• Tidak ada hasil yang ditemukan

Analisis Handoff Pada Sistem Telekomunikasi CDMA 2000 1x

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Analisis Handoff Pada Sistem Telekomunikasi CDMA 2000 1x"

Copied!
59
0
0

Teks penuh

(1)

FSSS : Frequency Hopping Spread Spectrum TSSS : Time Hopping Spread Spectrum PSMM : Pilot Strength Measurement Message HCM : Handoff Completion Message

AAA : Authorization, Authentication and Accounting ACH : Access Channel

AD : Analog to Digital AGC : Automatic Gain Control ATM : Asyncronous Transfer Mode BCP : BTS Control Processor BIT : Built-in Test

BSC : Base Station Controller BSM : Base Station Manager BSS : Base Station System DA : Digital to Analog

(2)

ABSTRAK

(3)

ABSTRAK

(4)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Dalam teknik telekomunikasi, agar sinyal informasi (suara) dapat dikirim ke tempat lain, sinyal informasi ini harus ditumpangkan pada sinyal lain. Sinyal informasi yang menumpang adalah sinyal suara, sedangkan yang ditumpangi adalah sinyal radio yang disebut sinyal pembawa (carrier). Gelombang/sinyal carrier adalah gelombang radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Berbeda dengan sinyal suara yang mempunyai frekuensi beragam dengan range 20 Hz hingga 20 kHz, sinyal carrier ditentukan pada satu frekuensi saja. Selanjutnya, agar dapat dikirim ke tempat lain, Sinyal informasi diubah menjadi sinyal digital, Sinyal tersebut dimodulasikan dan dibawa ke tempat tujuan dan didemodulasi sehingga sinyal informasi tersebut dapat diterima.

(5)

Salah satu fasilitas di dalam sistem selular untuk menjamin adanya kontinuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu sel ke sel yang lain adalah HANDOFF. Handoff merupakan proses pengalihan kanal trafik secara otomatis pada Mobile Station (MS) yang sedang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan. Sesuai dengan tujuan handoff, proses ini sedapat mungkin tidak dirasakan oleh pelanggan. Namun pada kenyataannya sering terjadi dropcall, yaitu terputusnya hubungan saat percakapan sedang berlangsung yang salah satu penyebabnya adalah kegagalan handoff.

Sistem CDMA (code division multiple access) adalah salah satu teknologi akses jamak yang mampu mengurangi kegagalan handoff. Teknologi CDMA mulai diperkenalkan pada tahun 1991, oleh QUALCOM. Pada awalnya teknologi ini dikembangkan oleh lingkungan teknologi militer yang terbatas. Sebagaimana teknologi akses jamak lain seperti TDMA (time division multiple access) yang membagi kanal pembicaraan dalam satuan waktu dan FDMA (frekuensi division multiple access) dalam satuan frekuensi, CDMA menggunakan sistem berdasarkan pembagian kanal dalam kode-kode tertentu. Kode-kode tertentu ini selain dapat meningkatkan kapasitas dalam CDMA, dapat juga mendukung CDMA dalam melakukan soft handoff, yaitu perpindahan kanal dilakukan pada frekuensi yang sama.

Semakin bertambahnya jumlah pelanggan berarti kapasitas semakin meningkat pula, oleh karena itu, CDMA menambah alokasi frekuensinya, sehingga pada saat tertentu terjadi perpindahan kanal sekaligus perpindahan frekuensi. Hal ini disebut dengan hard handoff.

(6)

1.2. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penulisan tugas akhir ini antara lain :

1. Mengetahui proses handoff (handoff flow) pada teknologi CDMA.

2. Menganalisis proses dan tingkat keberhasilan handoff, terhadap performansi sistem TelkomFlexi.

1.3. BATASAN MASALAH

Pada tugas akhir ini dilakukan pembatasan-pembatasan agar masalah yang dibahas menjadi lebih terarah. Antara lain :

1. Handoff ditinjau pada saat voice service.

2. Pembahasan dilakukan pada Teknologi CDMA2000 1x, TelkomFlexi Medan. 3. Pembahasan dilakukan dalam satu BSC.

1.4. MANFAAT PENELITIAN

Manfaat penelitian ini dimaksudkan untuk memberikan hasil kajian tentang tingkat keberhasilan handoff terhadap performansi sistem TelkomFlexi Medan. Dengan adanya hasil ini diharapkan dapat memberikan saran dan masukan untuk meningkatkan performansi sistem TelkomFlexi Medan.

1.5 METODOLOGI PENELITIAN

1. Metode Study pustaka

Mengambil teori dari buku – buku referensi, jurnal dan literatur yang diberikan oleh PT.TelkomFlexi serta buku-buku penunjang lainnya.

(7)

Diskusi dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak departemen fisika USU mengenai masalah – masalah yang timbul selama penulisan tugas akhir berlangsung.

3. Metode pengukuran

Data yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah data di lapangan mengenai keberhasilan dan kegagalan handoff.

4. Metode pengolahan data

Data yang telah diperoleh di analisis dan di dihitung tingkat keberhasilan dan kegagalannya.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah :

Bab I Pendahuluan

Berisi mengenai latar belakang penulisan, tujuan Penulisan, rumusan masalah, batasan masalah dalam penulisan, metodologi penulisan dan sistematika penulisan

Bab II Dasar Teori

Pada bab ini berisi pengertian Teknik Multiple Access, beserta pembagian dan perkembangannya. Dijelaskan juga menegenai Kapasitas Sistem CDMA2000 1x.

Bab III METODE ANALISA

Pada bab ini berisi Konfigurasi Jaringan TelkomFlexi Medan, Alokasi Spektrum Frekuensi dan Call Flow CDMA 2000-1x.

(8)

Pada bab ini berisikan analisis coverage, berupa penentuan radius sel dan analisis tingkat keberhasilan handoff yang berupa softer dan soft handoff.

Bab V Kesimpulan dan Saran

(9)

BAB II

DASAR TEORI

2.1Definisi Teknik Multiple Access

Konsep dasar dari teknik multiple access yaitu memungkinkan suatu titik dapat diakses oleh beberapa titik yang saling berjauhan dengan tidak saling mengganggu. Teknik multiple access mempunyai arti bagaimana suatu spektrum radio dibagi menjadi kanal-kanal dan bagaimana kanal-kanal tersebut dialokasikan untuk pelanggan sebanyak-banyaknya dalam satu sistem. CDMA merupakan teknologi multiple access yang membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya menggunakan kode-kode khusus dalam lebar pita frekuensi yang ditentukan. Sistem CDMA merupakan pengembangan dari dua sistem multiple access sebelumnya. CDMA memiliki konsep multiple access yang berbeda dengan Frequency Time Division Multiple Access (FDMA) dan Time Division Multiple Access (TDMA) karena sistem ini memanfaatkan kode-kode digital yang spesifik untuk membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya.

2.1.1 Frequency Division Multiple Access (FDMA)

(10)

2.1.2 Time Division Multiple Access (TDMA)

Untuk lebih meningkatkan kapasitas, digunakan sistem akses jamak digital yang disebut TDMA (Time Division Multiple Access). Sistem ini menggunakan pengkanalan dan reuse frequency yang sama dengan sistem FDMA dengan tambahan elemen time sharing. Setiap kanal dipakai bersama oleh beberapa user menurut slot waktunya masing-masing. Karena itu, aliran informasi pada TDMA tidak kontiniu atau terpotong-potong pada tiap time slotnya. Ditinjau dari lebar pita frekuensi yang digunakan. TDMA dibagi menjadi wideband TDMA dan narrowband TDMA.

a. Wideband TDMA (WTDMA)

Wideband TDMA menggunakan seluruh frekuensi yang tersedia dan membaginya ke dalam slot-slot waktu. Dalam WTDMA ini, tranceiver yang dibutuhkan hanya satu. Data yang dikirimkan dalam bentuk letupan-letupan pendek dengan kecepatan tinggi. Kelemahan WTDMA adalah karena kecepatan transmisi yang tinggi, maka sistem akan rentan terhadap error yang disebabkan oleh distorsi lintas jamak, yang biasa terjadi pada sistem komunikasi bergerak.

b. Narrowband TDMA (NTDMA)

Teknik NTDMA merupakan gabungan antara FDMA dan WTDMA. Contoh penggunaan NTDMA misalnya pada GSM.

2.1.3 Code Devision Multiple Access (CDMA)

(11)

cocok, tidak didespread dan sebagai hasilnya sinyal-sinyal lain itu hanya menjadi noise interferensi.

Ditinjau dari lebar pita frekuensi yang digunakan, CDMA terbagi menjadi NCDMA dan WCDMA.

a. Narrowband CDMA (NCDMA)

Saat ini standard dari NCDMA adalah IS-95, yang menggunakan spektrum dengan lebar 25 MHz yang dibagi dalam 20 kanal dupleks. Sehingga masing-masing kanal mempunyai lebar 1,25 MHz.

b. Wideband CDMA (WCDMA)

WCDMA menggunakan lebar pita frekuensi 5 MHz, 10 MHz dan 15 MHz pada standard IS-665. Dengan makin lebar spektrum yang digunakan, maka banyak keuntungan yang diperoleh seperti efek fading lintas jamak jauh lebih kecil, kecepatan data dapat meningkat tajam dan lain-lain (Gatot Santoso, 2004).

Perbandingan antara FDMA, TDMA dan CDMA dapat ditunjukkan dengan gambar 2.1.

Sumber : TDD-CDMA for wireless communications.

Gambar 2.1 Perbandingan antara FDMA, TDMA dan CDMA

2.2Konsep Dasar Sistem CDMA2000 1x

(12)

pengembangan dari standar platform wireless CDMA IS-95. Teknologi transmisi radio CDMA2000 adalah teknologi wideband dengan teknik spread spectrum yang memanfaatkan teknologi CDMA untuk memenuhi kebutuhan layanan sistem komunikasi wireless generasi ketiga (3G) berupa aplikasi layanan multimedia. Sistem CDMA2000 mencakup implementasi luas yang ditujukan untuk mendukung data rate baik untuk circuit switched maupun packet switched dengan memanfaatkan data rate mulai dari 9,6 kbps (TIA/EIA-95-B) sampai lebih dari 2 Mbps. Beberapa layanan yang dapat didukung antara lain, wireless internet, wireless e-mail, telemetry dan wireless commerce.

Standarisasi CDMA2000 1x dilakukan berdasarkan spesifikasi IS2000 yang kompatibel dengan sistem IS-95 A/B (CDMAone). Dibandingkan dengan IS-95, jaringan CDMA2000 1x mengalami beberapa pengembangan seperti kontrol daya yang lebih baik, uplink pilot channel, teknik vocoder baru, pengembangan kode Walsh serta perubahan skema modulasi. Sedangkan pada sisi arsitektur jaringan terdapat Base Station Controller (BSC) dengan kemampuan IP Routing, BTS multimode serta PDSN (Packet Data Serving Node).

Berikut perkembangan CDMA menuju 3G,

(13)

2.2.1 Arsitektur Jaringan CDMA2000 1x

Skema struktur jaringan CDMA2000 1x secara umum terdiri dari : 2.2.1.1. User terminal, terdiri dari komponen-komponen sebagai berikut :

Fixed terminal.

Portable / Mobile Station (MS)

Untuk membentuk dan memelihara hubungan baik voice maupun data. Pembentukan hubungan dilakukan dengan meminta kanal radio dari Access Network (AN). Setelah terbentuk, MS bertanggung jawab menjaga kanal radio dan melakukan buffer packet bila kanal radio sedang tidak tersedia. Pada saat dinyalakan, MS secara otomatis melakukan registrasi ke Home Location Register.

2.2.1.2. Radio Access Network (RAN), terdiri dari beberapa komponen berikut : • Base Transceiver Station (BTS)

BTS merupakan bagian penting dalam cell site, yang berfungsi mengalokasikan frekuensi dan daya serta kode walsh yang akan digunakan oleh user. BTS memiliki peralatan fisik radio yang digunakan untuk mentransmisikan dan menerima sinyal CDMA2000 ke user dan sebaliknya. Beberapa fungsi lainnya yang dilakukan oleh BTS yaitu mengontrol frekuensi pembawa pada sel, mengatur alokasi daya untuk traffic overhead dan soft handoff pada arah forward dan mengenali kode-kode walsh.

Base Station Controller (BSC)

BSC berfungsi Mendukung kontrol terhadap call processing ; call setup atau call, Melakukan kontrol terhadap proses soft, softer atau hard handoff, Melakukan kontrol terhadap transmit power MS, Interface ke Mobile Switching Center (MSC).

(14)

Packet Data Serving network (PDSN)

Merupakan komponen baru yang terdapat dalam sistem seluler berbasis CDMA2000 1x yang bertujuan untuk mendukung layanan paket data. Fungsi PDSN antara lain untuk membentuk, memelihara dan memutuskan sesi Point-to-Point Protocol (PPP) dengan pelanggan.

Sumber : modul-1 cdma2000-1x overview (Telkom Training Center) Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan CDMA2000 1x

2.2.1.3 Circuit Core Network (CCN), terdiri dari beberapa komponen berikut : • Mobile Switching Center (MSC)

(15)

a. Mengatur komunikasi diantara pelanggan seluler dengan pelanggan jaringan telekomunikasi lainnya.

b. Melakukan koordinasi setting-up panggilan dari dan keluar user seluler.

c. Merupakan pusat dari sistem radio seluler.

d. Mengatur panggilan baik originating maupun terminating calls. e. Bertanggung jawab untuk set-up, routing, informasi accounting,

kontrol dan terminasi panggilan. • Home Location Register (HLR)

HLR merupakan database yang berisi management dari MS yang menyimpan seluruh data user seperti lokasi user, dan shared secret data (SSD) semua user. HLR merupakan pusat Autentifikasi (AuC) dan pusat penyimpanan Electronic Serial Number (ESN) setiap user yang sudah melakukan registrasi.

Visitor Location Register (VLR)

VLR secara temporari menyimpan dan mengontrol semua informasi dari Mobile Station (MS) yang berada pada area kontrol. Ketika pelanggan melakukan panggilan maka VLR mengirimkan semua informasi yang berhubungan dari MSC.

• SMSC (Short Message Service Center) bertanggung jawab dalam penyampaian, penyimpanan dan pengajuan suatu pesan singkat.

• ISMSC (Intelligent Short Message Service) merupakan gateway untuk menyelenggarakan interworking dengan jaringan PSTN dan GSM.

2.2.1.4 Packet Core Network (PCN), terdiri dari beberapa komponen berikut :

Router berfungsi untuk merutekan paket data dari dan ke berbagai elemen jaringan yang terdapat pada jaringan CDMA2000 1x serta bertanggung jawab untuk mengirimkan dan menerima paket data dari jaringan internal ke jaringan eksternal atau sebaliknya.

Fire Wall berfungsi untuk mengamankan jaringan terhadap akses dari luar.

(16)

AAA menyediakan fungsi untuk authentication bertalian dengan PPP dan hubungan mobile IP, melakukan autorisasi yaitu layanan profil dan kunci keamanan distribusi dan manajemen dan accounting untuk jaringan paket data dengan menggunakan protokol Remote Access Dial in User Service (RADIUS) AAA server juga digunakan oleh PDSN untuk berhubungan dengan jaringan suara dari HLR dan VLR. • Home Agent

HA berfungsi untuk menelusuri lokasi mobile station (MS) sekaligus mengecek apakah paket data telah diteruskan ke MS tersebut.

2.2.2 Model Kanal pada Sistem CDMA2000 1x

Struktur kanal pada CDMA2000 1x terbagi menjadi dua arah yaitu kanal reverse yang arahnya dari MS ke BTS dan kanal forward yang arahnya dari BTS ke MS. Gambar dibawah menunjukkan struktur kanal forward dan kanal reverse untuk sistem CDMA2000 1x.

2.2.2.1 Kanal Reverse

Perbedaan utama struktur kanal reverse pada sistem IS-95 dan CDMA2000 1x adalah adanya kanal pilot yang memungkinkan demodulasi secara koheren dan menyediakan informasi power control.

Pelanggan pada arah reverse dipisahkan dengan pembedaan time offset dari suatu kode panjang (long code) dengan panjang 242-1 chips. Kode panjang ini dihasilkan oleh suatu generator PN dengan masukan 42 bit dan laju kode 1,2288 Mcps. Untuk mengantisipasi terjadinya multipath dan delay, maka time offset antar kode dipisahkan minimal sebesar 64 chips. Sedangkan kanal-kanal pada arah reverse dibedakan dengan menggunakan kode Walsh yang ortogonal.

(17)

Sumber : Teknologi wireless CDMA2000-1x (Telkom Training Center) Gambar 2.4 Struktur Kanal Reverse yang ditransmisikan oleh MS

Kanal-kanal yang ditransmisikan pada arah reverse dapat dikategorikan menjadi : 1. Common Channels yang menyediakan hubungan antara BTS dengan

beberapa MS (point to multipoint) yang terdiri dari : • Access Channel (R-ACH)

Access Channel berfungsi untuk menyediakan komunikasi dari MS ke BTS pada saat MS tidak sedang menggunakan traffic channel. Fungsi utama access channel adalah untuk merespon paging channel dan pengalamatan panggilan.

Enhanced Access Channel (R-EACH)

Enhanced Access Channel merupakan pengembangan dari access channel yang mampu meminimalisasi terjadinya tabrakan serta mengurangi daya yang dibutuhkan oleh access channel.

Reverse Common Control Channel

(18)

2. Dedicated Channel yang dialokasikan bagi setiap MS (point to point) dan terdiri dari :

Reverse Pilot Channel (R-PICH)

Kanal pilot ini berfungsi sebagai pilot yang memungkinkan deteksi koheren pada arah reverse dan memungkinkan MS berkomunikasi pada level daya yang lebih rendah dengan cara menginformasikan pada BS level daya yang telah diterima sehingga BS dapat mengatur kembali daya pancarnya.

Reverse Dedicated Control Channel (R-DCCH)

Kanal ini bertujuan untuk menggantikan metode dim and burst serta blank and burst pada traffic channel dan digunakan untuk mengirimkan pesan serta mengontrol panggilan.

Reverse Fundamental Channel (R-FCH)

Kanal ini digunakan untuk mengakomodasi layanan suara dan data berkecepatan rendah, yaitu 9,6 kbps (rate set 1) dan 14,4 kbps (rate set 2).

Reverse Supplemental Channels (R-SCH)

Kanal ini digunakan untuk mengakomodasi layanan dengan data rate yang lebih besar dari 9,6 kbps dan 14,4 kbps serta diterapkan pada radio configuration 3 sampai 6 yang memiliki skema modulasi, coding, dan vocoder yang berbeda-beda.

Reverse Supplemental Code Channels (R-SCCH)

Fungsi kanal ini hampir sama dengan Reverse Supplemental Channels hanya saja digunakan pada radio configuration 1 dan 2 yang didesain agar kompatibel dengan sistem CDMA IS-95.

2.2.2.2. Kanal Forward

Berikut ini struktur kanal yang ditransmisikan oleh BS pada arah forward dimana

(19)

Sumber : Teknologi wireless CDMA2000-1x (Telkom Training Center) Gambar 2.5 Struktur Kanal Forward yang ditransmitkan oleh BTS

Sebagaimana pada arah reverse, kanal-kanal yang ditransmitkan pada arah forward dapat dikategorikan menjadi :

1. Forward Common Channel yang terdiri dari : Forward Pilot Channel (F-PICH)

Forward Pilot Channel secara kontinu memancarkan informasi frekuensi dan fasa ke seluruh MS yang berada dalam sel tersebut dengan menggunakan kode penebar yang sama yaitu kode Walsh ke-0 yang dimodulasi dengan kode pendek (short code) tetapi dengan time offset yang berbeda untuk membedakan pilot channel dari sel / sektor tertentu. Untuk menjamin deteksi fasa dan referensi frekuensi pembawa yang akurat, maka pilot channel ini ditransmisiskan dengan level daya yang relatif lebih besar dari pada kanal-kanal lainnya. • Forward Common Auxiliary Pilot (F-CAPICH)

Forward Common Auxiliary Pilot diarahkan pada spot beam tertentu agar dapat meningkatkan kapasitas, luas daerah cakupan, serta performansi beberapa mobile station dalam spot beam yang sama. • Forward Sync Channel (F-SYNC)

(20)

Kanal paging digunakan untuk mengirimkan pengontrolan informasi dan pesan paging. F-PCH membawa pesan overhead, pages, acknowledgements, channel assignment, status permintaan dan shared secret data (SSD) dari BTS ke MS.

Forward Common Control Channel (F-CCCH)

Kanal ini digunakan untuk signalling messages dari MS ke BTS dan dapat beroperasi pada data rate 9,6 kbps; 19,2 kbps; atau 38,4 kbps dengan panjang frame yang berbeda-beda.

2. Forward Dedicated Channel terdiri dari Forward Fundamental Channel (F-FCH) dan Forward Supplemental Channel (F-SCH) yang fungsinya sama dengan Reverse Fundamental Channel (R-FCH) dan Reverse Supplemental Channel (R-SCH).

2.2.2.3 Performansi Teoritis Kanal Reverse CDMA

Sepanjang perbandingan sinyal terhadap interferensi untuk masing-masing user cukup, para user akan mempunyai kualitas suara yang baik, tetapi kualitas suara itu akan menurun apabila jumlah user ditambahkan pada kanal, jadi penambahan user akan menurunkan perbandingan sinyal terhadap noise untuk semua pemakai. Analisis kasus terbaik dapat dilakukan dengan asumsi hanya ada satu sel, dan power control bekerja dengan ideal sehingga semua sinyal tiba di base station dengan kuat yang sama. Dapat ditentukan perbandingan sinyal terhadap noise sebagai fungsi jumlah user.

(21)

b

pada persaman di atas harga No diabaikan. Dapat dilihat bahwa semua daya interferensi dikurangi oleh adanya processing gain, G = Tb/Tc = durasi bit / durasi chip.

2. Apabila diasumsikan level daya semua user adalah sama, Ai = Aj, sehingga:

Gambar 2.6 menunjukkan perbandingan Eb / Nt terhadap jumlah user untuk nilai G = 128.

(22)

Gambar 2.6 Performansi teoritis kanal reverse dengan modulasi BPSK

Dalam sistem digital, seperti TDMA maupun CDMA, speech dikodekan menjadi data digital yang disebut frame, durasi frame ini 20 ms. Frame ini dipancarkan dan kemudian didekodekan kembali menjadi sinyal speech pada penerima. Kualitas dari proses dekode merupakan fungsi perbandingan sinyal terhadap interferensi dari frame yang diterima, apabila perbandingan sinyal terhadap interferensi menurun, kemungkinan untuk memperoleh frame yang salah meningkat. Pada prakteknya, untuk perbandingan sinyal terhadap interferensi sekitar 6 dB akan diperoleh FER (frame error rate) sekitar 1%, dan untuk perbandingan sinyal terhadap interferensi sekitar 2-3 dB, akan diperoleh FER sekitar 70%. Kualitas suara yang diperoleh berhubungan langsung dengan FER ini. Dalam prakteknya perbandingan sinyal terhadap noise yang lebih besar dari 6 dB sudah dapat diterima user (Gatot Santoso, 2004)

2.3 Kapasitas Sistem CDMA2000 1x

Kapasitas didefinisikan sebagai jumlah user yang bisa ditampung oleh sebuah cell site dengan harga QoS/GOS yang memadai. Kapasitas dalam sistem CDMA2000 1x akan sangat tergantung pada interferensi dalam sistem itu sendiri. Penambahan jumlah user dalam sistem juga akan menambah level interferensi dalam sistem. Setiap penambahan kapasitas atau bertambahnya interferensi akan menurunkan kualitas sinyal suara dalam batas tertentu. Sehingga bila kapasitas ditingkatkan maka akan berpengaruh pada kualitas sinyal suara, jadi perlu diatur agar kualitas tetap tinggi tanpa banyak mengurangi kapasitas. Dengan demikian terdapat trade off antara kualitas dan kapasitas yang diakses. Fenomena ini disebut dengan soft capacity. Soft capacity merupakan hal yang menguntungkan terutama untuk menghindari dropp call pada saat terjadi handoff.

(23)

didekatnya. Teknik mengurangi multiple access interference dijabarkan sebagai gain kapasitas.

Beberapa parameter yang mempengaruhi kapasitas adalah sebagai berikut :

2.3.1 Voice Activity

Sejak sistem CDMA menggunakan speech coding, maka MAI dapat dikurangi dengan deteksi voice activity sepanjang variable speech transmission. Teknik ini akan mengurangi rate dari speech coder saat periode silent/diam yang dideteksi dalam speech waveform. Voice activity juga menjadi keuntungan bagi sistem akses jamak lainnya.

Normalnya, jika kita sedang melakukan percakapan di telepon, maka dalam suatu saat hanya ada satu orang saja yang berbicara. Fenomena ini dapat dimonitor pada sistem seluler. Oleh karena itu pada saat periode diam, power dapat dikurangi. Sehingga daya dapat dihemat dan pengaruh terhadap interferensi juga sedikit. Dengan begitu kapasitas sistem bisa dimaksimalkan.

Berdasarkan pengamatan di lapangan, ternyata vioce activity sekitar 3/8 atau 25% saja dari percakapan yang dilakukan. Secara teori, voice activity ϖ = 3/8 dapat dimasukkan dalam persamaan Eb/No, yaitu sebagai berikut :

(2.3)

Dengan estimasi voice activity 3/8, maka akan dapat menaikkan kapasitas sebesar 8/3 kalinya.

2.3.2 Sectored Cells

(24)

Biasanya sektorisasi 60° dan 120°, untuk sektorisasi 60° maka pengarahan antena menuju enam arah dan sektorisasi 120° menuju tiga arah (Nurain Silalahi, 2003). Macam-macam konfigurasi sel :

o Omni directional adalah pemancaran sinyal ke segala arah oleh sebuah BTS pada suatu sel.

Kelebihan : mudah diplikasikan

Kekurangan : kemungkinan terjadi interferensi lebih besar

o Sektorisasi

- 60° : suatu daerah cakupan sel dibagi menjadi 6 daerah yang sama besar.

Kelebihan : kemungkinan interferensi kecil Kekurangan : delay propagasi paling besar

- 120° : suatu daerah cakupan sel dibagi menjadi 3 daerah yang sama besar.

Kelebihan : delay propagasi lebih kecil.

Kekurangan : interferensi lebih mungkin terjadi.

Gambar 2.7 Sektorisasi

2.3.3 Handoff

(25)

sistem IS-95. Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal yang digunakan MS tanpa terjadinya pemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai. Peristiwa handoff terjadi karena pergerakan MS keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru (Mufti, 2000).

Terdapat tiga macam handoff yang diterapkan pada sistem berbasis CDMA2000 1x:

1. Soft Handoff

Merupakan handoff yang terjadi antar sel dengan frekuensi pembawa yang sama, dimana MS memulai komunikasi dan membentuk hubungan dengan BTS yang baru terlebih dahulu sebelum memutuskan hubungan dengan BTS asal. Hubungan akan diputuskan jika proses penyambungan dengan BTS yang baru telah mantap untuk menghindari drop call. Metode pembentukan hubungan (kanal) baru terlebih dahulu sebelum memutus hubungan (kanal) lama ini dikenal dengan istilah make before break.

2. Softer Handoff

Handoff yang terjadi antar sektor dalam satu sel dengan frekuensi pembawa dan BTS yang sama. Handoff ini juga berbasis pada metode make before break.

3. Hard Handoff

Tipe ini menggunakan metode break before make yang berarti harus terjadi pemutusan hubungan dengan kanal trafik lama sebelum terjadi hubungan baru. Hard handoff terjadi pada sistem dual mode dimana sistem akses radio CDMA2000 1x dioperasikan bersama-sama dengan sistem akses radio lainnya seperti CDMA IS-95 atau AMPS. Selain itu juga antara sektor atau sel dengan frekuensi pembawa yang berbeda.

2.3.3.1 Pilot sets

(26)

Active Set, adalah pilot yang dikirimkan oleh BTS dimana MS tersebut aktif. Banyaknya pilot yang termasuk kategori ini tergantung pada banyaknya komponen penerima RAKE. BS menginformasikan isi active set dengan channel assignment message atau handoff direction message.

Candidate Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk dalam active set. Pilot ini harus diterima dengan sinyal yang baik untuk mengindikasikan bahwa kanal trafik link forward yang dibawa dapat didemodulasikan dengan baik. • Neighbour Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk dua kelompok

sebelumnya, dan merupakan pilot yang digunakan untuk memberitahukan sel terdekat untuk proses handoff.

Remaining Set, terdiri dari keseluruhan pilot dalam sistem kecuali yang terdapat pada active set, candidate set, dan neighbour set.

MS akan memperkirakan daya pilot dan ambang untuk memperkirakan perubahan pilot set. MS memperkirakan daya pilot dengan membandingkan daya pilot dan daya total link forward yang diterima. Selama mencari pilot, MS akan terus membuat offset kode PN yang digunakan yang bergantung pada komponen multipath-nya. MS menggunakan search window untuk pilot pada active dan candidate set.

2.3.3.2 Parameter handoff

Terdapat beberapa parameter yang digunakan dalam prosedur handoff yaitu : • Pilot Detection Threshold (T_ADD)

T_ADD mengontrol perubahan pilot dari neighbouring/remaining set ke active/candidate set. Pilot berubah dari neighbouring/remaining set ke active/candidate set apabila memiliki Ec/Io yang lebih besar dari T_ADD. Comparison Threshold (T_COMP)

T_COMP digunakan untuk mengontrol perubahan pilot dari candidate set ke active set. Pilot berubah dari candidate set ke active set apabila memiliki nilai Ec/Io yang lebih besar dari pada pilot active set.

(27)

T_DROP dan T_TDROP mengontrol perubahan keluar dari active/candidate set. MS mengeset timer ketika Ec/Io lebih kecil dari T_DROP. Ketika timer lebih besar dari T_TDROP maka active/candidate set akan berubah menjadi neighbouring/remaining set.

• NGHBR_MAX_AGE

Parameter ini mengontrol perubahan pilot dari neighbour set ke remaining set. MS

mempunyai counter AGE untuk tiap pilot neighbour set. Apabila nilai counter tersebut lebih besar dari NGHBR_MAX_AGE maka pilot berubah dari neighbour set ke remaining set.

2.3.3.3Search Window

MS menggunakan ketiga search window yang digunakan untuk mendeteksi pilot yang diterima :

 SRCH_WIN_A, adalah search window yanng digunakan untuk mendeteksi pilot dalam active dan candidate set. Window ini haruslah cukup besar untuk menampung seluruh multipath dan harus cukup kecil sehingga dihasilkan pendeteksian yang lebih baik.

 SRCH_WIN_N, adalah search window yang digunakan untuk memonitor pilot neighbour set. Window ini lebih besar daripada SRCH_WIN_A karena selain harus menampung seluruh multipath dalam selnya, window ini juga harus menampung seluruh multipath potensial dari sel lainnya. Besar window ini dibatasi oleh jarak antara dua BS. Ukuran search window untuk neighbour set tidak hanya dipengaruhi oleh delay spread terbesar tetapi juga oleh

perbedaan terbesar delay propagasi antara pilot referensi dan pilot target.  SRCH_WIN_R, adalah search window yang digunakan untuk mendeteksi

pilot remaining set. Ukuran window ini minimal sama dengan

(28)

2.3.3.4 Proses Handoff

Proses handoff dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang secara signifikan lebih kuat dibandingkan kanal trafik forward lainnya yang ditujukan kepadanya. MS tersebut akan mengirimkan pesan pilot measurement ke BS kandidat dengan sinyal terkuat tadi sekaligus menginstruksikan untuk memulai proses handoff. Cell site tersebut akan mengirimkan pesan handoff direction ke MS, mengarahkannya untuk melakukan handoff. Setelah mengeksekusi pesan handoff direction tersebut, MS akan mengirim pesan handoff completion pada kanal trafik reverse yang baru. Handoff bisa terjadi untuk satu atau beberapa alasan. Misalnya karena propagasi radio, distribusi trafik, aktivitas CDMA, kegagalan peralatan.

Pada saat Mobile Station (MS) bergerak menjauhi suatu sel maka daya yang diterima oleh MS akan berkurang. Jika MS bergerak semakin menjauhiBase Station (Cell ) maka daya pancar akan semakin berkurang. Menjauhnya MS pada sel asal menjadikan MS mendekati sel lainnya. Sel lainnya dikatakan sebagai sel kandidat yaitu sel yang akan menerima pelimpahan MS dari sel sebelumnya.

(29)

waktu

Gambar 2.8 Proses Handoff

(1) MS hanya dilayani oleh cell A dan active set hanya terdiri dari pilot A. MS mengukur pilot B (Eb/Io), diperoleh kecenderungan > T_ADD. MS mengirim pesan hasil ukur pilot B dan memindahkan status pilot B dari neighbor ke candidate set.

(2) MS menerima pesan dari cell A berisi PN offset cell B dan alokasi Walsh code untuk TCH dan MS start komunikasi menggunakan TCH tersebut. (3) MS memindahkan status pilot B dari candidate set ke active set, MS

mengirim pesan handoff completed. Sekarang ada 2 pilot yang aktif. (4) MS menditeksi pilot A jatuh < T_DROP, MS start mengaktifkan timer. (5) Timer mencatat T_TDROP, MS mengirim PSMM (pilot strength

measurement message).

(6) MS menerima handoff direction message , pesan ini berisi hanya PN offset cell B (tanpa PN offset cell A ).

(7) MS memindahkan status pilot A dari active set ke neighbor set.

(30)

pelanggan berpindah sel/wilayah. Pada saat MS bergerak dari satu sel ke sel lainnya , traffik pada sel sebelumnya harus diubah ke kanal dengan traffik dan kanal kontrol sel yang baru. Apabila terjadi kegagalan handoff akan berakibat dropcall yaitu terputusnya hubungan saat percakapan sedang berlangsung. Faktor-faktor penyebab gagalnya handoff antara lain :

Interferensi yang tinggi.

• Setting parameter yang tidak baik. • Kerusakan Hardware.

• Area cakupan radio jelek.

Neighbouring cell relation yang tidak perlu. • Masalah antenna receiver atau hardware BTS.

2.3.4 Sistem Spektral Tersebar

Code Division Multiple Access adalah teknik akses jamak yang didasarkan pada sistem komunikasi spektral tersebar, dimana masing-masing pengguna diberikan suatu kode tertentu yang akan membedakan satu pengguna dengan pengguna lainnya. Mulanya sistem ini dikembangkan pada kalangan militer karena kehandalannya dalam melawan derau yang tinggi, sifat anti jamming, dan kerahasiaan data yang tinggi.

Secara definitif, sistem komunikasi spektral tersebar merupakan suatu teknik modulasi dimana pengirim sinyal menduduki lebar pita frekuensi yang jauh lebih besar dari pada spektrum minimal yang dibutuhkan untuk menyalurkan suatu informasi. Konsep ini didasarkan pada teori C.E Shannon untuk kapasitas saluran, yaitu :

C = W log2 (1 + S/N) (2.4)

Dimana : C = kapasitas kanal transmisi (bps) W = lebar pita frekuensi transmisi (Hz) N = daya derau (Watt)

S = daya sinyal (Watt)

Dari teori diatas terlihat bahwa untuk menyalurkan informasi yang lebih besar pada saluran ber-noise dapat ditempuh dengan dua cara yaitu :

(31)

2. Cara penyebaran spektrum, dimana W besar dan S/N kecil.

Pada sistem spektral tersebar sinyal informasi disebar pada pita frekuensi yang jauh lebih lebar dari pada lebar pita informasinya. Penyebaran ini dilakukan oleh suatu fungsi penebar yang bebas terhadap sinyal informasinya berupa sinyal acak semu (psedorandom) yang memiliki karakteristik spektral mirip derau (noise), disebut pseudorandom noise (PN code).

Ada beberapa teknik modulasi yang dapat digunakan untuk menghasilkan spektrum sinyal tersebar antara lain Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS) dimana sinyal pembawa informasi dikalikan secara langsung dengan sinyal penyebar yang berkecepatan tinggi, Frequency Hopping Spred Spectrum (FH-SS) dimana frekuensi pembawa sinyal informasi berubah-ubah sesuai dengan deretan kode yang diberikan dan akan konstan selama periode tertentu yang disebut T (periode chip). Time Hopping Spread Spectrum (TH-SS) dimana sinyal pembawa informasi tidak dikirimkan secara kontinu tetapi dikirimkan dalam bentuk short burst yang lamanya burst tergantung dari sinyal pengkodeannya, dan hybrid modulation yang merupakan gabungan dari dua atau lebih teknik modulasi di atas yang bertujuan untuk menggabungkan keunggulan masing-masing teknik. Teknik modulasi yang paling banyak dipakai saat ini, termasuk pada sistem CDMA2000 1x, adalah Direct Sequence Spread Spectrrum (DS-SS) karena realisasinya lebih sederhana dibandingkan teknik modulasi lainnya.

Pada DS-SS, sinyal pembawa didemodulasi secara langsung oleh data terkode yang merupakan deretan data yang telah dikodekan dengan deretan kode berkecepatan tinggi yang dibangkitkan oleh suatu Pseudo Random Generator (PRG) dan memiliki karakteristik random semu karena dapat diprediksi dan bersifat periodik. Sinyal yang telah tersebar ini kemudian dimodulasi dengan menggunakan teknik modulasi BPSK, QPSK, atau MSK. Pada sistem CDMA2000 1x digunakan teknik modulasi QPSK.

Wideband Modulator

Carrier Generator Code

Generator Binary Data

(32)

Sedangkan pada sisi penerima, DS-SS terdiri dari tiga bagian utama yaitu demodulator, despreader dan blok sinkronisasi deret kode.

Code Synchronization /

Tracking

Code Generator

Wideband Demodulator Despreading

Carrier Generator Data

Gambar 2.10 Blok Penerima DS-SS

Ketika sinkronisasi deret kode telah tercapai antara pengirim dan penerima (akuisisi dan code trackling loop telah berjalan sempurna), maka dilakukan proses despreading sinyal DS-SS. Dan dengan asumsi bahwa beda fasa pada frekuensi pembawa lokal antara pengirim dan penerima dapat dihilangkan dengan carrier recovery maka sinyal informasi yang sebenarnya akan dapat diperoleh kembali.

2.3.5 Kinerja Sistem Spektral Tersebar

Parameter-parameter yang menjadi ukuran kinerja sistem komunikasi CDMA seluler maupun fixed wireless berdasarkan sistem spektral tersebar antara lain adalah :

Processing Gain

Ketahanan sistem spektral tersebar terhadap interferensi ditentukan oleh seberapa lebar frekuensi penebar dibandingkan dengan lebar frekuensi pita dasarnya dalam suatu parameter yang disebut processing gain. Dimana semakin besar processing gain-nya, maka semakin tahan sistem spektral tersebut terhadap interferensi.

(33)

No = Rapat daya noise (dB/Hz atau Watt/Hz)

• Kapasitas Sistem

Jika diasumsikan bahwa sebuah sel mempunyai N user yang konstan, maka sinyal

yang diterima oleh base station pada sel tersebut terdiri dari sinyal user yang diinginkan ditambah (N-1) sinyal dari user penginterferensi. Dengan asumsi kontrol daya bekerja sempurna, maka sinyal terima untuk semua kanal adalah sama, yaitu sebesar S. Sehingga persamaan energy per bit (Eb) dan rapat spektrum daya penginterferensi (Io) dapat dinyatakan sebagai berikut :

R

Sedangkan persamaan energy bit to interference (Eb/Io) adalah :

1

Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas sel atau jumlah kanal yang dapat diakomodasi oleh satu frekuensi pembawa dengan bandwidth (W) adalah :

(34)

Jika interferensi dari sel lain, gain aktivitas suara, dan gain sektorisasi antena juga

diperhitungkan, maka persamaannya menjadi :

(

)

α

β f I E

R W N

o

b +

1 / /

(2.11)

Dimana :

W = lebar pita frekuensi spektral tersebar (Hz) = 1,2288 MHz R = data rate sinyal informasi (kbps) = 9,6 kbps

Eb/Io = rasio energi per bit terhadap rapat daya penginterfernsi (dB)

α = gain aktivitas suara ( ≈ 0,4 untuk suara dan ≈ 1 untuk data)

(35)

BAB III

METODE ANALISA

3.1 Tinjauan Sistem TelkomFlexi

TelkomFlexi adalah layanan jasa telekomunikasi suara dan data berbasis akses tanpa kabel dengan teknologi CDMA. Teknologi CDMA yang tepatnya adalah CDMA2000 1x ini dikembangkan tidak sebagai seluler bergerak (mobile cellular) tetapi sebagai fixed wireless atau seluler tetap. Fixed wireless ini bisa saja menjadi ponsel dalam lingkup yang terbatas. Perangkat telepon yang digunakan berupa fixed wireless terminal (FWT) dan handheld (mobile) untuk pelanggan yang bergerak. Pemilihan terminal pelanggan ini dimaksudkan untuk menghendaki telepon yang lebih personalized.

Layanan yang diberikan oleh jaringan TelkomFlexi diantaranya : layanan pesan singkat (Short Message Service / SMS), web service, pesan bergambar multimedia (Multimedia Message Service / MMS), komunikasi data internet dan faksimili dengan kecepatan mencapai 144 Kbps, video streaming serta layanan suara.

3.2 Kelebihan dan Kekurangan TelkomFlexi

Beberapa kelebihan yang dimiliki jaringan TelkomFlexi adalah :

1. Pembangunan jaringan lebih cepat dibanding sistem wireline, sehingga dapat menghemat waktu pembangunan.

2. Dapat melayani paket data dengan rate mencapai 144 kbps.

3. Lebih fleksibel, karena terminal pelanggan dapat dijadikan sebagai telepon rumah maupun handset seluler.

4 Kapasitas TelkomFlexi CDMA2000 1x dapat ditingkatkan dengan sektorisasi.

(36)

6. Mempunyai kemampuan untuk migrasi ke full mobility dan sistem generasi ke tiga.

7. Fitur automutasi yaitu fitur yang memungkinkan pelanggan memiliki fleksibilitas dari satu flexi area ke flexi area lain dalam satu layanan lokal. Sedangkan kekurangan dari jaringan TelkomFlexi adalah tidak dapat roaming karena pembatasan masalah regulasi.

3.3 Konfigurasi Jaringan

Pada tugas akhir ini, pembahasan dilakukan pada satu BSC yaitu BSC MEDAN CENTRUM. Perincian BTS-BTS pada BSC MEDAN CENTRUM dapat dilihat pada Tabel 3.1 :

Tabel 3.1 Posisi dan PN Code BTS-BTS pada BSC MEDAN CENTRUM

No

BTS Cell BTS Lat BTS PN

ID ID Name Long Type Code

1 1 1201 061MDN1201H MEDAN_CENTRUM

BTS3606 44,212,380

2 2 1202 061MDN1202H INDOSAT

BTS3606 40,208,376

3 3 1203 061MDN1203H RM_FAMILY

BTS3606 96,264,432

4 4 1204 061MDN1204H THAMRIN_PLAZA

BTS3606 112,280,448

5 5 1205 061MDN1205H ASIA_MEGA_MAS

BTS3606 124,292,460

6 6 1206 061MDN1206H UNILAND

BTS3606 16,184,352

7 7 1207 061MDN1207H STO_SUKARAMAI

BTS3606 120,288,456

8 8 1208 061MDN1208H PERUM_MANDALA

BTS3606 108,276,444

9 9 1209 061MDN1209H HOTEL_POLONIA

BTS3606 80,248,416

10 10 1210

061MDN1210H

MSC_TELKOM_GAHARU

BTS3606AC 120,288,456

11 11 1211 061MDN1211H SEKIP

BTS3606 76,244,412

12 12 1212 061MDN1212H PETISAH

BTS3606 132,300,468

(37)

13 13 1213 061MDN1213H PALLADIUM

BTS3606C 168,336,0

14 14 1214 061MDN1214H MEDAN_BARU_PLAZA

BTS3606 12,180,348

15 15 1215 061MDN1215H SIDOREJO_HILIR BTS3606 36,204,372

16 16 1216 061MDN1216H AKSARA_PLAZA

BTS3606 144,312,480

17 17 1217 061MDN1217H MEDAN_MALL

BTS3606C 160,328,496

18 18 1218 061MDN1218H KARANG_BEROMBAK

BTS3606 148,316,484

19 19 1219 061MDN1219H GLUGUR_2

BTS3606 92,260,428

20 20 1220 061MDN1220H PULO_BRAYAN

BTS3606 20,188,356

21 21 1221 061MDN1221H GELUGUR

BTS3606 104,272,440

22 22 1222 061MDN1222H PUKAT_V

BTS3606 128,296,464

23 24 1224 061MDN1224H SPARMAN

BTS3606C 156,324,492

24 25 1225 061MDN1225H PANCING

BTS3606C 8,176,344

25 26 1226 061MDN1226H ALUMINIUM

BTS3606C 68,236,404

26 27 1227 061MDN1227H MESJID_PERJUANGAN

BTS3606C 4,172,340

27 28 1228 061MDN1228H MILLENIUM

BTS3606 60,228,396

28 29 1229 061MDN1229H BANK_SUMUT

BTS3606 56,224,392

29 30 1230 061MDN1230H KALPATARU

BTS3606C 88,256,424

30 31 1231 061MDN1231H CAMBRIDGE

BTS3606C 72,0,0

31 32 1232 061MDN1232H YOSE_RIZAL

BTS3606C 68,236,404

32 33 1233 061MDN1233H PASAR_SAMBU

BTS3606C 52,220,388

33 34 1234 061MDN1234H METAL

BTS3606 116,284,452

34 35 1235 061MDN1235H JL_SIDEREJO

BTS3606C 84,252,420

35 36 1236 061MDN1236H SEI_BATANGHARI

BTS3606C 100,268,436

36 37 1237 061MDN1237H GATOT_SUBROTO

BTS3606C 28,196,364

(38)

3.4 Alokasi Spektrum Frekuensi

Untuk wilayah Medan, jaringan TelkomFlexi CDMA2000 1x mengunakan alokasi frekuensi 871,11 MHz dengan bandwith total 5 MHz (E-band). Dengan alokasi sebesar 5 MHz dan carrier spacing sebesar 1,25 MHz, maka dapat dialokasikan hingga 3 frekuensi carrier. Untuk mencegah terjadinya interferensi antar sistem yang berbeda maka ditambahkan guard band sebesar 0,27 MHz. Nomor kanal yang digunakan TelkomFlexi CDMA2000 1x serta frekuensi carriernya, dapat dilihat pada tabel 3.2 berikut :

Tabel 3.2 Frekuensi Pembawa utuk TelkomFlexi

Nomor Kanal Frekuensi Carrier (MHz)

MS (uplink) BTS (downlink)

37 825 -830 870 - 875

78 825 -830 870 - 875

119 825 -830 870 - 875

Untuk daerah Medan hanya mengunakan nomor kanal 119 dengan frekuensi carrier (870 – 875) MHz untuk downlink dan (825 -830) Mhz untuk uplink.

Perincian nomor kanal untuk tiap BTS pada BSC MEDAN CENTRUM dapat dilihat pada Tabel 3.3 :

Tabel 3.3 Alokasi Spektrum Frekuensi BTS-BTS pada BSC MEDAN CENTRUM

No. Cell

ID Site Name

Antena Sector Kanal

Site Coordinate Antena Positioning

Latitude Longitude Height (m)

Orientation (

º)

Mech.Down Tilt (º)

1. 1201 MEDAN_CENTRUM

0 119 45 0 8

4. 1204 THAMRIN_PLAZA

0 119 53 60 4

1 119 53 180 4

2 119 53 300 4

5. 1205 ASIA_MEGA_MAS

0 119 42 0 5

1 119 42 120 6

(39)

6. 1206 UNILAND

0 119 50 30 8

1 119 50 170 8

2 119 50 240 8

7. 1207 STO_SUKARAMAI

0 119

1 119

2 119

8. 1208 PERUM_MANDALA

0 119 38 0 3

1 119 38 120 3

2 119 38 240 4

9. 1209 HOTEL_POLONIA

0 119 42 0 4

1 119 42 180 1

2 119 42 270 5

10. 1210 MSC_TELKOM_GAHARU

0 119 35 60 2

14. 1214 MEDAN_BARU_PLAZA

0 119 40 0 2

1 119 40 180 3

2 119 40 310 1

15. 1215 SIDOREJO_HILIR

0 119 40 0 2

1 119 40 120 1

2 119 40 240 1

16. 1216 AKSARA_PLAZA

0 119 25 0 4

18. 1218 KARANG_BEROMBAK

0 119

23. 1223 UPNW_TEMBUNG

0 119 3.5956 98.7270 42 0 4

27. 1227 MESJID_PERJUANGAN

(40)

29. 1229 BANK_SUMUT

37. 1237 GATOT_SUBROTO

0 119 15 300 6

1 119 15 100 6

2 119 15 240 6

3.5 Call Flow CDMA 2000-1x

Handoff merupakan proses pengalihan kanal traffi secara otomatis pada Mobile Station (MS) yang sedang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan. Hal ini menjelaskan bahwa handoff pada dasarnya adalah sebuah ‘’call’ koneksi yang bergerak dari satu sel ke sel lainnya.

Berikut dijelaskan terlebih dahulu proses pembangunan hubungan (voice call flow), kemudian proses terjadinya pengalihan hubungan (handoff flow).

3.5.1 Voice Call Flow

(41)

dimaksud. Apabila nomor tujuan yang dimaksud adalah nomor CDMA dalam jaringan yang sama maka MSC akan menanyakan lokasi MS tujuan tersebut pada HLR. HLR akan merespons dengan memberi informasi lokasi BTS dimana MS tersebut berada ke MSC. Selanjutnya MSC akan mengirimkan paging melalui ke BTS melalui BSC. Apabila nomor tujuan ternyata nomor milik jaringan kota lain atau operator lain maka MSC akan meneruskan panggilan ke arah jaringan lawan tersebut.

Untuk lebih jelas dapat dilihat pada flow chat berikut :

CDMA Call Processing

Mobile Station has f ully acquired system timing

Receives a paging channel message requiring ACK or response ; Or originate a call or perf orms registrstion

Mobile unable to receive paging channel

Receives an ACK to an access channel transmission other than an Origination Msg or a Page Response Message

End use of traf f ic channel

Directed to a Traf f ic channel

Call Processing States

Gambar 3.1. Proses Pembentukan call dalam CDMA

3.5.2 Handoff Flow

(42)

mendekati wilayah terluar dari cakupan sinyal BTS awal, sehingga MS memerlukan BTS baru dengan sinyal yang cukup kuat untuk melakukan perpindahan kanal, sehingga panggilan tetap terus berlangsung. Proses handoff dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang secara signifikan lebih kuat dibandingkan kanal trafik forward lainnya yang ditujukan kepadanya. MS tersebut akan mengirimkan pesan pilot measurement ke BS kandidat dengan sinyal terkuat tadi sekaligus menginstruksikan untuk memulai proses handoff. Cell site tersebut akan mengirimkan pesan handoff direction ke MS, mengarahkannya untuk melakukan handoff. Setelah mengeksekusi pesan handoff direction tersebut, MS akan mengirim pesan handoff completion pada kanal trafik reverse yang baru.

Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar berikut :

waktu

Gambar 3.2. Proses Pembentukan handoff dalam CDMA

(1) MS hanya dilayani oleh cell A dan active set hanya terdiri dari pilot A. MS mengukur pilot B (Eb/Io), diperoleh kecenderungan > T_ADD. MS mengirim pesan hasil ukur pilot B dan memindahkan status pilot B dari neighbor ke candidate set.

(43)

(3) MS memindahkan status pilot B dari candidate set ke active set, MS mengirim pesan handoff completed. Sekarang ada 2 pilot yang aktif. (4) MS menditeksi pilot A jatuh < T_DROP, MS start mengaktifkan timer. (5) Timer mencatat T_TDROP, MS mengirim PSMM (pilot strength

measurement message).

(6) MS menerima handoff direction message , pesan ini berisi hanya PN offset cell B (tanpa PN offset cell A ).

(7) MS memindahkan status pilot A dari active set ke neighbor set.

Untuk setiap BTS dalam BSC MEDAN CENTRUM Medan ditetapkan nilai T_ADD,T_TDROP, dan timer yang sama yaitu :

T_ADD : - 14 dB T_TDROP : - 16 dB Timer : 4 detik

Jadi MS akan berpindah dari BTS awal ke BTS tujan setelah nilai kualitasnya dibawah -16 dB.

3.6 Pengukuran Berdasarkan Hasil Drive Test

Drive Test adalah pengukuran yang dilakukan untuk mengamati dan melakukan

optimasi agar dihasilkan kriteria performansi jaringan. Yang diamati biasanya kuat daya

pancar dan daya terima, tingkat kegagalan akses (originating dan terminating), tingkat

panggilan yang gagal (drop call) serta FER. Pembagian dan posisi BTS-BTS pada BSC

(44)

Gambar 3.3. Pembagian dan posisi BTS-BTS pada BSC MEDAN CENTRUM Data-data yang bisa diperoleh dari Drive Test adalah parameter-parameter yang dibutuhkan untuk mengetahui kualitas sinyal, level daya terima MS, dan interferensi. Parameterparameter tersebut adalah sebagai berikut :

a. Ec/Io

Energi per chip per interference density yang dihitung pada kanal pilot. Pengukuran Ec/Io dilakukan secara kontinyu oleh MS untuk kemudian dibandingkan deengan level threshold-nya (T_DROP dan T_ADD). Hasil perbandingan tersebut akan menjadi pertimbangan bagi BTS, apakah MS tersebut harus melakukan handoff atau tidak.

b. Jarak antara BTS dan MS

Jarak BTS dan MS saat pengukuran juga memiliki pengaruh, dimana pada jarak yang cukup dekat akan diperoleh kualitas sinyal yang lebih bagus. Akan tetapi pada sistem CDMA, jarak antara BTS dan MS yang berbeda-beda bisa diatasi dengan adanya power control (kontrol daya).

c. RSSI (Receive Signal Strength Indicator)

(45)

d. Mobile Station (MS) TX Power

Kenaikan daya pancar pada MS akan menyebabkan interferensi terhadap user lain. Sehingga user yang lain juga akan meningkatkan daya

pancarnya.

e. FER (Frame Error Rate)

(46)

BAB IV

ANALISIS HANDOFF TERHADAP PERFORMANSI SISTEM

TELKOMFlexi MEDAN

4.1 Analisis Coverage

Dengan menggunakan data teknis sistem CDMA2000 1x link arah reverse, dapat ditentukan radius sel maksimum yang berdasarkan spesifikasi perangkat. Dengan frekuensi kerja yang digunakan dan daerah Medan yang termasuk daerah padat (density urban), sehingga untuk penentuan radius sel maksimum menggunakan pendekatan model propagasi COST231-Hata sesuai dengan kondisi morfologinya.

4.1.1. Maximum Allowable Path Loss (MAPL) Link Arah Reverse

Perhitungan link budget perangkat BTS (Base Station Transceiver Station) dan MS (Mobile Station) akan menghasilkan suatu nilai MAPL (Maximum Allowable Path Loss) yang merupakan persyaratan maksimal redaman lintasan dan menentukan kelayakan suatu link propagasi. MAPL link arah reverse diperlukan untuk menentukan batas toleransi redaman propagasi agar komunikasi antar MS dan BTS tetap terjaga. Sedangkan MAPL arah forward digunakan untuk menentukan redaman maksimum yang diperbolehkan agar BTS tetap dapat melayani MS pada daerah cakupannya. Tabel 4.1 menunjukkan data teknis perangkat CDMA2000 1x pada arah reverse berdasarkan spesifikasi HUAWEI sebagai salah satu vendor proyek CDMA2000 1x PT. Telkom Medan.

Tabel 4.1 Data Teknis Link Budget Arah Reverse

Parameter Unit Voice Data

No = kT dBm/Hz -173,98 -173,98

(47)

Eb/No set point dB 4,7 47

Noise Figure dB 4 4

CDMA Traffic Loading

Effect % 70 70

CDMA Traffic Loading

Effect dB 5,23 5,23

Subscriber Max

Transmit Power Watt 0,2 0,2

Subscriber Max

Transmit Power dBm 23,01 23,01

MS Antenna Gain dBi 0 0

Building Penetration

Loss dB 0 0

Body Loss dB 3 3

Probability of cell edge

coverage % 75 75

Slow Fading Std.

Deviation dB 8 8

Fading Margin dB 5,4 5,4

RBS Antenna Gain dBi 17,7 17,7

RBS Rx/Tx Cable and

Connector Loss dB 4,5 4,5

Soft-Handoff Gain dB 1 3,7

Penentuan MAPL data diturunkan dari data teknis diatas adalah sebagai berikut : BTS Rx sensitivity = No + 10 log Rb + Eb/No + CDMA Traffic Load. Eff (4.1)

= -173,98 dBm/Hz + 10 log 9600 + 4,7 dB + 4dB + 5,23 dB = -120,23

MS EIRP = PTx Subs + GMS – LCABLE&CONNECTOR MS (4.2)

(48)

MAPLVOICE = MS EIRP - LPENETRATION - LBODY - LCABLE&CONNECTOR BTS - FM +

GBTS + GHO – BTS Sensivity (4.3)

= 23,01 dBm – 0 dB – 3 dB – 4,5dB – 5,4 dB + 17,7 dBi + 1dB –(-120,23 dBm)

= 149,04 dB

Kapasitas sel link reverse dan forward berbeda yang disebabkan adanya perbedaan kanal pada kedua link.

4.1.2 Penentuan Radius Sel

Untuk menentukan jari-jari sel harus ditentukan terlebih dahulu model propagasi yang digunakan, sesuai dengan besar frekuensi kerja dan kondisi morfologi daerah yang akan ditentukan jari-jari selnya. Berdasarkan dua hal tadi maka untuk daerah Medan bisa digunakan model propagasi COST231-Hata. Radius atau jari-jari sel dapat ditentukan setelah nilai redaman maksimum diperoleh. Penentuan area difokuskan pada arah reverse. Karena redaman propagasi dipengaruhi oleh jarak, maka terdapat suatu nilai jari-jari maksimal sektor pada arah tertentu yang masih memenuhi syarat MAPL tersebut. Bentuk umum persamaan redaman propagasi sebagai fungsi jarak, frekuensi, dan tinggi antena.

L(dkm) = L1 + 10γ log dkm (4.4)

dimana :

dkm = jarak link (km)

L1 = redaman propagasi total pada jarak dkm

γ = propagation power law

10γ = [44,9 – 6,55 log(hb)] (4.5)

saat jari-jari sel Rkm = dkm, maka redaman propagasi (L) sama dengan MAPL.

Sehingga

persamaannya menjadi :

(49)

Model propagasi yang digunakan adalah COST 231 – Hata untuk daerah density urban

dengan persamaan sebagai berikut :

L = 46,3 + 33,9 log fc – 13,82 log hb – a(hm) + [44,9 – 6,55 log(hb)] x log r (4.7)

Dan faktor koreksi tinggi antena menggunakan persamaan seperti di bawah yaitu untuk

kategori metropolitan centre :

a(hm) = 3,2 (log 11,75 hm)2 – 4,97 – 3

= 3,2 (log 11,75.1,5)2 – 4,97 – 3 = -3,001

Rumusan radius sel propagasi COST231-Hata sebagai berikut :

Rkm = 10

Substitusi persamaan-persamaan diatas akan menghasilkan persamaan sebagai berikut :

Untuk menentukan radius sel berdasarkan model propagasi COST231-Hata , diperlukan data-data mengenai kondisi eksisting link propagasi yang ditunjukkan pada Tabel 3.3. Dengan menggunakan persamaan 4.8, maka radius sel dari masing-masing BTS dapat dihitung.

(50)

Rkm = log-1 

 BTS BANK_SUMUT dengan spesifikasi sebagai berikut : fc = 871,11 MHz

Tabel 4.2 Radius Sel untuk BTS-BTS pada BSC MEDAN CENTRUM

No.Site Nama Site Radius Sel

8 MSC_TELKOM_GAHARU 4,74

9 SEKIP 5,26

10 PETISAH 6,16

11 MEDAN_BARU_PLAZA 5,26

12 SIDOREJO_HILIR 5,26

(51)

22 MESJID_PERJUANGAN 5,26

31 GATOT_SUBROTO 3,09

Untuk menyederhanakan analisa maka dilakukan penyeragaman radius sel dengan menghitung rata-ratanya, yaitu sebesar 5,35 km.

4.2 Analisis handoff

Dari penelitian yang telah dilakukan di PT. TELKOMFlexi Medan, diperoleh data handoff, baik softer handoff (perpindahan kanal antar sector) dan sof handoff (perpindahan kanal antar bts). Pengumpulan data dilakukan selama 10hari, dan diperoleh dari data mesin HUAWEI, salah satu vendor yang mendukung teknologi CDMA 2000 1x TelkomFlexi (dapat dilihat pada bagian lampiran).

Data yang diperoleh berupa data Softer Handoff dan Soft Handoff yang di record setiap harinya. Kemudian dapat ditentukan rata-rata keberhasilan dan kegagalan Softer Handoff dan Soft Hanfoff tiap harinya dengan menggunakan rumus berikut,

%

4.2.1 Softer Handoff

• Hari pertama dengan spesifikasi sebagai berikut : Frq_succes_ho = 39601

(52)

%

Tabel 4.3 Data Keberhasilan dan Kegagalan Softer Handoff

No. Hari

pengamatan Attempt

Succes Softer

(53)

4..2.2 Soft Handoff

• Hari pertama dengan spesifikasi sebagai berikut : Frq_succes_ho = 76335

Frq_Fail_ho = 4

Tabel 4.4 Data Keberhasilan dan Kegagalan Soft Handoff

No. Hari

pengamatan Attempt

(54)

10. 10 83940 83933 7 99,991 0,008

Dari data di atas diperoleh tingkat keberhasilan Soft Handoff sebesar 99%, hal ini juga sudah sesuai dengan reomendasi PT.TelkomFlexi Medan yaitu sebesar 98%. Tetapi pada hari ke-5 dan ke-7 terdapat kegagalan yang sangat mencolok diantara hari-hari yang lainnya, hal ini disebabkan pada hari tersebut perpidahan kanal yang dilakukan terjadi pada BSC yang berbeda dan berada pada jarak radius sel terluar untuk BTS Bank_Sumut sehingga besar terjdinya pilot polution, yaitu pada saat MS akan melepaskan BTS awal, MS menerima sinyal dari BTS lain sebagai kandidat yang kualitas sinyalnya sama kuat, akibatnya MS tidak dapat menentukan BTS tujuan selanjutnya untuk melakukan Handoff sehingga terjadi drop call.

4.3 Menurunkan Daya Pancar

(55)

a(hm) = 3,001

(56)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari perhitungan dan analisa yang telah dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. PT. TelkomFlexi yang menggunakan teknologi CDMA 2000 1x, merupakan fixed wireless atau seluler tetap yang menggunakan alokasi frekuensi 871,11 MHz dan memiliki 3 alokasi kanal yaitu 37, 78 dan 119. Untuk wilayah Medan menggunakan nomor kanal 119.

2. Rata-rata radius sel untuk BTS-BTS pada BSC MEDAN CENTRUM adalah 5,35 km, dengan BTS GATOT_SUBROTO sebagai radius terendah 3,09 km dan BTS THAMRIN_PLAZA sebagai radius terjauh 6,76 km.

3. Tingkat keberhasilan softer handoff 100% dan rata-rata tingkat keberhasilan soft handoff sebesar 99,88 %. Salah satu penyebab kegagalan handoff adalah pada saat MS akan melepaskan BTS awal, MS menerima sinyal dari BTS lain sebagai kandidat yang kualitas sinyalnya sama kuat, akibatnya MS tidak dapat menentukan BTS tujuan untuk melakukan Handoff sehingga terjadi drop call atau yang disebut pilot pollution.

(57)

5.1 Saran

1. Dalam tugas akhir ini analisis handoff hanya dari voice call saja, untuk selanjutnya analisis dapat ditinjau dari data call.

2. Analisis yang dilakukan hanya dalam satu BSC saja, untuk selanjutnya dapat dilakukan analisis antar BCS.

(58)

DAFTAR PUSTAKA

Ericsson Indonesia, “Radio Access Network Design”, 4/EID/K/XF-02: 001 Uen Rev A, Jakarta, 2002

Flood, JE,” Telekomunication Switching, Traffic and network”,Prentice hall, 1994 Garg, Vijay. K. “IS-95 CDMA and CDMA2000 Cellular/PCS Systems

Implementation”. Prentice Hall. New Jersey. 1999

Indirawati, Veronika. “Perencanaan Jaringan Seluler CDMA2000 1x di

Kotamadya Bandung”. Tugas Akhir. STT Telkom. Bandung. 2003. Kim, Kiseon, “CDMA Systems Capacity Engineering”, ARTECH HOUSE, Inc,

Norwood, 2005.

Lee, W.C.Y., “Mobile Cellular Telecommunications”, McGraw-Hill, New York,1995.

Nurfitri, Annisa. ” Perencanaan Jaringan CDMA 2000-1x Studi Kasus Kota Bandung”. Tugas Akhir. STT Telkom. Bandung. 2003.

Nurain, Silalahi, “Komunikasi Mobil Publik dan Sistem Komunikasi Personal PCS”, Penerbit PT. Elex Media Komputindo, Jakarta, 2003.

Miller, Jhon San Ill, ”CDMA System Engineering Handbook”

Mihelza, ”Perencanaan Pengembangan Jaringan TelkomFlexi pada Area MSC Kebayoran Baru”. Tugas Akhir, STT Telkom, Bandung, 2004

Mufti A., Nachwan. “Transmisi Komunikasi Bergerak”. Diktat Kuliah. STT Telkom. Bandung. 2000

Santoso, Gatot, “Teknik Telekomunikasi”, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2004.

Sinema, William,” Digital Analog and data communication,” practice hall, 1986, Djaja sugita, F.Ahmadi, “ Rekayasa Trafik”, Diktat kuliah ITB, 1990 Stavroulakis, Peter. “Interference Analysis and Reduction for Wireless System”.

Artech House, Inc. Norwood. 2003

(59)

Yang, Samuel C, “CDMA RF System Engineering”, ARTECH HOUSE, Inc, Norwood, 1998.

Zigangirov, Kamil SH, “ Theory of Code Division Multiple Access

Gambar

Gambar 2.1 Perbandingan antara FDMA, TDMA dan CDMA
Gambar 2.2  Perkembangan Teknologi CDMA
Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan CDMA2000 1x
Gambar 2.4 Struktur Kanal Reverse yang ditransmisikan oleh MS
+7

Referensi

Dokumen terkait

Log Book Kegiatan Penelitian. No Tanggal

Cara memberikan penilaian pengamatan adalah dengan cara memberi tanda checklist .../ pada lajur yang tersedia 3.. Makna angka dalam skala penilaian

Penularan langsung dapat terjadi melalui darah, urin, atau cairan tubuh lain yang mengandung kuman leptospira masuk ke dalam tubuh pejamu; dari hewan ke manusia merupakan

Sebelum dikeluarkannya Peraturan Gubernur tersebut mengenai sanksi bagi setiap orang yang tidak membayar atau terlambat membayar PKB diatur di dalam Peraturan

Kasus yang dapat dijadikan contoh adalah sekitar kawasan stasiun Depok Baru yang mulai tumbuh penggunaan lahan sebagai lahan perumahan, pertokoan, perkantoran dan

Dilihat dari sumbangannya, inflasi IHK terutama bersumber dari kelompok Bahan Makanan (0,15%) dan kelompok Makanan Jadi. Pada kelompok Bahan Makanan, komoditas yang dominan

H1-3: Tidak terdapat peningkatan ankle plantar flexion ROM pada subyek lanjut usia yang mengikuti senam aerobik low impact intensitas rendah-sedang. H0-4: Terdapat