Unit3

SI STE M KOMU NIK ASI

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 1

OBJEKTIF

Objektif Am : -

Mengetahui dan memahami prinsip serta ciri-ciri sistem radio selular, saluran radio dan antena. Memahami gambarajah blok sistem radio selular.

Objektif Khusus : • • • •

• •

Mengenali sistem radio selular Menerangkan prinsip serta ciri-ciri radio selular Melukis gambarjah blok komunikasi ‘mobile’ Menerangkan fungsi bagi setiap blok komunikasi mobile Membezakan saluran kawalan dan saluran suara Mengenali jenis-jenis dan ciri-ciri antena

SI STE M KOMU NIK ASI

3.0

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 2

Pengenalan Sistem Komunikasi Radio Selular merupakan satu bentuk komunikasi dua hala antara pengguna unit mobile dengan menggunakan penghantaran gelombang radio. Selain daripada, radio selular atau telefon biasa yang dipasang di kereta, juga terdapat model telefon selular mudah-alih yang boleh dibawa kemana-mana. Setiap telefon selular, membenarkan penggunanya disambungkan dengan sistem telefon talian, yang membolehkan mereka membuat panggilan ke serata dunia. Syarikat ‘Bell Telephone Company’, bahagian AT&T telah mereka sistem radio selular diakhir tahun 70-an dan dilaksanakan sepenuhnya pada awal 1980. Pada masa sekarang, perkhidmatan telefon radio selular boleh didapati di seluruh dunia. Ianya dikenali sebagai ‘Advanced Mobile Phone Service’(AMPS).

Agaknya macam mana telefon yang tak ada kabel ni boleh digunakan untuk bercakap.

3.1.

Prinsip Radio Selular Konsep asas sistem radio selular, selain menyediakan satu kawasan dengan pemancar dan penerima, sistem ini membahagikan perkhidmatannya kepada kawasan yanag lebih kecil yang dipanggil sel seperti dalam Rajah 3.1

SI STE M KOMU NIK ASI

E5122/U3/ 3

SIS TEM SE LUL AR

MTSO

Sel Rajah 3.1 Pembahagian sel dan kedudukan stesen selular

Setiap sel terdiri dari penerima dan pemancar berkuasa rendahnya sendiri yang dipanggil ‘Radio Base Station’(RBS) bagi membolehkan ia menyediakan perkhidmatan kepada penggunanya dalam liputan beberapa kilometer persegi. Setiap sel disambungkan dengan talian telefon atau gelombang mikro kepada Pusat Kawalan Utama yang dikenali sebagai ‘Mobile Telephone Switching Office’(MTSO). Ciri-ciri Sistem Komunikasi Radio Selular ; ♦ Apabila kenderaan bergerak keluar dari satu sel kepada sel yang lain, maka secara automatik sistem akan mensuiskan kepada RBS yang berikutnya. ♦ Penerima pada setiap sel akan mengawasi kekuatan isyarat unit mobile tersebut. Apabila kekuatan isyarat jatuh ke paras bawah daripada aras yang ditetapkan atau rujukan, maka ia secara automatik akan disuiskan pada paras yang lebih tinggi melalui RBS yang terdekat. Komponen-komponen asas Sistem Komunikasi Radio Selular yang terdapat dalam perkhidmatan komunikasi ialah Unit mobile, Radio Base Station (RBS) dan Mobile Telephone Switching Office (MTSO). Fungsi-fungsi bagi komponen asas ini adalah seperti berikut ;

SI STE M KOMU NIK ASI

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 4

i)

Unit Mobile ♦ Merupakan peralatan pengguna yang digunakan untuk membuat dan menerima panggilan.

ii)

Radio Base Station (RBS) ♦ Merupakan stesen sel pengawal-luar ‘site controller’yang berfungsi mengikut arahan-arahan dari MTSO. ♦ Menggunakan setiap saluran radio yang terdapat dalam setiap sel yang merangkumi saluran suara dan saluran kawalan. ♦ Menyelia panggilan yang merangkumi pengawasan terhadap kualiti percakapan dan pengukuran terhadap kekuatan isyarat suara. ♦ Menghantar dan menerima isyarat suara dan data daripada dan kepada pengguna. ♦ Bertindak sebagai perantaramuka di antara pengguna dan sistem.

iii)

Mobile Telephone Switching Office (MTSO) ♦ Merupakan pusat pensuisan telefon berdigit yang bertindak sebagai jantung kepada sistem ♦ Melaksanakan pensuisan iaitu penyambungan dan pemutusan antara rangkaian selular dengan rangkaian telefon awam. ♦ Menerima dan memproses data-data yang diterima daripada RBS merangkumi status unit-unit mobile, data-data diagnostik, maklumatmaklumat bil, data-data berteks dan sebagainya. ♦ Melaksanakan pengaliran bagi menentukan sel-sel yang sesuai dan saluran radio yang diperlukan apabila panggilan hendak dibuat. ♦ Melaksanakan penyeliaan yang menentukan dan mengemaskini lokasilokasi unit mobile apabila berlaku pergerakan daripada satu sel ke sel yang lain.

AKTIVITI 3.A

Untuk memantapkan pemahaman anda sila jawap soalan berikut.

Nyatakan ciri-ciri sistem komunikasi radio selular. Berikan fungsi asas bagi RBS dan MTSO

Untuk mengetahui jawapan anda betul atau salah, sila rujuk di bahagian respon bagi unit ini (mukasurat 13).

SI STE M KOMU NIK ASI

3.2.

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 5

Unit Telefon Selular Rajah 3.2 menunjukan gambarajah blok asas bagi unit radio selular. Ia boleh diaplikasikan kepada unit yang besar seperti unit yang dipasang di dalam kenderaan (mobile radio) atau unit mudah-alih seperti telefon bimbit (telefon mudah-alih). Namun, kedua-dua unit mempunyai fungsi yang sama, tetapi unit yang besar ini menggunakan kuasa yang amat besar berbanding dengan telefon bimbit. Telefon ini mengandungi lima bahagian utama iaitu pemancar, penerima, synthesizer, unit logik dan unit kawalan. Radio mobile dan telefon bimbit berkongsi satu antena untuk proses penghantaran dan penerimaan. Fungsi setiap blok bagi Rajah 3.2 ; i.

Pemancar • Merupakan pemancar FM berkuasa rendah, berjulat frekuensi 825 MHz hingga 845 MHz. • Terdapat 666 saluran penghantaran pada jarak 30 kHz antara satu sama lain. Contohnya, Saluran 1 berfrekuensi 825.03 MHz, Saluran 2 pada 825.06 MHz; maka perbezaan frekuensinya adalah 30 kHz dan ia akan berterusan sehingga 666 saluran. • Kuasa pancaran bagi antena radio mobile ialah 3 W manakala, bagi telefon bimbit kuasa pancarannya ialah 500 mW.

ii.

Penerima • Merupakan penukar-berkembar (dual-conversion) superhetrodin. • Semasa penerimaan isyarat dari RBS, kuasa penerimaan unit telefon selular adalah rendah. Maka, penguat RF digunakan dalam penerima untuk menaikan paras kuasa. • Julat frekuensi bagi penerima ialah 870.03 MHz hingga 870.98 MHz. • Juga, terdapat 666 saluaran penerima pada jarak frekuensi 30 kHz antara satu sama lain. • Bagi setiap saluran, frekuensi pemancaran dan penerimaan dibezakan pada jarak 45 MHz. Contohnya; pada Saluran 1 frekuensi pemancaran adalah 825.03 MHz manakala, frekuensi penerimaan bagi Saluran 1

SI STE M KOMU NIK ASI

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 6

adalah 870.03 MHz, maka nila perbezaan antara kedua-duanya ialah 45 MHz.

Pemancar

Frequency Synthesizer

Penerima

Unit Logik

Unit Kawalan Telefon bimbit Rajah 3.2 Blok asas bagi radio selular.

iii.

Frequency Synthesizer • Merupakan bahagian yang menjana isyarat bagi penggunaan pemancar dan penerima. • Unit ini menggunakan litar PLL (Phasa Locked Loop), dimana osilator hablor akan menyediakan frekuensi yang diperlukan. • Apabila satu unit selular hendak menerima panggilan, komputer di MTSO akan memilih saluran yang tidak digunakan. Kemudian, MTSO akan menghantar isyarat berkod digit kepada penerima.

SIS TEM SE LUL AR

SI STE M KOMU NIK ASI

E5122/U3/ 7

iv.

Unit Logik • Ia mengandungi litar kawalan utama bagi unit selular. • Bahagian ini menggunakan mikroprosessor iaitu RAM dan ROM. • Selain itu, ia mengandungi litar tambahan yang digunakan untuk mentafsirkan isyarat dari MTSO atau sel, serta menjana isyarat kawalan bagi pemancar dan penerima.

v.

Unit Kawalan • Terdiri daripada speaker dan mikrofon, serta litar pendailan nadasentuh (touch-tone). • Mikroprosessor di Unit Kawalan mengawal paparan LCD dan penunjuk-penunjuk di unit telefon bimbit. • Di samping itu, ingatan dalam mikroprosessor di Unit Kawalan mampu menyimpan nombor yang kerap dipanggil dan juga sistem pendailan automatik.

AKTIVITI 3.B

1. 2. 3.

4.

Untuk memantapkan pemahaman anda sila jawap soalan berikut.

Senaraikan 5 bahagian utama unit telefon selular. Nyatakan perbezaan frekuensi diantara pemancar dan penerima. Kuasa keluaran maksimum bagi pemancar unit mobile ialah ………. Frekuensi pemancar berjulat dari ……………… hingga …………….

Untuk mengetahui jawapan anda betul atau salah, sila rujuk di bahagian respon bagi unit ini (mukasurat 13).

SI STE M KOMU NIK ASI

3.3.

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 8

Saluran Radio Saluran radio merupakan laluan dua arah pencaran radio antara RBS dan unit mobile. Setiap saluaran menggunakan frekuensi yang berlainan untuk pancaran daripada RBS dan satu lagi pancaran dari unit moblie ke RBS. Frekuensi yang berbeza digunakan bertujuan untuk mengelakkan gangguan atau pertindihan isyarat penghantar dan penerima. Namun begitu, frekuensi atau saluran yang sama boleh digunakan oleh sel-sel yang lain yang berada jauh antara satu sama lain. Terdapat dua jenis saluran radio iaitu: i) Saluran kawalan ii) Saluran suara

3.3.1. Saluran Kawalan ♦ Setiap sel mempunyai satu saluran kawalan yang hanya digunakan untuk penghantaran data (bukan suara). ♦ Saluran kawalan mengawal aliran data secara berterusan apabila unit mobile di‘ON’kan. ♦ Apabila pengguna bergerak dari satu sel ke sel yang lain, terminalnya akan diselaraskan kepada satu saluran kawalan yang baru. Pertukaran ini berlaku secara automatik oleh kesemua sistem kawalan yang beroperasi dalam sistem tersebut. ♦ Saluran kawalan dengan kualiti penerimaan yang terbaik akan dipilih dan terminal set mobile seterusnya akan diselaraskan kepada saluran ini sehinggalah kualiti penerimaannya berkurangan.

3.3.2. Saluran Suara ♦ Ialah saluran yang membawa isyarat perbualan dan ianya digunakan semasa perbualan berlangsung.

SI STE M KOMU NIK ASI

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 9

♦ Setiap sel biasanya mempunyai antara 7 hingga 23 saluran suara. ♦ Disamping membawa isyarat perbualan, saluran ini juga berfungsi sebagai laluan untuk: a) penjana nada SAT (Supervisory Audio Tone) b) pesanan data c) pengesanan pengisyaratan nada d) penghantaran ringging order

Untuk makluman anda, antena digunakan sebagai media perantaraan di antara penghantar dan penerima isyarat.

3.4.

Antena Terdapat dua jenis antena yang digunakan di RBS iaitu omnidirectional dan directional. i.

Omnidirectional • Merupakan antena yang mempunyai keseimbangan dalam penghantaran dan penerimaan isyarat. • Ianya digunakan di kawasan kurang penduduk • Kawasan liputannya berbentuk bulat dan setiap penghujung bulatan kawasan liputan akan bertindih antara satu sama lain, rujuk Rajah 3.3. • Hanya menggunakan satu elemen sahaja

SI STE M KOMU NIK ASI

E5122/U3/ 10

SIS TEM SE LUL AR

Kawasan liputan

RBS

Rajah 3.3 Kawasan liputan antena omnidirectional.

ii.

Keberarahan (Directional) • Suatu antena yang mempunyai sifat keberarahan, di mana pemancaran adalah pada arah-arah yang tertentu. • Memerlukan tiga antena yang disusun secara berdekatan supaya setiap antena mempunyai sudut 1200 liputan, rujuk Rajah 3.4. • Ianya digunakan dikawasan yang luas penggunaanya seperti di bandar-bandar.

Antena

Sel

SIS TEM SE LUL AR

SI STE M KOMU NIK ASI

E5122/U3/ 11

Rajah 3.4 Antena directional.

AKTIVITI 3.C

Untuk memantapkan pemahaman anda sila jawap soalan berikut.

Terangkan konsep saluran kawalan Jelaskan konsep antena directional.

Untuk mengetahui jawapan anda betul atau salah, sila rujuk di bahagian respon bagi unit ini (mukasurat 13).

SI STE M KOMU NIK ASI

PENILAIAN KENDIRI

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 12

Penilaian untuk tujuan pemahaman unit ini.

Berikan fungsi RBS dan MTSO. Lukiskan gambarajah blok asas bagi sistem selular. Terangkan fungsi bagi setiap blok di atas. Berikan perbezaan di antara antena omnidirectional dan directional.

Untuk mengetahui jawapan anda betul atau salah, sila rujuk di bahagian respon bagi unit ini (mukasurat 14).

SI STE M KOMU NIK ASI

RESPON 3.A

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 13

Sila semak jawapan anda dengan jawapan dibawah.

- Apabila kenderaan bergerak keluar dari satu sel kepada sel yang lain, maka secara automatik sistem akan mensuiskan kepada RBS yang berikutnya. - Penerima pada setiap sel akan mengawasi kekuatan isyarat unit mobile tersebut. Apabila kekuatan isyarat jatuh ke paras bawah daripada aras yang ditetapkan atau rujukan, maka ia secara automatik akan disuiskan pada paras yang lebih tinggi melalui RBS yang terdekat. 2.

Rujuk nota 3.1.

RESPON 3.B

Sila semak jawapan anda dengan jawapan dibawah.

Pemancar, penerima, synthesizer, unit logik dan unit kawalan 45 MHz 3 Watt 825 – 845 MHz

RESPON 3.C

rujuk nota 3.3.1. rujuk nota 3.4.(ii)

Sila semak jawapan anda dengan jawapan dibawah.

SI STE M KOMU NIK ASI

RESPON KENDIRI

SIS TEM SE LUL AR

E5122/U3/ 14

Semak jawapan anda.

Rujuk nota 3.1, (i) dan (ii). Rujuk Rajah 3.2. Rujuk nota 3.2. 4. OmnidirectionalDirectionalKawasan liputan berbentuk bulatan dan bertindih antara satu sama lainKawasan liputan seimbang dna tersusun secara heksagon dan tidak bertindihKawasan pancaran antena 3600 perRBS.Kawasan pancaran antena 1200 perRBSRBS berkedudukan ditengah-tengah selRBS berkedudukan dipinggir sel.Digunakan di kawasan pendalamanDigunakan di kawasan bandar atau pengguna ramai.