Cellular Interference and Celular Planning S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM PURWOKERTO 2016

(1)

Cellular Interference and

Celular Planning

S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

(2)

2G Frequency Allocation

(3)

2G – 900 Mhz & 1800 Mhz

(4)

Indonesia Frequency Usage on 800-900 MHz

(5)

Indonesia Frequency Usage on 1400-1800 MHz

(6)

Alokasi Frekuensi 900 Mhz dan 1800 Mhz

6 http://telcoconsultant.net

(7)

Penataan frekuensi1800 Mhz

(8)

Konsep Kanal GSM

A. KanalFisik

1 TS dalam frame TDMA merupakan1 kanal fisik.

B. Kanal Logik

- Ditumpangkan dikanal fisik

- Tergantung dari jenis informasi yang ditransmisikan

antara MS dan BTS

- Jenis data : data user dan signaling / kontrol

(9)

TDMA Frame

• Pada setiap 200 kHz frekuensi band terbagi menjadi 8 TDMA time slot.

• Jadi pada setiap satu frekuensi band memungkinkan 8 panggilan telepon (atau 16 panggilan telepon apabila disetting halfrate penuh) secara bersamaan.

• Satu urut-urutan 8 TDMA timeslot disebut sebagai TDMA frame. TDMA frame berdurasi 4.615 ms sehingga durasi per tiap timeslot adalah 0.577 ms

(10)

Band Frekuensi GSM

(11)

(12)

ARFCN Table

(13)

Quiz

• Berapa Frekeunsi Downlink dan Uplink yang di

gunakan oleh Operator GSM, apabil ARFCN

yang dipakai adalah sbb :

1. 24

2. 100

3. 530

4. 800

(14)

3G Frequency Allocation

..

• Alokasi frekuensi untuk sistem 3G

dibagi menjadi dua yaitu sistem

TDD dan sistem FDD.

• Pada saat ini sistem 3G di

Indonesia menggunakan sistem

FDD.

• Dengan bandwidth 5 Mhz sistem

FDD

memiliki

lebih

banyak

frequency carrier.

• Sejumlah 12 frequency carrier

sedangkan sistem

TDD yang

hanya 7 frequency carrier.

http://telcoconsultant.net

(15)

3G

(16)

(17)

(18)

STEP BY STEP PROSES RF

PLANNING

(19)

Analisis trafik dan coverage

(20)

2G Frequency Planning

(21)

ARFCN

• Setiap operator seluler akan mendapatkan

sekumpulan ARFCN (satu ARFCN = 200 kHz)

dan dibagi menjadi dua kelompok yaitu BCCH

carriers dan TCH carriers.

(22)

http://telcoconsultant.net 22

BCCH Group

TCHGroup

a. 15 carriers digunakan untuk BCCH frequency b. 24 carriers digunakan untuk TCH frequency c. 1 carrier digunakan untuk guard band antara

(23)

• Sektor yang saling berhadapan atau berada

dalam satu site minimal harus berselisih 2

ARFCN, sektor yang memiliki azimuth sama

dan

bersebelahan

langsung

juga

harus

berselisih 2 ARFCN.

(24)

Concept of Frequency Reuse

• Penggunaan ulang frek yang sama pada jarak

tertentu.

(25)

(26)

Reason Example

• Frequency resource is limited. If there is 8MHz

frequency resource, 8 MHz = 40 channels * 8

timeslots = 320

==> max. 320 users can access the network at

the same time

(27)

GSM Interference

(28)

(29)

ALFIN

HIKMATUROKHM

29

• Pada sistem seluler, salah satu ciri utama mendapatkan

effisisensi optimum pada penggunaan spektrum frekuensi

ialah dengan penggunaan frekeunsi reuse

• Kinerja sistem radio seluler sangat dipengaruhi oleh faktor

interferensi.

• Sumber-sumber interferensi dapat berasal dari ponsel

lainnya di dalam sel yang sama, dari percakapan yang

sedang berlangsung disebelahnya, atau dari BTS yang

bekerja pada pita frekuensi yang sama.

• Interferensi pada pita percakapan menyebabkan crosstalk,

yakni pelanggan mendengar nada-nada percakapan orang

lain,

yang

menginterferensi

dalam

latar

belakang

percakapannya disebabkan oleh transmisi yang tidak

diinginkan

(30)

ALFIN

HIKMATUROKHM

30

Interferensi kanal yang

Berfrekuensi sama (co-channel)

• Pengulangan kanal radio dengan frekuensi bersama co-channel,

menyatakan bahwa dalam daerah liputan tertentu terdapat

beberapa sel yang menggunakan spektrum frekuensi yang sama.

• Sel-sel ini disebut kanal frekuensi bersama, dan interferensi yang

terjadi antara sel-sel dengan frekuensi yang sama, disebut

interferensi kanal bersama atau interference co-channael.

• Interferensi kanal bersama tidak dapat hanya diatasi dengan

menaikkan level daya yang dipancarkan, karena akan menaikkan

interferensi ke sel kanal bersama lainnya.

• Untuk mengurangi interferensi co-channel sel, sel-sel co-channel

harus dipisahkan sejauh jarak minimum.

(31)

ALFIN

HIKMATUROKHM

31

INTERFERENSI KANAL SAMA

D Radio Tower Radio Tower F1 F1 F1 F1 F1 D R SEL A SEL A R

(32)

ALFIN

HIKMATUROKHM

32

Pengulangan Frekuensi

• D adalah jarak pengulangan ‘reuse distance’

• R adalah jari-jari sel heksagonal (jarak terjauh dari pusat sel ke ujung sel • K adalah kelompok sel atau cluster

• Untuk sel berbentuk heksagonal :

(D/R)2 ₌ _{3 K} _K ₌ _{1/3 (D/R)}2

(33)

ALFIN

HIKMATUROKHM

33

• Untuk daerah cakupan yang luas dan padat akan terdapat

beberapa cluster atau kelompok frekuensi sel untuk

meliputi daerah tersebut.

• Jika satu sel menggunakan frekuensi yang sama, sel pada

kelompok frekuensi acuan akan mendapat gangguan dari

sel-sel pengganggu yang mengelilinginya.

• Pada sistem seluler dengan bentuk sel heksagonal akan

terdapat 6 sel interferensi antar kanal pada rantai pertama.

A A A A Lapis pertama Lapis kedua Lapis ketiga

(34)

Co-Channel Interference ...

6 Interfering

cells

D

_D

D

(35)

ALFIN

HIKMATUROKHM

35

• Pada sistem seluler dengan ukuran sel tetap, interferensi

co-channel tidak bergantung pada daya yang dipancarkan.

• Interferensi kanal bersama menjadi fungsi jari-jari sel (R),

dan jarak antara pusat sel co-channel (D).

• Dengan meningkatkan rasio q = D/R, jarak antara sel

kanal-bersama meningkat. Interferensi antar kanal adalah fungsi

dari parameter q yang didefinisikan sebagai : q = D/R

• Parameter q adalah faktor reduksi interferensi kanal

bersama (cochannel interfernce reduction factor). Ketika q

meningkat interferensi antar kanal menurun.

(36)

ALFIN

HIKMATUROKHMAN, MT http://sinauonline.org

36

• Interferensi kanal bersama dapat dialami di stasiun pangkalan radio

maupun pada stasiun mobil. Perbandingan sinyal dengan interferensi

C/I (Carier to interference ratio) pada stasiun mobil (down link) yang

disebabkan oleh 6 sel penginterferensi, sama dengan yang diterima

oleh stasiun pangkalan radio (uplink) yang disebabkan oleh stasiun

mobil sebagai penginterferensi yang terletak pada enam sel yang

mengelilingi sel acuan.

• Nilai C/I dapat ditulis sebagai berikut :





₆ 1 i j j

Ii

C

I

C

f₂ f₂ f₂ f₂ f₂ f₂ f₁ f₃ Sel Co-channel

(37)

ALFIN

HIKMATUROKHM

37

**C/I minimum pada beberapa sistem (*:)**

(*) diperoleh dari : “Capacity digital cellular TDMA system”, Raith, K.

Pengukuran C/I sistem :

Tingkat interferensi co-channel dapat diukur di : • Mobil unit (MS)

• Base Station (BS)

AMPS

Dengan

Tanpa

Dengan Tanpa

Frek. Hopping Frek. Hopping Diversitas Diversita Diversitas Diversita

9 dB

12 dB

16 dB

13 dB

17 dB

18 dB

(38)

ALFIN

HIKMATUROKHM

38

Perhitungan C/I

Pada contoh perhitungan berikut ini, anggap menggunakan desain sistem antena omnidirectional.

• Dari persamaan : q = D/R ; q : faktor pengurangan interferensi • q naik maka C/I turun

• q turun maka C/I naik

• D fungsi K_I dan C/I : D = f(K_I, C/I)

K_I = jumlah sel co-channel lapis pertama

C/I = nilai C/I yang disyaratkan pada BS atau MS dimaksud



                 6 1 k k 6 1 k k 6 1 k k k j D R D R saja pertama lapis I C I C I C

(39)

ALFIN

HIKMATUROKHM

39

(C/I) Co-Channel tanpa sektorisasi

BTS ditempatkan ditengah-tengah sel dengan menggunakan antenna yang memancar kesegala arah.

Terjadi apabila penyebab dan yang kena interferensi berada di pusat sel. Maka C/I dihitung dengan persamaan di atas sbb. (asumsi  = 4) :

4 6 1 k 4 k 4 q 6 1 D R I C      



SistemAMPS : K 7mak a q 3K 4,58 : C/I 18,67dB

B d 78 , 13 I / C : 46 , 3 K 3 q mak a 4 K : GSM Sistem         D2 D6 D1 D5 D4 D3

(40)

ALFIN

HIKMATUROKHM

40

C/I keadaan buruk

Terjadi apabila MS menerima sinyal terlemah dari sel tempat dia berada tetapi menerima interferensi yang kuat dari sel penyebab interferensi (D1=D2=D-R; D3=D6=D;D4=D5=D+R) Maka C/I dihitung dengan persamaan (asumsi  = 4) :

dB 26 , 17 ) R D ( 2 ) D ( 2 ) R D ( 2 R I C : 58 , 4 q maka 7 K dB 32 , 11 ) R D ( 2 ) D ( 2 ) R D ( 2 R I C : 46 , 3 q maka 4 K 4 4 4 4 4 4 4 4                         D-R D-R D+R D+R D D 4 4 4 4 4 4 4

2 )

1 (

2 )

1 (

2

1

2 )

(

2 )

(

2

      













q

D

R

D

R

D

R

I

S

(41)

ALFIN

HIKMATUROKHM

41

• Untuk menanggulangi pengaruh interferensi langkah berikut biasa dilakukan, antara : • Perencanaan sistem antena berarah (sektorisasi)

• Menurunkan tinggi antena BS • Pemakaian antena pola-payung

(42)

ALFIN

HIKMATUROKHM

42

Perencanaan Sistem Antena Berarah

•

Kasus Tiga Sektor (120

0

₎

Pemakaian antena 3 sektor, sumber interferensi hanya berasal dari 2 sel saja (misal, sel heksagonal).

Situasi terburuk terjadi bila mobil unit berada di posisi A.

dB 5 , 24 58 , 4 K 3 q maka 7 K dg Sistem dB 86 , 19 46 , 3 K 3 q maka 4 K dg Sistem q ) 7 , 0 q ( 1 D ) R 7 , 0 D ( R I C 4 4 4 4 4               _ _ _ _ 10 6 4 2 1 5 7 6 10 4 2 5 11 6 4 2 5 7 6 K = 7 5 5 D+0,7R D

(43)

ALFIN

HIKMATUROKHM

43

Perencanaan Sistem Antena Berarah

•

Kasus Enam Sektor (60

0

₎

Sumber interferensi pada pemakaian antena 6 sektor hanya satu sel. Situasi terburuk terlihat seperti pada gambar.

• Kelemahan penggunaan antena sektor : • Lebih banyak antena

• Sering terjadi hand-off

• Mengurangi efisiensi trunking

dB 86 , 29 I C maka : ) 58 , 4 q ( 7 K dg Sistem dB 26 I C maka : ) 46 , 3 q ( 4 K dg Sistem ) 1 q ( 1 ) R D ( R I C 4 4 4            _ _ 10 6 4 2 1 6 10 4 2 5 11 6 4 2 5 7 6 K = 7 5 5 6 1 3 3 D+R 28,9 dB

(44)

ALFIN

HIKMATUROKHM

44

Interferensi dari kanal sebelah

(adjacent channel Intefernce)

• Interferensi yang diakibatkan oleh sinyal-sinyal yang frekuensinya

bersebelahan (berdampingan) dengan frekuensi sinyal yang sedang

menjadi fokus perhatian tersebut sebagai interferensi kanal sebelah.

• Interferensi kanal bersebelahan dapat dikurangi pengaruhnya dengan

menggunakan filter yang baik, di pemancar maupun penerima.

• Di pemancar, filter berguna supaya sinyal RF dipancarkan

benar-benar berada dalam bidang frekuensi yang telah ditentukan.

• Di penerima, digunakan untuk meredam sinyal RF terdekatnya.

• Pemisahan jarak kanal dekat yang menganggu biasanya harus

menempuh jarak tertentu sebelum mencapai penerima sehingga

memberikan redaman tambahan.

(45)

Co-Channel Interference

• Co-Channel Interference adalah interferensi

yang

disebabkan

karena

penggunaan

frequensi yang sama oleh cell carrier dan juga

cell yang lain.

• Setiap frekuensi ARFCN pada GSM mempunyai

bandwidth 200 kHz.

(46)

Adjacent-Channel Interference

• Adjacent-Channel

Interference

adalah

interferensi yang disebabkan karena penggunaan

frequensi yang berdekatan

• Setiap frequency yang adjacent (berbeda 200 kHz

atau 1

ARFCN) tidak diperbolehkan memiliki

sinyal yang terlalu kuat juga. Meskipun berbeda

frekuensi beberapa sinyal yang berhimpitan

frekuensinya dapat mempengaruhi kualitas.

(47)

• Buku 4G Handbook Versi Bahasa Indonesia

40-46

(48)

(49)

Traffic

How many 3 sectors sites are needed ?

Traffic per subscriber: 25 mE; Number of subscribers: 10000;

Number of available frequencies: 24; Cell pattern: 4/12 (12 frequency

groups); GOS: 2%. How many 3–sector-sites are needed?

• frequencies per cell = 24/12 = 2 frequencies

• traffic channels per cell = 2 x 8 - 2 (control channels) = 14 TCH

• traffic per cell for 14 TCH, 2% GOS = 8.2 E/cell (use the Erlang table)

• subscribers per cell = 8.2 E / 0.025 E = 328 subscribers per cell

• needed number of cells = 10 000 / 328 = 30 cells

• needed number of 3–sector–sites = 30 / 3 = 10 The Answer

(50)

Scrambling Code Planning Overview

(51)

Scrambling Code Planning Overview

• Scrambling Code are used to distinguish

between different cells on the downlink and

different UE’s on the uplink.

• Uplink : no planning (Order by RNC)

• Downlink : Be Plan with 512 Primary SC

(52)

Requirements for SC planning

1. All cells that a mobile station is able to measure in any location of the

network service area should have different scrambling codes.

2. No cell should have the same code as any of its neighbour cells

3. No two cells in one neighbour list should have the same code

4. When cell A and cell B both have cell C in their respective neighbour lists,

cell A and cell B should have different scrambling codes

5. In a neighbour list the number of code groups used by the neighbour cells

should be kept at minimum and consequently the number of codes per

group should be maximised

(53)

Code Allocation

k\j 0 1 2 … 63 0 0 8 16 504 1 1 9 17 505 2 2 10 18 506 3 3 11 19 507 4 4 12 20 508 5 5 13 21 509 6 6 14 22 510 7 7 15 23 511

Scrambling codes numbering

• 512 Primary Scrambling Code

• For 512 PSC, we can create 63 group SC.

• And in one group SC have 8 PSC.

(54)

(55)

Scrambling Code Strategy

Code groups

00 01 … 09 10 … 19 20 … 31 32 … 41 42 … 51 52 … 59 60 … 63

Test Reserved (9) Macro Layer (50) Pico layer (4)

Code groups

00 01 … 09 10 … 19 20 … 31 32 … 41 42 … 51 52 … 59 60 … 63

Test Reserved (9) Outdoor Layer (50) indoor layer (4)

(56)

(57)

(58)

• Pada saat proses plan

Scrambling Code pada

jaringan

UMTS/3G.

Perlu diperhatikan

re-use scrambling code

jangan

sampai

scrambling code yang

sama dipakai dalam

jarak yang berdekatan.

(59)