. U.Black, Wireless and Mobile Networks, 1996.

—-

amrasca@yahoo.com

Series Navigation

செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம்

This entry is part [part not set] 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

செல்பேசிகளைத் தெரிந்துகொள்வோம்

This entry is part [part not set] of 47 in the series 20040624_Issue

முனைவர். கதிரவன் கிருஷ்ணமூர்த்தி


2. செல்பேசி: இருவழி ரேடியோ

செல்பேசி ஒரு ‘இருவழி (Duplex) ரேடியோ ‘ என்று இந்தத் தொடரின் முதல் பத்தியிலே சொன்னோம். வானொலி நிலையமும், ஏற்பியும் கொண்ட அமைப்பு ஒருவழி (Simplex) ரேடியோ. நம்மிடம் உள்ள வானொலி ஏற்பியால் சைகைகளை வாங்க மட்டுமே முடியும், அனுப்ப முடியாது. செல்பேசியோ சைகையை ஏற்று, அதே சமயத்தில் அனுப்பும் வேலையையும் ஆற்றுகிறது. Duplex என்ற சொல் இருவழியைக் குறிக்கிறது. Duplex என்றால் பொதுவாக இரு பிரதான கூறுகள் கொண்டு திகழ்வது. தொடர்பாடல் துறையில், ‘Duplex ‘ என்று தொடர்பாடல் தடங்களைக் குறிக்கும் போது ‘இருவழி ‘ எனப் பொருள்படுகிறது. தகவலை இரு திசைகளிலும் ஒரே நேரத்தில் கொண்டு செல்லும் தடம் ‘Full-Duplex ‘ தடம். ஒரே ஊடகத்தில் ‘Forward-முன்னோக்கும் ‘ மற்றும் ‘Reverse-பின்வாங்கும் ‘ என இருவேறு தடங்களை அமைத்து, அவற்றைப் பிரிக்கும் முறை ‘Duplexing ‘ (இரட்டை வழியாக்கம்) என வழங்கப்படும்.

படம் 3. அ) வானொலி ஏற்பி- ஒருவழி ரேடியோ. ஆ) செல்பேசி-இருவழி ரேடியோ.

Frequency Division Duplexing (FDD): அதிர்வெண் பங்கிட்ட இரட்டை வழியாக்கம்

செல்பேசி அமைப்புகளில் இரட்டை வழியாக்க ஏற்பாடு, தனித்தனி அலைவரிசைகளை செலுத்துவதர்க்கும், ஏற்பதர்க்கும் பயன்படுத்தி, செலுத்தியும் ஏற்பியும் ஒன்றுக்கொன்று இடைஞ்சல் இல்லாதவாறு அமைக்கிறது. FDD ஏற்பாட்டில் ஒரே நேரத்தில் செலுத்தும் வழித்தடங்கள் சந்தாதாரருக்கும் தளநிலையத்துக்கும் வழங்கப்படுகிறது. அதே சமயத்தில் சைகைகளை ஏற்கும் வசதியும் இருக்கிறது. தளநிலையத்தில் செலுத்தும் அன்டெனா மற்றும் ஏற்கும் அன்டெனா தனித்தனியே இயங்கி இருவேறு தடங்களோடு தொடர்பாடுகின்றன. சந்தாதாரர் அலகில் (செல்பேசியில்) ஒரே அன்டெனா தளநிலையத்துக்கு அனுப்பவும், தளநிலையத்திலிருந்து ஏற்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. Duplexer என்ற கருவி ஒரே அன்டெனா ஒரே சமயத்தில் செலுத்தவும், ஏற்கவும் வழிவகுக்கிறது. FDD முறையை வசதியாக்க, செலுத்தும் அலைவரிசைக்கும் ஏற்கும் அலைவரிசைக்கும் இடைவெளி குறைந்த பட்சம் மைய அதிர்வெண்ணில் 5 சதவிகதமாவது இருக்கவேண்டும். இவ்வாறு அலைவரிசைகள் அமையும் போது இரட்டை-வழியாக்கியால் (Duplexer) போதுமான அளவு செலுத்தியை ஏற்பியிடமிருந்து தனிமைப்படுத்த (Isolate) முடியும். குறைந்த செலவில் தயாரிக்கவும் முடியும்.

FDD யில், இரண்டு ஒருவழித் தடங்கள் ஒரு இணையாகவும், குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் இடைவெளியியுடனும் விளங்கி, ரேடியோவின் இருவழித் தடத்தை நிர்ணயிக்கின்றன. தகவலை தளநிலையத்திலிருந்து நகரும் பயனரிடம் எடுத்துச் செல்லும் தடம் முன்னோக்கு தடம் (Forward Channel). தகவலை நகரும் பயனரிடமிருந்து தளநிலையத்துக்கு எடுத்துச் செல்லும் தடம் பின்வாங்கு தடம் (Reverse Channel). வடஅமெரிக்காவில் வழங்கி வரும் செல்லுலர் AMPS (Advanced Mobile Phone System: உயர்நிலை நடமாடும் பேசி அமைப்பு) அமைப்பில் பின்வாங்கு தடத்தின் அதிர்வெண் சரியாக 45 MHz முன்னோக்குத் தடத்தைக் காட்டிலும் குறைவாக இருக்கவேண்டும் என்று வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

படம் 4. தளநிலையம், செல்பேசிகளோடு தொடர்பாட இருவழித் தடங்களை அணுகுகிறது. செலுத்தும் தடம் ‘Forward Channel ‘ (சிகப்பு). ஏற்கும் தடம் ‘Reverse Channel ‘ (பச்சை). ஒரே செல்பேசி அன்டெனா இந்த இரண்டு அலைவரிசைகளையும் செலுத்தும்/ஏற்கும் பணியைச் செய்தாலும், இரட்டை வழியாக்கி (Duplexer) அலைவரிசைகளைப் பிரிக்கிறது. ஒரு அழைப்புக்கு என்று ஒதுக்கப்படும் இரு குரல் தடங்கள் 30 kHz அகலம் கொண்ட அலைவரிசைக் குறும்பட்டைகள். 25 MHz அகலம் கொண்ட அதிர்வெண் பட்டைக்குள் ஒரு செலுத்தும் தடமும், 45 MHz இடைவெளியில், இணையான ஏற்கும் தடமும் சேர்ந்து ‘இருவழி ‘ ரேடியோ தடமாக (Duplex Channel) விளங்குகிறது.

செலுத்தவும்/ஏற்கவும் தனித்தனி அலைப்பட்டைகள் 45 MHz இடைவெளியில் அமைந்திருப்பதால் இரட்டை-வழியாக்கி இரு பட்டை-புகு (band-pass) வடிப்பான்கள் கொண்டு வடிவமைக்கப்படுகிறது. செல்பேசியின் ஏற்பி, 869-894 MHz அலைப்பட்டைக்குள் ஒரு அலைவரிசையில் ஏற்கிறது. செல்பேசியின் செலுத்தி, 824-849 MHz அலைப்பட்டைகுள் ஒரு அலைவரிசையில் செலுத்துகிறது.

பின்குறிப்பு: 1 kHz- 1 கிலோ ஹெர்ட்ஸ்=1000 ஹெர்ட்ஸ். 1 MHz- 1 மெகா ஹெர்ட்ஸ், 1,000,000 ஹெர்ட்ஸ்.

—-

kathirk@earthlink.net

Series Navigation