Teknik Transmisi Seluler (DTG3G3)

(1)

Yuyun Siti Rohmah, ST.,MT Dadan Nur Ramadan,S.Pd,MT

Trinopiani Damayanti,ST.,MT Suci Aulia,ST.,MT

KONSEP DASAR SISTEM SELULER 2

Teknik Transmisi Seluler

(DTG3G3)

(2)

OUTLINES

LATAR BELAKANG

KONFIGURASI SEL

PARAMETER PADA SISTEM KOMUNIKASI SELULER

ARSITEKTUR UMUM SISTEM KOMUNIKASI SELULER

FREKUENSI REUSE

KONSEP PENOMORAN SEL

HANDOVER

(3)

LATAR BELAKANG

(4)

Latar Belakang Perkembangan Teknologi Seluler

• High power transmitter

• Large coverage area

• Low power transmitter

• Small coverage area

• Frequency reuse

• Handoff

• Central control

• Cell splitting to increase call capacity

Keterbatasan spektrum frekuensi

Efisiensi penggunaan spektrum frekuensi

(5)

KONFIGURASI SEL

(6)

SEL IDEAL SEL REAL SEL MODEL

REPRESENTASI CAKUPAN SEL

Sel menunjukkan cakupan sinyal

Sel berbentuk heksagonal ( atau bentuk yang lain ) hanya digunakan untuk mempermudah

penggambaran pada layout perencanaan

(7)

1. Omnidirectional

Tx Rx Rx

2. Sectoring 120

^o

3. Sectoring 60

^o

 Pada kondisi awal biasanya digunakan

pola omnidirectional ( tergantung demand ).

 Kegunaan dari pola Sectoring

a. Menambah kapasitas b. Mengurangi

interferensi

Konfigurasi Sel

(8)

Mixed Cell Architecture

(9)

Satellite Cell

Indoor Picocells Macrocell

Microcell

Macrocell, Microcell, dan Picocell serta femtocell

(10)

PARAMETER DASAR SISTEM

KOMUNIKASI SELULER

(11)

Parameter Dasar Sistem Komunikasi Bergerak Seluler

• Konsep frequency reuse memungkinkan penggunaan

frekuensi yang sama pada sel yang berbeda (pada cluster yg berbeda), diluar jangkauan interferensinya. Parameter yang menjadi ukuran adalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total daya.

Frekuensi Reuse

• Handover memungkinkan seorang pengguna pindah dari suatu sel ke sel yang lain tanpa adanya pemutusan hubungan. Terjadi pemindahan frekuensi / kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem.

Handover

(12)

ARSITEKTUR UMUM SISTEM SELULER

(13)

RBS / BTS

BSC

MSC/ MTSO

OMC HLR

VLR

Gateway PSTN

SEL # 2

SEL # 1

MS

Voice link Data link

Radio Base Station (AMPS) or Base Transceiver System (GSM)

Mobile Station

Home Location Register

Visitor Location Register

Mobile Switching Centre (GSM) or Mobile Telephone Switching Office (AMPS)

Base Station Controller

Operation and

Maintenance Centre

ARSITEKTUR UMUM

(14)

ARSITEKTUR UMUM Cont’

• Mobile Station

• Perangkat yang terdiri dari :

• Subscriber Transceiver

• Control Unit

• Antena

MS

• MobileSwitching Center

• Merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada + berfungsi sebagai perangkat penyambung utama.

MSC

• VLR (Visitor Location Register), penyimpan data- data temporer yang masuk dari MSC lain , dan sifatnya resident

• HLR (Home Location Register), penyimpan data- data tetap dari pelanggan dalam MSC itu sendiri.

Unit Data Base

(15)

single antenna

base station housing jalur transmisi

gelombang mikro menuju BSC

site 3 sektor dengan 7 array antena tiap sektornya

How does site location look like

???

•Base Transceiver Station

•Merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari / ke pelanggan (Interface / repeater antara MS dan MSC)

•Elemen-elemen RBS :

•Transceiver

•Control Unit / BSC / Base Station Controller

•Antena

BTS

ARSITEKTUR UMUM Cont’

(16)

FREKUENSI REUSE

(17)

Pengulangan atau menggunakan kembali frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya

F1

F3 F2 F2

Jarak 'bebas' interferensi

titik A

Sinyal yang diinginkan = C

Sinyal interferensi = I

FREKUENSI REUSE

(18)

F1

F3 F2 F2

Jarak 'bebas' interferensi

titik A

Sinyal yang diinginkan = C

Sinyal interferensi = I

PARAMETER KINERJA :C/I ( Carrier to Interference Ratio )

FREKUENSI REUSE

•Dari gambar di atas, kondisi kasus terburuk ada pada titik A

•Pada kondisi kasus terburuk tersebut, perbandingan antara daya carrier terhadap daya interferensi ( C/I = Carrier to Interference ) harus tetap lebih besar atau sama dari C/I minimum yang dipersyaratkan oleh sistem seluler yang bersangkutan

(19)

1

4

 

 

 R

D i

I C

O

R K

D  3

⁰

9

2

i K I

C 

D R

AMPS, C/I = 18 dB

GSM, C/I = 12 dB

7 48 , 9 6

6 . 63 9

.

63

₀

  

 i

K

4 26 , 9 3

6 . 16 9

16

₀

  

 i K

i

₀

= Jumlah sel penginterferensi K = Ukuran Kluster

C/I minimum tergantung dari sistem seluler yang diimplementasikan

FREKUENSI REUSE

(20)

1

2

3

1

2

3 reuse

1

2

3

freq. reuse pattern / cluster K = 3

1

2

3 freq. reuse pattern

K = 4

4

1

2

3 4

2

3 4

reuse 1

reuse

KONSEP KLUSTER

• Kluster adalah sekelompok sel yang masing-masing selnya memiliki 1 set frekuensi yang berbeda dengan sel yang lain

• Ukuran kluster ( dilambangkan = K, sering juga dilambangkan = N ) adalah jumlah sel yang terdapat dalam 1 kluster

• Contoh

– K=3 artinya terdapat 3 Sel dalam 1 kluster – K=4 artinya terdapat 4Sel dalam 1 kluster

(21)

i,j = 0,1,2,3, ...

i=1

j=2

j 60⁰ z

sel referensi

i

120 0

Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya ( garis lurus yang menghubungkan dua pusat sel), lalu berputar 60

^o

berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel pada arah tersebut. Pada posisi akhir  disitulah letak freq. reuse nya.

Z² = i² + j² - 2ij.cos 120^o Z² = i² + j² + 2.i.j (0,5) Z² = i² + j² + i.j

Z²  K ---- K = ukuran cluster

K = i

²

+ j

²

+ i.j

i = 1 dan j = 1  K = 3 i = 1 dan j = 2  K = 7 i = 0 dan j = 2  K = 4 i = 2 dan j = 0  K = 4

KAIDAH PENENTUAN NOMOR SEL

(22)

Berbagai nilai kluster K atau N , yang mungkin terjadi

FREKUENSI REUSE

(23)

1

1 1

1

2 3

3

2 3

2

untuk i = 1 dan j = 1  K = 3

 i = 1 , j = 1

 K = 1²+ 1² + 1.1 = 3

 Sumberinterferensi maksimum = 6.

Contoh # 1 : K = 3

Kluster

FREKUENSI REUSE

(24)

Contoh # 2 : K = 4

46 , 3 3

4 2

, 0

2 2







K Q

j ij i

K

j i

Kluster

FREKUENSI REUSE

(25)

Contoh # 3 : K = 7

58 , 4 K

3 Q

7 j

ij i

K

2 j , 1 i

2 2







Kluster

FREKUENSI REUSE

(26)

Contoh # 4 : K = 12

6 K

3 Q

12 j

ij i

K

2 j , 2 i

2 2







Kluster

FREKUENSI REUSE

(27)

Contoh # 5 : K = 19

55 , 7 K

3 Q

19 j

ij i

K

2 j , 3 i

2 2







Kluster

FREKUENSI REUSE

(28)

K

RF ch kanal jumlah

BW N BW

RF ch Alokasi



• Jumlah kanal tiap sel dinyatakan oleh rumus berikut :

K = 3 BW

1 2 3 n 1' 2' 3' n' 1'' 2'' 3'' n''

F3

F2

F1

F2

F3

F1

F2

F3

Dapat disimpulkan, jumlah frekuensi carrier dalam satu sel adalah lebih dari satu buah.

KAPASITAS KANAL TIAP SEL

(29)

Perbandingan 3 Teknologi Seluler

AMPS GSM IS-95

Akses jamak FDMA TDMA CDMA

Modulasi FM GMSK QPSK

Bandwidth RF 30 kHz 200 kHz 1,25 MHz

Kanal / carrier RF 1 8 20 - 30

Uplink (MHz) 824-849 890-915 824-849 Downlink (MHz) 869-894 935-960 869-894

(30)

KONSEP KLUSTER CDMA

Ukuran kluster di jaringan selular CDMA, K_CDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama

diterapkan disemua sel

CDMA memakai konsep clustering untuk perencanaan kode

PN, hal ini untuk mencegah kemungkinan terjadinya aliasing antar kode didalam satu sel. Pada jaringan CDMA, dikenal

istilah PN reuse factor

(31)

HANDOVER

(32)

HANDOFF

• Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal dari MS tanpa terjadinya pemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai.

• Handoff tidak berbeda dengan handover kecuali bahwa istilah handoff digunakan di Amerika, sedangkan istilah handover digunakan di Eropa.

• Peristiwa hand over (H.O) ‘umumnya’ terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru.

pergerakan MS

HO F1

HO F2

Sel #1 Sel #2 Sel #3 F3

F1 ke F2 F2 ke F3

(33)

Alasan proses HO

MS keluar dari cakupan BTS

• Level sinyal terima terlalu rendah

• Bit error rate (BER) terlalu tinggi

Untuk keseimbangan beban jaringan

• Trafik disatu sel terlalu tinggi sehingga

beberapa MS ‘diserahkan’ ke sel yang lain

2 Fase HO

MONITORING PHASE

• Pengukuran kualitas sinyal dan ‘melihat’ kemungkinan radio link alternati

• Inisiasi handoff jika diperlukan

HANDOVER HANDLING

PHASE

• Penentuan point of attachment (PoA) yang baru

• Inisiasi kemungkinan prosedur re-routing

(34)

HANDOFF

Internal HandOver (Dikendalikan oleh BSC)

• Intra-cell HandOver: pemindahan hubungan ke kanal yang berbeda pada satu BTS yang sama.

• Inter-cell HandOver: pemindahan hubungan antar BTS yang berbeda dalam satu BSC.

External HandOver (Dikendalikan oleh MSC)

• MSC intra HandOver: pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam satu MSC.

• MSC inter HandOver : perpindahan hubungan yang

terjadi pada 2 MSC yg berbeda.

(35)

Handover Types

Intra-cell

BSC BTS

f 1, TS 1 f 2, TS 2

Intra-BSC

BSC BTS

BTS

MSC Handover performed

Intra-MSC

MSC BSS

BSS

Inter-MSC

MSC - B MSC - A

MSC - C

basic

subsequent MSC

Handover performed

(36)

MEKANISME HANDOFF

(37)

BSC

Sektor A

Sektor B

Sektor C

HO antar sektor dalam BTS:

pengalihan layanan dari satu sektor ke sektor lain dalam satu cell, proses

seleksi terjadi di BTS.

BTS

HO antar sektor dalam BTS

(38)

RNC

Sector 1

Sector 2

BS

The same signal is sent from both sectors to an MS

HO antar sektor dalam BTS

(39)

MEKANISME HANDOFF

(40)

BTS

BTS BTS

BTS

BTS BTS

MSC (A)

VLR

Handover

example

MSC (B)

VLR

BSC

BTS

Level:

cell A cell B cell C

BTS

BSC to MSC (A):

HO please!

cell B

 MSC (B)

A B

C

1. BSC: HO necessary

2. Parallel connection setup 3. MS changes phys. channel 4. Original connection released

(41)

BSC

Down-link

BTS MS BTS

Daerah soft handoff

MSC

Macam-macam HO pada CDMA

Soft handoff : Selama proses handoff MS terhubung ke dua

atau tiga BTS

(42)

Macam-macam HO pada CDMA

TekTransSel-Modul#2

 CDMA to CDMA handoff melibatkan dua carrier ( bisa berbeda operator ) sering disebut D to D handoff.

 CDMA to Analog handoff, juga disebut D to A handoff.

F1

F1+n

(43)