SISTEM PEMANTAUAN PROSEDUR JARINGAN GSM

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Ferika Adhe Krismawan NIM : 045114023

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

ii

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

By:

Ferika Adhe Krismawan Student Number: 045114023

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SAINS AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

iii

TUGAS AKHIR

SISTEM PEMANTAUAN PROSEDUR

JARINGAN GSM

Oleh :

FERIKA ADHE KRISMAWAN

NIM : 045114023

Telah disetujui oleh :

Pembimbing

iv

JARINGAN GSM

Oleh :

FERI KA ADHE KRI SMAWAN

NIM : 045114023

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal : 24 November 2008

dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji

Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua : A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. ...

Sekretaris : Damar Widjaja, S.T., M.T. ...

Anggota : B. Djoko Untoro S., Ssi, M.T. ...

Yogyakarta, November 2008

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Wakil Dekan 1

v

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

Yogyakarta, Desember 2008

vi

J atining U rip I ku K atresnan

K upersembahkan karya tulis ini kepada :

T uhan Yesus K ristus atas kesempatan, hidup, talenta, dan

roh kudus yang selama i ni mendampingi langkahku

Bapak dan I bu T ercinta untuk pengorbanan, dukungan,

semangat, doa, kasih sayang, dan pembelaj aran hidup yang

telah diberikan

K edua adikku Groho dan Johan atas semua dukungan,

semangat dan doanya

vii

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Ferika Adhe Krismawan

Nomor Mahasiswa : 045114023

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

SISTEM PEMANTAUAN PROSEDUR JARINGAN GSM

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me-ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : November 2008

Yang menyatakan

viii

ini membuat operator Global System for Mobile Communication (GSM) harus menjaga kinerja jaringan pada tingkat kualitas yang memuaskan pelanggan. Sistem pengawasan prosedur jaringan GSM bisa mempresentasikan kualitas jaringan sebuah operator jaringan GSM. Sistem pengawasan prosedur akan membantu operator dalam menjaga kualitas jaringan. Penelitian ini memberikan solusi akan ketersediaan perangkat pengawasan prosedur jaringan GSM yang lengkap dan ekonomis.

Perangkat lunak pengawasan prosedur jaringan GSM terdiri dari dua bagian utama yaitu Network Monitoring dan Analyzer. Network Monitoring

berfungsi untuk mengakusisi data – data prosedur yang terdiri dari prosedur idle, call setup, handoverdanlocation update, menampilkan data – data tersebut secara

real time dan mengemasnya dalamdatabase. Analyzerberfungsi untuk melakukan

load data – data prosedur dari database, mengolahnya dan menampilkannya dalam tampilan yanguser friendly.

Program pemantauan prosedur pada jaringan GSM sudah berhasil dibuat dan dapat berjalan dengan baik. Penampil data pada peta, all events, critical events, dan statistic mampu menampilkan data – data yang diinginkan dengan sempurna. Network Monitoring hanya menunjukkan prosedur idle, call setup, handover dan location update sehingga masih dapat dikembangkan untuk mengakuisi data – data prosedur yang lebih detil.

ix

monitoring system represents the network quality, so the Global System for Mobile Communication (GSM) operator could use the network procedure monitoring system to help them maintain the service quality on a satisfying level. This research gives solution on availability of a complete and economical network procedure monitoring system.

The network procedure monitoring system software consists of two main parts, which are the Network Monitoring and the Analyzer. The Network Monitoring functions are acquiring procedure data, such as idle, call setup, handover and location update, displaying the data real time, and storing it in the database. The Analyzer functions are loading the network identity data from database, analyzing, and displaying it in a user friendly display.

The research has succeeded in designing a network procedure monitoring system software. And after several test, the software performance was good. Procedure data such as all events, critical events, and statistic were displayed accurately. The Network Monitoring only displayed idle, call setup, handover, and location update procedures, so there are still some room for improvement like acquiring a more detail data.

x

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan

karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Sistem Pemantauan Prosedur

Jaringan GSM” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak

pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga

tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua yang tercinta atas doa, kesabaran dan dukungan baik

secara moral ataupun materi.

2. Kedua adikku Groho dan Johan atas dukungan dan pengertiannya.

3. Bapak Damar Wijaya, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah

dengan sabar membimbing, memberi semangat dan saran yang membantu

penulis dalam menyelesaikan tulisan ini.

4. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang telah banyak memberikan

pengetahuan kepada penulis selama kuliah.

5. Seluruh teman dan sahabat atas segala dukungan dan bantuan.

6. Berbagai pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan,

bimbingan, kritik dan saran.

Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari

xi

Yogyakarta, November 2007

xii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xvii

DAFTAR TABEL ... xxi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Batasan Masalah ... 3

1.3. Tujuan Penelitian ... 3

1.4. Manfaat Penelitian ... 4

1.5. Metodologi Penelitian ... 4

1.5.1. Menentukan Model Sistem ... 4

xiii

2.1. Teknologi Komunikasi Bergerak ... 7

2.2. GSM Overview ... 9

2.2.1. Definisi GSM ... 9

2.2.2. Spesifikasi Teknis GSM ... 9

2.2.3. Arsitektur Jaringan GSM ... 12

2.2.3.1. Mobile Station ... 12

2.2.3.2. Base Station Sub-System ... 13

2.2.3.3. Network Sub-System ... 14

2.2.3.4. Operation and Support System ... 14

2.2.4. Kanal pada Jaringan GSM ... 14

2.2.5. Signalling Protocolpada Jaringan GSM ... 16

2.3. Prosedur pada Jaringan GSM ... 18

2.3.1. Turn Off to Idle Mode ... 18

2.3.2. Call Setup ... 19

2.3.3. Handover ... 28

2.3.3.1. DefinisiHandover ... 28

2.3.3.2. Tipe – TipeHandover ... 28

2.3.3.3. Prosedur dalamHandover ... 29

2.3.4. Location Updating ... 35

xiv

2.5.1. Pop-Port ... 47

2.5.2. Universal Serial Bus ... 49

2.6. Visual Basic ... 52

2.5.1. DefinisiVisual Basic ... 52

2.5.2. Integrated Development Environment (IDE) Visual Basic ... 53

2.5.3. Property,Method danEventdalamVisual Basic ... 55

BAB III PERANCANGAN ... 57

3.1. Algoritma Perancangan ... 57

3.1.1. Algoritma PerancanganNetwork Monitoring ... 57

3.1.2. Algoritma PerancanganAnalyzer ... 58

3.2. Perancangan Diagram Alir Program ... 59

3.2.1. Diagram Alir Menu Utama ... 59

3.2.2. Diagram AlirNetwork Monitoring ... 60

3.2.2.1. Diagram Alir Koneksi ... 61

3.2.2.2. Diagram Alir Akusisi Data Prosedur ... 62

3.2.2.3. Diagram Alir Tampilan Data Prosedur ... 64

3.2.2.4. Diagram AlirDatabase ... 65

3.2.3. Diagram AlirAnalyzer ... 66

3.2.4. Diagram AlirHelp ... 68

xv

3.3.3. TampilanAnalyzer ... 73

3.3.4. TampilanAbout ... 76

3.4. Perancangan Basis Data ... 77

3.4.1. ER Diagram ... 77

3.4.2. Relasi Antar Tabel ... 77

3.5. Perancangan Struktur Data ... 78

3.5.1. TabelTime ... 78

3.5.2. TabelProcedure ... 78

3.5.3. TabelStatistic ... 79

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 80

4.1. Tampilan Program ... 80

4.1.1. Tampilan Menu Utama ... 81

4.1.2. TampilanNetwork Monitoring ... 82

4.1.3. TampilanAnalyzer ... 83

4.1.4. TampilanHelp ... 84

4.1.5. TampilanAbout ... 85

4.2. Pengujian Program ... 86

4.2.1. Network Monitoring ... 86

4.2.1.1. PengujianIdle ... 87

xvi

4.2.2. PengujianAnalyzer ... 97

4.2.3. Pengujian Umum Program ... 104

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 107

5.1. Kesimpulan ... 107

5.2. Saran ... 107

DAFTAR PUSTAKA ... 109

xvii

Gambar 2.1. Sistem jaringan seluler ... 7

Gambar 2.2. Prinsip metode akses ganda (a) FDMA, (b) TDMA, dan (c) CDMA ... 8

Gambar 2.3. Frekuensiuplinkdandownlinkpada GSM 900 ... 10

Gambar 2.4. Pembagian frekuensi jaringan GSM ... 10

Gambar 2.5. Arsitektur jaringan GSM ... 12

Gambar 2.6. Kanal fisik pada GSM ... 15

Gambar 2.7. Kanal logika pada GSM ... 16

Gambar 2.8.Signalling protocolpada GSM ... 17

Gambar 2.9.Turned off to idle mode ... 18

Gambar 2.10. Prosescall setupjaringan GSM ... 20

Gambar 2.11. Prosescall setupjaringan GSM dengan tujuan membangun percakapan antara MS dan PSTN ... 21

Gambar 2.12. Empat tipehandover ... 29

Gambar 2.13. Prosedurinter MSChandover ... 31

Gambar 2.14. Diagram blok prosedurlocation updating ... 36

Gambar 2.15. Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM ... 37

Gambar 2.16. NokiaPop-Port14pin ... 47

xviii

A-type plug) ... 50

Gambar 2.20. IDE padaVisual Basic ... 54

Gambar 2.21. Ilustrasi hubungan obyek,property, method danevent ... 56

Gambar 3.1. Algoritma perancanganNetwork Monitoring... 58

Gambar 3.2. Algoritma perancanganAnalyzer ... 58

Gambar 3.3. Diagram alir Menu Utama ... 59

Gambar 3.4. Diagram alirNetwork Monitoring ... 60

Gambar 3.5. Diagram alir Koneksi ... 61

Gambar 3.6. Diagram alir Akusisi Data Prosedur ... 63

Gambar 3.7. Diagram alir Tampilan Data Prosedur ... 65

Gambar 3.8. Diagram alirDatabase ... 66

Gambar 3.9. Diagram alirAnalyzer ... 67

Gambar 3.10. Diagram alirHelp ... 68

Gambar 3.11. Diagram alirAbout ... 68

Gambar 3.12. Rancangan tampilan Menu Utama ... 69

Gambar 3.13. Rancangan tampilanNetwork Monitoring ... 71

Gambar 3.14. Rancangan tampilanAnalyzerpemantauan prosedur jaringan GSM ... 73

Gambar 3.15. Rancangan tampilanAbout ... 76

xix

Gambar 4.3. TampilanNetwork Monitoring ... 82

Gambar 4.4. TampilanAnalyzer ... 84

Gambar 4.5. TampilanHelp ... 85

Gambar 4.6. TampilanAbout ... 86

Gambar 4.7. Koneksi antarahandsetdan PC ... 87

Gambar 4.8.Network Monitoringdalam kondisiidle ... 88

Gambar 4.9. Data – dataidle yang tersimpan dalamdatabase ... 88

Gambar 4.10.Network Monitoringdalam kondisicall setup ... 89

Gambar 4.11. Data – data prosedur yang tersimpan dalamdatabaseketika terjadicall setup... 90

Gambar 4.12.Network Monitoringdalam kondisihandover ... 92

Gambar 4.13. Data – data prosedur yang tersimpan dalamdatabaseketika terjadihandover ... 92

Gambar 4.14.Network Monitoringdalam kondisilocation update ... 94

Gambar 4.15. Data – data prosedur yang tersimpan dalamdatabaseketika terjadilocation update ... 95

Gambar 4.16. Data – datastatistic yang tersimpan dalamdatabase ... 96

Gambar 4.17. Kotak dialog pemilihdatabase padaAnalyzer ... 97

Gambar 4.18. Analyzerdengan penampilnya ... 98

xx

Gambar 4.24. Contoh kasus terjadi lebih dari satu prosedur dalam titik

posisi yang sama, (a)procedure table,(b)position table ... 104 Gambar 4.25. Contoh kasus terjadi satu prosedur dalam titik posisi yang

xxi

Tabel 3.1. TabelTime ... 78 Tabel 3.2. TabelProcedure ... 79 Tabel 3.3. TabelStatistic ... 79 Tabel 4.1. Hubungan antara parameter yang menunjukkancall setupdengan prosedurcall setupyang berhasil diakusisi ... 91 Tabel 4.2. Hubungan antara parameter yang menunjukkanhandoverdengan prosedurhandoveryang berhasil diakusisi ... 93 Tabel 4.3. Hubungan antara parameter yang menunjukkanlocation update

1

1.1. Latar Belakang Masalah

Beberapa tahun terakhir, evolusi teknologi komunikasi bergerak Global System for Mobile Communication (GSM) mengarah ke konvergensi berbagai layanan. Evolusi ini juga telah diikuti dengan cermat oleh beberapa operator GSM

di Indonesia. Pada tahun 2007, semua operator di Indonesia telah menerapkan

teknologi generasi ketiga (3rd Generation, 3G). Teknologi 3G yang diterapkan masih terbatas pada mobile TV, video call, dan akses internet dengan kecepatan data yang tinggi, yang secara teoritis bisa sampai 384 kbps [1].

Dalam proses evolusi ke layanan data dan format air-interface yang baru atau peningkatan kapasitas jaringan untuk mengakomodasi jumlah pelanggan baru

diperlukan perubahan jaringan GSM sampai pada penambahan sel baru dan

perubahan frequency reuse [2]. Bertambahnya jenis layanan semakin menarik jumlah pengguna yang semakin banyak. Banyaknya pengguna bisa menjadi

penyebab penurunan kualitas layanan karena adanya kemungkinan peningkatan

interferensi sinyal. Operator GSM harus menjaga kinerja jaringan pada tingkat

kualitas yang memuaskan pelanggan. Sistem drive-test yang baik untuk mengawasi dan mengukur kinerja akan membantu operator dalam menjaga

kualitas jaringan.

Sistem pemantauan prosedur jaringan GSM bisa memberikan data proses

Station (BTS). Data – data statistik proses komunikasi ini bisa mempresentasikan kualitas jaringan pada sebuah operator jaringan GSM yang meliputi uplink dan

downlink yang dilakukan oleh MS dan BTS.

Sinyaluplink dandownlink yang ditransmisikan oleh MS dari dan menuju BTS sarat membawa paket – paket informasi yang penting bagi terjaganya sistem

komunikasi yang baik. Paket – paket informasi ini dapat memberikan gambaran

tentang sistem jaringan GSM dari operator tertentu dalam melakukan location updating, handover, call request dan power control, serta bagaimana terjadinya

drop call danblock call[3-4].

Perangkat yang menyediakan sistem pemantauan prosedur jaringan GSM

telah banyak tersedia di pasaran sistem komunikasi bergerak. Produk yang cukup

banyak dipakai oleh operator di Indonesia adalah sistem pemantauan prosedur

yang mengintegrasikan pengukuran dengan Geographical Information System

(GIS) [2][5][6].

Beberapa pabrikan handset juga telah melengkapi handset GSM dengan sistem pemantauan jaringan. Sebagian besar di antaranya hanya menyediakan data

tanpa penggabungan dengan peta digital karena keterbatasan perangkat keras

(tampilan, memori, dan lain-lain) dan perangkat lunak. Sehingga sistem

pemantauan jaringan ini relatif lebih murah dibandingkan sistem yang dibahas

sebelumnya.

Penelitian ini akan memberikan solusi alternatif akan ketersediaan

perangkat pemantauan dan pengukuran kinerja jaringan GSM yang lengkap dan

peta digital, sehingga kinerja jaringan dapat diidentifikasi berdasarkan lokasi

penyebaran infrastruktur jaringan GSM. Ekonomis berarti perangkat pemantauan

dan pengukuran ini mempunyai harga yang relatif terjangkau terutama bagi

kalangan akademis di Indonesia.

1.2. Batasan Masalah

Pelaksanaan dan penyusunan karya tulis ini dibatasi oleh beberapa hal,

sebagai berikut :

a. Sistem pemantauan prosedur pada jaringan GSM akan mengambil data

statistik dari operator jaringan GSM yang berhubungan dengan ketersediaan

kanal dan keberhasilan proses komunikasi meliputi penanganan terhadap

kondisi idle, handover, location updating, call setup, drop call, dan block call.

b. Pemantauan prosedur dilakukan pada 3 operator jaringan GSM, yaitu :

TELKOMSEL, INDOSAT dan EXELCOMINDO.

c. Area pemantauan prosedur jaringan GSM adalah Yogyakarta.

d. Handset yang digunakan adalah Nokia 5110.

e. Program penampil data yang digunakan adalah Visual Basic 6.0.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sistem pemantauan

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari karya tulis ini adalah sebagai berikut :

a. Membantu mempersiapkan lulusan perguruan tinggi sebagai calon-calon

profesional di bidang komunikasi bergerak dengan tambahan pengetahuan

dan pengalaman praktis dalam melakukan pemantauan dan pengukuran

kinerja jaringan GSM.

b. Menambah wawasan pembaca mengenai kinerja jaringan GSM terutama

prosedur proses komunikasi jaringan GSM di Yogyakarta.

c. Dapat menjadi acuan bagi sistem pemantauan prosedur pada jaringan

komunikasi bergerak yang lebih handal dan ekonomis.

1.5. Metodologi Penelitian 1.5.1. Menentukan Model Sistem

Model sistem untuk perancangan ditunjukkan pada Gambar 1.1. Handset

GSM menerima sinyal dari BTS dan memberikan data ke komputer. Komputer

akan mengolah data – data tentang prosedur jaringan dan membuat database

statistik proses komunikasi. Hasil pengolahan komputer akan memberikan

informasi prosedur jaringan GSM dalam tampilan yanguser frendly.

Gambar 1.1. Model sistem untuk perancangan.

Handset GSM Komputer

1.5.2. Menentukan Parameter yang Akan Diukur

Parameter yang diukur berkaitan dengan prosedur pada jaringan GSM.

Data mengenai prosedur pada jaringan GSM diukur dengan data statistik yang

berhubungan dengan ketersediaan kanal dan keberhasilan proses komunikasi

yang meliputi handover, power control, location updating, call request, drop call, danblock call.

1.5.3. Menguji Perangkat

Perangkat diuji secara bergerak di luar gedung. Pergerakan dilakukan

dengan kecepatan yang berubah-ubah di berbagai wilayah di Yogyakarta. Data

hasil akuisisi dari handset GSM harus dapat disimpan untuk ditampilkan kapanpun diinginkan. Data yang dihasilkan harus berupa data yang mengacu pada

standar GSM.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat dari

penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika

penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

BAB III : PERANCANGAN

Bab ini berisi perancangan dari sistem yang dibuat untuk

memecahkan permasalahan yang ada.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi implementasi sistem pemantauan prosedur pada

jaringan GSM, pengambilan data, penampilan data, pembahasan

dan analisis hasil penelitian yang telah dilaksanakan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan saran – saran untuk perbaikan sistem

7

2.1. Teknologi Komunikasi Bergerak

Teknologi komunikasi bergerak adalah teknologi yang menangani

komunikasi antara Base Station (BS) dan Mobile Station (MS) dengan menggunakan sistem komunikasi yang sama yang telah ditentukan sebelumnya

[7]. Komunikasi bergerak terbentuk oleh teknologi yang disebut dengan sistem

selular, yaitu sistem yang membagi satu layanan area komunikasi bergerak dalam

bagian – bagian kecil yang disebut cell dan menempatkan satu BS untuk satucell

atau lebih, seperti tampak pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Sistem jaringan seluler [8].

Metode koneksi yang menyambungkan banyak komunikasi sekaligus disebut

dengan metode akses jamak (multiple access). Sistem komunikasi bergerak biasanya dikelompokkan berdasarkan metodemultiple access yang digunakan.

Ada 3 metode multiple access yang umum digunakan dalam komunikasi bergerak yaitu Frequency Division Multiple Access (FDMA), Time Division Multiple Access (TDMA) dan Code Division Multiple Access (CDMA) [7-8]. Gambar 2.2. memperlihatkan prinsip umum dari masing masing metoda akses ini.

FDMA adalah metoda yang membagi frekuensi dalam beberapa channel dan mengalokasikan setiapchannel tersebut untuk satu percakapan atau komunikasi.

Gambar 2.2. Prinsip metode akses ganda (a) FDMA, (b) TDMA, dan

(c) CDMA [7].

TDMA adalah metoda yang memperbesar jumlah channel dengan cara membagi lagi satu channel frekuensi dalam beberapa slot waktu (time slot) dan

power

power

power

time

time

time

frequency frequency

mengalokasikan satu percakapan pada setiap slot. Sistem komunikasi bergerak

yang menggunakan metoda akses ini di antaranya adalah GSM, Pacific Digital Cellular(PDC) Jepang dan IS-54 Amerika Utara [7].

CDMA adalah metoda yang mengalokasi satu percakapan pada setiap

channel dengan menggunakan kode tertentu pada area frekuensi yang sama. Teknik yang digunakan untuk alokasi ini adalah teknikspread spectrum. Metoda ini merupakan metoda terbaru yang cukup atraktif sehingga ada kemungkinan

komunikasi dunia di masa depan akan beralih ke CDMA.

2.2. GSM Overview 2.2.1. Definisi GSM

GSM yang pada awalnya adalah kependekan dari Groupe Spécial Mobile

merupakan standar yang diterima secara global untuk komunikasi selular digital

[9-10]. GSM berbeda dengan komunikasi bergerak generasi sebelumnya dengan

pensinyalan maupun speech channel yang menggunakan data – data digital (digital call quality). Untuk itu, GSM disebut juga dengan 2G (second generation)

mobile communication[10].

2.2.2. Spesifikasi Teknis GSM

125 kanal, yaitu 124 kanal digunakan untuk voice dan 1 kanal untuk signaling. Gambar 2.3. menunjukkan frekuensiuplinkdandownlinkpada GSM 900.

Gambar 2.3. Frekuensiuplinkdandownlinkpada GSM 900 [12].

Pada perkembangannya, jumlah kanal sebanyak 124 kanal tidak

mencukupi untuk memenuhi kebutuhan komunikasi bergerak. Hal ini disebabkan

oleh pesatnya pertumbuhan jumlah pelanggan jaringan GSM. Untuk memenuhi

kebutuhan kanal yang lebih banyak, regulator GSM di Eropa mencoba

menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada frekuensi 1800 MHZ.

Gambar 2.4. Pembagian frekuensi jaringan GSM [13].

Gambar 2.4. menunjukkan pembagian frekuensi pada GSM 900, GSM

ini dikenal dengan sebutan GSM 1800. GSM 1800 menyediakan bandwidth

sebesar 75 MHz dengan lebar kanal 200 KHz. Oleh karena itu, GSM 1800

menyediakan 375 kanal.

GSM yang awalnya hanya digunakan di Eropa, meluas ke Asia dan

Amerika. Di Amerika Utara, sebelum masuknya GSM, sudah berkembang

teknologi lain yang menggunakan frekuensi 900 MHZ dan 1800 MHz, sehingga

frekuensi ini tidak dapat lagi digunakan untuk GSM. Regulator telekomunikasi

memberikan alokasi frekuensi 1900 MHZ untuk implementasi GSM di Amerika

Utara. Pada GSM 1900 ini, frekuensi yang digunakan adalah 1930-1990 MHz

sebagai frekuensi downlink dan frekuensi 1850-1910 MHz sebagai frekuensi

uplink. Spesifikasi lengkap tentang GSM 900, GSM 1800, dan GSM 1800 dapat dilihat di Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Spesifikasi GSM 900, GSM 1800 dan GSM 1900 [12].

GSM 900 GSM 1800 GSM 1900

Frekuensi Tx (Mhz) 935 – 960 1805 – 1880 1930 – 1990 Frekuensi Rx (MHz) 890 – 915 1710 – 1785 1850 – 1910

Metodemultiple access

TDMA / FDMA

TDMA / FDMA

TDMA / FDMA

Lebar per kanal 200 KHz 200 KHz 200 KHz

Jumlah maksimum

userper kanal 8 8 8

Jumlah kanal radio 125 375 300

Kecepatan transmisi 270 kbps 270 kbps 270 kbps

Bandwidth 25 MHz 75 MHz 60 MHz

2.2.3. Arsitektur Jaringan GSM

Arsitektur jaringan GSM secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Network elementdalam arsitektur jaringan GSM membentuk sebuah Public Land Mobile Network ( PLMN). Network element ini dapat dibagi menjadi Mobile Station (MS), Base Station Sub-system (BSS), Network Sub-System (NSS),

Operation and Support System (OSS) [9],[11].

Gambar 2.5. Arsitektur jaringan GSM [9].

2.2.3.1. Mobile Station

terdiri dariMobile Equipment (ME) atauhandset dan Subscriber Identity Module

(SIM) atau SIMcard.

ME adalah perangkat GSM milik pelanggan yang berfungsi sebagai

terminal transmitter dan receiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya. ME diidentifikasi dengan

International Mobile Equipment Identity (IMEI) dan data IMEI ini disimpan oleh

Equipment Identity Register (EIR) untuk keperluan otentikasi.

SIM adalah sebuah smart card yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi layanan yang dimilikinya. ME tidak dapat digunakan

tanpa ada SIM card di dalamnya, kecuali untuk panggilanemergency (SOS).

2.2.3.2. Base Station Sub-System

Base Station Sub-System (BSS) pada jaringan GSM terdiri dari Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC). BTS adalah perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS. BTS berhubungan

dengan MS melalui air interface atau disebut juga Um Inteface. BTS berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal komunikasi dari dan atau ke MS dan juga

menyediakan radio interface antara MS dan jaringan GSM. Area cakupan BTS disebut juga dengan cell. Sebuah BTS dapat membentuk sebuah cell atau lebih, tergantung dari bentukcell yang diinginkan [9].

BSC adalah perangkat yang mengontrol kerja BTS – BTS yang secara

2.2.3.3. Network Sub-System

Yang berperan utama dalam network sub-system adalah MSC dibantu dengan HLR (Home Location Register), VLR (Visitor Location Register), AuC (Authentication Center), dan EIR (Equipment Identity Register) [9]. MSC adalah

network element central dalam sebuah jaringan GSM. Semua hubungan (voice call / transfer data) yang dilakukan oleh mobile subscriber selalu menggunakan MSC sebagai pusat pembangunan hubungannya.

2.2.3.4. Operation and Support System

Operation and Support System (OSS) yang sering juga disebut dengan

Operation and Maintenance Center (OMC) merupakan sub system jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian dan maintenance perangkat (network element) GSM yang terhubung dengannya [11]. Tiap-tiap network element

mempunyai perangkat OMC tersendiri. Biasanya, semua perangkat OMC

diletakan di dalam satu ruangan OMC yang terpusat.

2.2.4. Kanal pada Jaringan GSM

Ada dua jenis kanal pada jaringan GSM yaitu kanal fisik ( physical channel) dan kanal logika (logical channel) [14]. Kanal fisik adalah 8 time slot

informasi kontrol. Gambar 2.6. menunjukkan pembagian kanal fisik dalaan

jaringan GSM.

Gambar 2.6. Kanal fisik pada GSM [14].

Kanal logika adalah tipe data yang dilewatkan pada kanal fisik. Data –

data yang dilewatkan bisa berupa data traffic, data kontrol dansignalling. Kanal logika yang berbeda digunakan untuk tugas khusus yang berbeda, sehingga

informasi yang ditransmisikan kanal logika tergantung tugas khusus tersebut.

Secara umum kanal logika dibagi menjadi 3 yaituTraffic Channel(TCH), Control Channel (CCH), Cell Broadcast Channel (CBCH). Gambar 2.7 menunjukkan pembagian kanal logika dalam GSM.

TCH merupakan kanal logika yang digunakan untuk transmisi data atau

suara. TCH terdiri dari Traffic Channel Full Rate (TCH/F) dan Traffic Channel Half Rate(TCH/H).

CCH merupakan kanal logika yang digunakan untuk manajemen

Gambar 2.7. Kanal logika pada GSM [14].

CBCH merupakan kanal logika yang digunakan untuk membawa

informasi – informasidownlinkdari BTS ke MS. CBCH hanya dapat diakses oleh BTS dan merupakan komunikasi satu arah.

2.2.5. Signalling Protocolpada Jaringan GSM

Gambar 2.8. menunjukkan signalling protocol pada jaringan GSM untuk komunikasi antara MS dan MSC melewati BSS. Radio Resource Protocol (RR) merupakan protokol yang berhubungan dengan alokasi, dealokasi dan parameter –

parameter kanal radio [15]. Protokol ini penting untuk membangun semua

komunikasi antara BSS dan MS.

Mobility Management (MM) dan Circuit Mode Connection Call Protocol

(CM) terdapat di atas layer RR. MM bertanggung jawab atas admisnistrasi yang

TCH _{CCH CBCH}

TCH/F TCH/H

BCH _CCCH DCCH

FCCH SCH BCCH PCH AGCH ACCH SDCCH

Mobile transmits

BCH _CCCHCCCH DCCHDCCH

FCCH SCH BCCH PCH AGCH ACCHACCH SDCCHSDCCH

Mobile transmits Base station transmits Both transmit

RACH

FCCH frequency correction channel SCH sincronization channel BCCH broadcast control channel PCH paging channel

berhubungan lokasi dan handover. CM mengatur hal – hal yang berhubungan dengancall setupdancall termination.

Gambar 2.8.Signalling protocolpada GSM [15].

Terdapat juga protokol yang digunakan antar unit yang berbeda dalam

jaringan yang bertanggung jawab terhadap pesan – pesan internal. Protokol ini

terdiri dari BTS Management Protocol (BTSM) yang melewati antarmuka Abis dan BSS Application Part (BSSAP) yang melewati antarmuka A. BSSAP terbagi menjadi BSS Management Application Part (BSSMAP) dan Direct Transfer Application Part (DTAP). Layer transport diduduki oleh protokol Signalling System 7 (SS7), Signaling Connection Control Part (SCCP), dan Message Transfer Part (MTP).

2.3. Prosedur pada Jaringan GSM 2.3.1. Turn Off to Idle Mode

Prosedur yang dilakukan saat MS dari keadaan mati sampai mode idle

ditunjukkan oleh Gambar 2.9. Ketika MS dinyalakan, MS akan mencoba

membuat hubungan dengan GSM Public Land Mobile Network (PLMN) [16]. Pembangunan hubungan ini dapat dipilih secara manual ataupun otomatis. MS

akan mencaricell yang paling cocok untuk PLMN yang dipilih dan memilih cell

yang menyediakan layanan yang dibutuhkan. Setelah mendapatkan cell yang tepat, MS akan melakukan tune pada control channel cell tersebut. Proses ini biasanya disebut ETSI “camping on the cell”.

Gambar 2.9. Turned off to idle mode [12].

MS melakukan register pada registration area tempat MS berada, pada

International Mobile Subscriber Identity (IMSI) attach, dan GPRS attach. Jika MS kehilangan dukungan dari cell yang melayaninya, maka MS akan memilih ulang cell alternatif yang paling cocok dari PLMN yang dipilih dan menjadikan

cell tersebut sebagai primary cell. Jika cell yang baru berada pada registration area yang berbeda, maka LR request akan diperlukan. Jika MS kehilangan dukungan dari PLMN yang dipilih, maka PLMN yang baru akan dipilih secara

otomatis, atau indikasi bahwa ketersediaan PLMN akan diberikan kepada user

sehingga seleksi manual dapat dibuat.

2.3.2. Call Setup

Call setup merupakan proses pembangunan hubungan antara MS yang berada pada jaringan GSM dengan MS lain atau PSTN. Tujuan call setup adalah adanya percakapan antara MS dengan MS lain atau PSTN. Gambar 2.10. dan

Gambar 2.11. menunjukkan proses call setup dengan tujuan membangun percakapan antara MS dan PSTN [17].

Gambar 2.11. (a) menunjukkan Radio Resource (RR) Conection Establishment sebagai langkah paling awal dalam proses call setup. User

menginginkan panggilan ke pelanggan PSTN, kemudian user menekan nomor telepon dan tombolsend.

yang dapat digunakan secara acak tanpa koordinasi dengan MS. MS dapat

mengirim informasi melalui channel ini setiap saat ketika membutuhkan. Jika dua buah MS mengirimkan pesan melalui channel ini dalam waktu yang sama, maka pesan itu akan hilang. MS akan mendeteksi “tabrakan” melalui adanya timeout

dan mengirimkan kembali pesan tersebut setelah RACH tersedia kembali.

Pembangunan koneksi RR dilakukan dengan mengirim pesan Channel Request. Pesan ini meminta BSS untuk mengalokasikan radio resource dalam membangun koneksi RR. Kemudian, MS akan menunggu balasan dari Access Grant Channel (AGCH).

Gambar 2.10. Prosescall setupjaringan GSM [17]. RR Connection Establishment

Call Setup Enable Chipering

Mode Modify

Conversation

Call Release

Cell Mobile Network Fixed Network

Mobile Station Base Station NSS PSTN

User Mobile BSS MSC VLR PSTN

(a)

Gambar 2.11. Prosescall setupjaringan GSM dengan tujuan membangun percakapan antara MS dan PSTN [17].

Dial the called person's number

Send Button

Begin RR Connection Establishment RR Channel Request

RACH

Allocate TCH

RR IMMEDIATE ASSIGNMENT

AGCH, Radio_Resource = (TCH, Frequency, Timeslot), Time Correction, Frequency Correction

Apply the time and frequency corrections

Tune to the frequency and timeslot

RR SABM + MM CM SERVICE REQUEST

TCH, SAPI = 0

RR UA

TCH, SAPI = 0

SCCP CONNECTION REQUEST + BSSMAP COMPLETE LAYER 3 INFORMATION

SS7

BSS mengalokasikan sebuah Traffic Channel (TCH) untuk MS. Alokasi TCH ini memberikan sebuah frekuensi tertentu dan sebuah timeslot pada frekuensi tersebut. Setelah MS menerima pesan ini, MS hanya diperbolehkan

menggunakanresourcetertentu untuk berkomunikasi denganmobile network. Setelah TCH dialokasikan, BSS mengirimkan radio resource assignment

ke MS melaluichannel AGCH. Pesan ini juga mengandung perbaikan frekuensi dan slot. Perbaikan waktu memungkinkan MS untuk berkomunikasi dengan BSS hanya dalam slot tertentu dengan waktu yang akurat. Perbaikan frekuensi memperbaiki pergeseranDopplerakibat pergerakan MS.

MS menggunakan frekuensi dan pewaktuan berdasarkan pesan dari BSS.

Langkah ini diperlukan sehingga transmisi dari MS dapat mencapai BSS dengan

waktu yang akurat dan frekuensi yang tepat. MS menerima pesan melalui AGCH

dan menalaradio channeltertentu yang telah ditentukan.

Setelah menala radio channel yang telah ditentukan, MS menginisialisasi sebuah koneksi LAPm dengan BSC dengan mengirimkan pesanSet Asynchronous Balanced Mode (SABM). Pesan service request untuk MSC juga dikirimkan bersamaan dengan SABM. BSS membalas dengan Unnumbered Acknowledge

(UA) untuk melengkapi pembangunan koneksi LAPm secarahandshake.

BSS juga menerima pesan CM service request dari MS dan membentuk sebuah pesan Layer 3. BSS meneruskan pesan ini dengan SCCP Connection Request. MSC memeriksa otentikasi yang telah dilakukan pelanggan. Dalam kasus ini, jika pelanggan telah melakukan otentikasi, maka prosedur otentikasi

Cell Mobile Network Fixed Network

Mobile Station Base Station NSS PSTN

User Mobile BSS MSC VLR PSTN

(b)

Gambar 2.11. (lanjutan) Prosescall setupjaringan GSM dengan tujuan membangun percakapan antara MS dan PSTN [17].

Enable Chipering

BSSMAP CIPHER MODE COMMAND

Expect ciphered data from the mobile

RR CIPHERING MODE COMMAND

mode = CLEAR

Enable ciphering for received and transmitted data

RR CIPHERING MODE COMPLETE

mode = CIPHERED

Enable ciphering of data transmitted to the mobile

BSSMAP CIPHER MODE COMPLETE

RR Connection Establishment Completed

Call Setup

CC SETUP

Dialed Digits

CC CALL PROCEEDING

Gambar 2.11. (b) menunjukkan prosedur dalam melakukan Enable ChiperingdanCall Setup.Setelah pelanggan berhasil melakukan otentikasi, MSC menginisialisasi pengkodean pada data yang sedang dikirimkan kechannel.

Pengkodean pada radio link dilakukan dalam tiga langkah. Langkah pertama, BSS memulai mengkodekan data dari MS tetapi tetap mengirimkan data

yang belum dikodekan. Selama MS belum menginformasikan mengenai

pengkodean, semua data yang diterima oleh BSS dari MS berada dalam keadaan

error. Dalam langkah ini, BSS mengirimkan Ciphering Mode Command kepada MS. MS menerima pesan ini dari BSS berupa data yang belum dikodekan.

Langkah kedua, MS menerima pesan dan mengaktifkan pengkodean dalam

mentransmisikan dan menerima data. Aksi ini mengakibatkan data yang diterima

oleh BSS dalam keadaanerror (BSS masih mentransmisikan data dalam keadaan belum mengalami pengkodean). Jika pengkodean telah selesai diaktifkan, maka

pesan Ciphering Mode Complete ditransmisikan dalam keadaan terkode. BSS menerima pesan ini dengan penerimaan data terkode sudah diaktifkan.

Langkah ketiga, BSS mengaktifkan pengkodean saat transmisi. Setelah itu,

pengkodean akan aktif dalam dua arah yaitu penerimaan dan transmisi.

Kemudian, BSS mengirimkan pesan ke MSC, mengindikasikan bahwa mode

cipheringtelah berhasil diaktifkan.

Ketika koneksi RR telah dibangun dengan sukses, MS membangun

koneksi langsung dengan MSC. BSS hanya berfungsi untuk menghantarkan

Cell Mobile Network Fixed Network

Mobile Station Base Station NSS PSTN

User Mobile BSS MSC VLR PSTN

(c)

Gambar 2.11. (lanjutan) Prosescall setupjaringan GSM dengan tujuan membangun percakapan antara MS dan PSTN [17].

Mode Modify

Allocate

Voice circuit towards BSS

BSSMAP ASSIGNMENT REQUEST

Voice circuit

RR CHANNEL MODE MODIFY

RR CHANNEL MODE MODIFY

BSSMAP ASSIGNMENT COMPLETE

IISUP INITIAL ADDRESS MESSAGE

SS7, Dialed Digits

ISUP ADDRESS COMPLETE MESSAGE

SS7

CC ALERTING

Alerting Tone

ISUP ANSWER

CC CONNECT

CC CONNECT ACKNOWLEDGE

Connected

Conversation

Speech

MS mengirimkan pesan setup untuk membangun sebuah panggilan suara. Pesan ini mengandung nomor tujuan dan informasi lain yang berguna untuk

membangun panggilan. MSC menginformasikan bahwacall establishment sedang dalam proses. Ketika ini terjadi, MS menampilkan pesan pada layarnya yang

mengindikasikan sedang diusahakannyacall setup.

Gambar 2.11. (c) menunjukkan prosedur dalam melakukan Modify dan

Conversation. MSC mengalokasikan voice circuitpada sebuah jalur digital antara MSC dan BSS. MSC memberi informasi pada BSS tentang alokasi voice circuit.

Panggilan yang dilakukan diubah dari pensinyalan ke voice. BSS memberitahu MS tentang perubahan kevoice mode. MS membalas dengan sinyal acknowledge.

BSS merespon kembali kepada MSC. MSC membuat rute panggilan dan

meneruskan panggilan ini ke pelanggan yang ingin dihubungi.

PSTN mengindikasikan kepada MSC, bahwa PSTN telah menerima semua

digit dan pelanggan yang ingin dihubungi telah terhubung. Kemudian, MSC menginformasikan kepada MS bahwa pelanggan yang dipanggil telah terhubung.

MS menandai hal ini dengan nada sambung.

Jika pelanggan yang dipanggil menjawab panggilan, maka MSC

memberitahu MS bahwa panggilan telah dijawab. MS menampilkan bahwa

panggilan telah terhubung. Panggilan memasuki fase percakapan. Jalur

percakapan telah dibangun antara MS dan pelanggan PSTN.

Gambar 2.11. (d) menunjukkan prosedur dalam melakukan Call Release.

Ketika pengguna MS menekan tobol untuk memutuskan panggilan, MS mengirim

PSTN. Kemudian, MSC memutuskan jalur suara dan melepaskan voice circuit

antara BSS dan MSC. MSC juga memberitahu MS adanya pemutusan hubungan

ini.

Cell Mobile Network Fixed Network

Mobile Station Base Station NSS PSTN

User Mobile BSS MSC VLR PSTN

(d)

Gambar 2.11. (lanjutan) Prosescall setupjaringan GSM dengan tujuan membangun percakapan antara MS dan PSTN [17].

Call Release

End Button

CC DISCONNECT

ISUP RELEASE

SS7

Disconnect Voice Path

free

Voice circuit towards BSS

CC RELEASE

ISUP RELEASE

SS7

ISUP RELEASE COMPLETE

SS7

MSC memberitahu PSTN yang menyatakan pemutusan panggilan telah

selesai. PSTN memberitahu pemutusan panggilan telah benar – benar selesai. MS

juga mengindikasikan bahwa panggilan telah dilepaskan.

Pelepasan panggilan telah selesai, koneksi RR dilepaskan oleh MSC. BSS

menginisialisasi pelepasan RR ini dengan MS. BSS memberitahu MSC bahwa

koneksi RR telah dilepaskan. MS mengirim pesan disconnect untuk melepas koneksi LAPm. BSS menjawab pesan ini dengan pesan Unnumbered Acknowledge. Selanjutnya, BSS melepaschannel TCH dan MS kembali ke mode normal yang mengindikasikan panggilan telah selesai dilepaskan.

2.3.3. Handover

2.3.3.1. DefinisiHandover

Handover adalah proses perpindahan kanal trafik userpada saat user aktif tanpa terjadi pemutusan hubungan [18]. Penyebab handover antara lain pergerakan dari MS dan melemahnya sinyal terima dari satu sel.

2.3.3.2. Tipe – TipeHandover

Ada 4 buah tipe handover seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.12., yaitu [18]:

1. Intra-cell handover

2. Inter-cell handover

Inter-cell handover adalah pemindahan hubungan antar BTS yang berbeda dalam satu BSC.

3. MSC inter handover

MSC inter handover adalah pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam satu MSC.

4. MSC extern handover

MSC extern handover adalah pemindahan hubungan antar BTS dari MSC yang berbeda.

Gambar 2.12. Empat tipehandover [19].

2.3.3.3. Prosedur dalamHandover

Gambar 2.13. menunjukkan prosedur inter MSC handover. Ketika MS dalam keadaan aktif, MS mengirimkan laporan tentang kualitas sinyal kepada

MS

MS

BS

BS

BS

BTS

BTS

BTS

BTS

M

M

M

M

1

jaringan secara periodik melalui pesanMeasurement Report.Pesan ini dikirimkan melalui frame SACCH setiap 480 ms. Laporan pengukuran ini juga termasuk pengukuran kualitas sinyal dari semuacell tetangga. Jika MS melaporkan kualitas sinyal yang bagus, maka tidak ada aksihandoveryang diambil [20].

MS mencapai pinggir dari cell A dan melaporkan bahwa sinyal yang diterima daricell A semakin lemah. BSC A (BSC daricellA) memutuskan untuk menginisialisasikanhandoversehingga MS dilayani lebih baik olehcellyang lain. Untuk itu, BSC menganalisa laporan pengukuran dan memutuskan bahwa MS

lebih baik dilayani olehcellB.

BSC memutuskan untuk meminta sebuah handover. Sebuah daftar yang berisi semua cell yang ditargetkan diberikan ke MSC. Cell B termasuk dalam daftar cell yang ditargetkan ini. Kemudian, BSC mengaktifkan timer T7, menungguhandover commanddari MSC.

Dalam kasus ini, yang terjadi adalah sebuah inter MSC handover, sehingga MSC asal mengirimkan handover request kepada MSC yang menjadi target melalui sebuah pesan MAP/E. MSC-VLR A mulai mengaktifkan timer

untuk menunggu respon dari BSC B. MSC melewatkanhandover requestke BSC B. Sebagai akibatnya, BSC A mengidentifikasi BSC B sebagai cell target untuk

handover.

MS Location B Location A GSM

Mobile B cell B BSC

B MSC VLR

A MSC

VLR A BSC A cell

(a)

Gambar 2.13. Prosedurinter MSChandover [20].

The GSM Mobile has an active call in the A Cell.

RR MEASUREMENT REPORT

Signal Quality = GOOD

RR MEASUREMENT REPORT

Signal Quality = GOOD

The user reaches the boundary between the A Cell and B cell.

RR MEASUREMENT REPORT

Signal Quality = POOR

RR MEASUREMENT REPORT

Signal Quality = POOR

Check if handover is needed

BSSMAP HANDOVER REQUIRED

Target Cells, Origin Cell

T7

MAP/E PERFORM HANDOVER

Target Cells, Origin Cell

T101

RR MEASUREMENT REPORT

Target Cells, Origin Cell

Allocate TCH

BSC B memasukkan pesan RR Handover Command sebagai tanda

handover request acknowledgement yang dikirimkan ke MSC. RR Handover Command ini akan dikirimkan ke MS melalui BSC A. Kemudian, MSC B melewatkanhandover request acknowledgementmenuju MSC asal.

MSC asal menerima pesan ini dan menghentikantimer T101. Selanjutnya, MSC mengirimkanhandover commandke BSC A. Perintah ini dirangkum dalam RR Handover Command dari BSC asal. Timer T102 diaktifkan untuk memindai penyelesaian handover ini. Setelah handover command diterima, timer T7 dihentikan.

BSC A membangkitkan pesan RR Handover Command dari pesan BSSMAP dan mengirimkannya ke MS. Untuk itu, timer T8 diaktifkan dan menunggu umpan balik dari perintah yang diberikan ini. Jika handoverpada cell

target berhasil, maka MSC akan menginisialisasi pelepasan resource pada BSC asal.

Informasi tentang channel tujuan dibangkitkan dan MS melakukan penalaan pada channel yang ditunjuk. Setelah penalaan pada channel yang ditunjuk selesai dilakukan, MS mengirimkan pesan handover accept. Timer

T3124 diaktifkan, menunggu pesanphysical informationdari jaringan.

MS Location B Location A

Gambar 2.13. (lanjutan) Prosedurinter MSChandover [20].

BSSMAP HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE

RR HANDOVER COMMAND

MAP/E PERFORM HANDOVER ACK

RR HANDOVER COMMAND

Tune to the channel specified in the handover command

RR HANDOVER ACCEPT

Access Burst, Handover Reference

T3124

RR HANDOVER ACCEPT

Access Burst, Handover Reference

BSSMAP HANDOVER DETECTED

Switch Call to new Path

RR PHYSICAL INFORMATION

MS Location B Location A GSM

Mobile B cell B BSC

B MSC VLR

A MSC

VLR A BSC A cell

(c)

Gambar 2.13. (lanjutan) Prosedurinter MSChandover [20].

T3105

RR PHYSICAL INFORMATION

Handover Reference

T3124

RR SABM

T3105

RR UA

RR HANDOVER COMPLETE

BSSMAP HANDOVER COMPLETE

MAP/E SEND END SIGNAL

T102

Release call resources in A BSC.

BSSMAP CLEAR COMMAND

T8

Release TCH

BSSMAP CLEAR COMPLETE

BSC mengirimkan physical information kepada MS. Pesan ini mengandung koreksi waktu dan koreksi frekuensi. T3105 diaktifkan, menunggu

penerimaan SABM untuk koneksi sinyal. MS menggunakan koreksi yang diterima

dan mengirimkan TCHburstpada channel. Jika handoverterjadi saat melakukan panggilan maka TCHburst ini mengandung suara dariuser,.

T3124 berhenti saat pesan physical information diterima. Kemudian, MS mengirimkan SABM untuk membangun koneksi sinyal. Penerimaan SABM

menghentikantimer T3105. BSC membalas pesan SABM ini dengan pesan UA. MS menggunakan koneksi sinyal untuk mengindikasikan bahwahandover

telah selesai. BSC meneruskan pesan handover telah selesai ke MSC. MSC baru menginisialisaikan call release pada MSC asal untuk handover. Handover telah selesai maka T102 berhenti.

Call relesaetelah selesai dan koneksi RR dilepaskan oleh MSC.TimerT8 berhenti karena resource yang ada pada BSC asal telah dilepaskan. BSS menginformasikan pada MSC bahwa koneksi RR telah dilepaskan. MSC asal

mengirimkan sinyalendpada MSC baru. Handovertelah sepenuhnya berhasil.

2.3.4 Location Updating

Prosedur untuklocation updatingdalam jaringan GSM ditunjukkan dalam Gambar 2.14. dan Gambar 2.15. Gambar 2.14. menunjukkan diagram blok proses

Gambar 2.14. Diagram blok prosedurlocation updating[21].

Gambar 2.15. (a) menunjukkan prosedure yang terjadi saat MS mencapai

batas cell A-1 dan cell A-2. MS mulanya berada di cell A-1. Selama idle, MS tetap menjaga pengawasan terhadap frekuensi yang digunakan pada primary cell

dancell tetangganya. MS mengukur kekuatan sinyal untuk melihat kemungkinan pergantianprimary cell. Kekuatan sinyal dariBroadcast control Channel(BCCH) akan selalu diawasi untuk memilihcellterbaik [21].

GSM Mobile reaches A1 Cell -A-2 Cell boundary

RR Connection Setup GSM Mobile reachesA2 Cell

-B Cell boundary

GSM Location Update Procedure

Authenticate subscriber

Enable Ciphering

MS Location B GSM

Gambar 2.15. Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM [21].

BCCH dariprimary cellterus diawasi kekuatan sinyalnya. BCCH daricell

tetangga juga diawasi untuk melihat cell yang mempunyai kekuatan sinyal yang lebih baik. Misal dalam kasus ini, MS mencapai perbatasan antara cell A-1 dan

A-1 is the primary cell

GSM Mobile reachesA-1 Cell - A-2 Cell boundary

Monitor the Signal Strength = Good

BCCH

Location Area =A, Signal Strength = Great

A-2 is the primary cell

Skip Location update as the location area for the old cell (A-1) and the new cell (A-2) is the same

cell A-2.MS menemukan kualitas sinyal dari A-2celllebih baik daripada A-1cell

sehingga MS menggunakan A-2cellsebagaiprimary cell.

Primary cell telah berubah. MS memeriksa Location Area (LA) daricell

yang lama dan cell yang baru. MS menemukan LA yang sama dari kedua buah

cellsehingga tidak diperlukanlocation updating.

Gambar 2.15. (b) menunjukkan prosedur yang terjadi saat MS mencapai

batascell A-2 dan cell B. Cell B memancarkan sinyal dengan kualitas lebih baik dari pada cell A-2, sehingga cell B diambil sebagaiprimary cell. LA yang baru dengan LA yang lama berbeda. Untuk itu, MS menginisialisasikan prosedur untuk

Location Area Update. MS membangun sebuah koneksi RR dan mengirimkan

location updatekepada jaringan. Kemudian,Radio channeldiberikan pada MS. Gambar 2.15. (c) dan Gambar 2.15. (d) menunjukkan prosedur location update pada jaringan GSM. MS menala radio channel yang diberikan dan mengirim SABM untuk menginisialisasi koneksi radio. BSC menerima location updatedengan SABM ini. Permintaanlocation updatediteruskan ke MSC dengan pesan BSSMAP Complete Layer 3 Information. Pembangunan koneksi RR telah selesai dan MSC mengirimkan UA setelah menerima SABM.

MSC menemukan LA yang lama ditangani oleh MSC yang berbeda.

Untuk itu, MSC menghubungi HLR. MSC VLR B tidak menemukan TMSI dalam

database sehingga MSC VLR menggunakan Location Updating Indicator (LAI) lama untuk mendapatkan alamat dari MSC VLR asal. Pesan dikirimkan ke MSC

MS Location B

Gambar 2.15. (lanjutan) Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM [21].

MSC VLR A menyediakan IMSI sesuai dengan TMSI. Walaupun

demikian, IMSI dapat didapatkan dari MS. Dalam kasus ini, pesan Location Update Request dikirimkan tanpa meminta IMSI dari MSC VLR, sehingga pesan ini digunakan untuk menentukan asosiasi antara IMSI dan TMSI.

GSM Mobile reaches A-2 Cell - B Cell boundary

BCCH

Location Area =A, Signal Strength =Good

BCCH

Location Area =B, Signal Strength = Great

MS Location B GSM

Gambar 2.15. (lanjutan) Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM [21].

GSM Location Update Procedure

RR SABM + MM LOCATION UPDATING REQUEST

Location A TMSI, Location A LAI

SABM + MM LOCATION UPDATING REQUEST

Location A TMSI, Location A LAI

MM LOCATION UPDATING REQUEST

Location A TMSI, Location A LAI

RR UA

RR UA

Compare the old location area with the new

location area

MAP/G SEND PARAMETERS

Location A TMSI

MAP/G SEND PARAMETERS RESULT

IMSI

MAP/D UPDATE LOCATION

Update the currently serving MSC address

to the new MSC

MAP/D INSERT SUBSCRIBER DATA

MS Location B GSM

Gambar 2.15. (lanjutan) Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM [21].

MSC mengirim pesanLocation updatekepada HLR. Pesan ini dibutuhkan karena dua alasan yaitu HLR membutuhkan pembaharuan pada rekaman data

lokasi untuk MSC yang baru dan MSC yang baru tidak mempunyai informasi

mengenai MS ini.

HLR memperbaharui rekamannya yang mengidikasikan bahwa MS

sekarang berada pada LA yang dilayani oleh MSC VLR B. Informasi tentang MS

yang baru pada MSC yang baru ini dikirimkan HLR ke MSC VLR. Pesan ini

mengandungkeyterkode 64-bit yang digunakan sebagaisession key (Kc), sebuah

Create a record for the new visiting subscriber and

store the (Kc, RAND, SRES) tuples

MAP/D INSERT SUBSCRIBER DATA RESULT

MAP/D CANCEL LOCATION

Delete the record for the old subscriber.

MAP/D CANCEL LOCATION RESULT

128-bit random challenge (RAND), dan 32-bit signed response (SRES). Parameter – parameter ini digunakan pada proses otentikasi.

Informasi tentang MS yang baru ini diperbaharui di MSC yang baru.Untuk

itu, HLR meminta MSC yang lama untuk menghapus rekaman tentang MS ini.

MSC yang lama memberi pesan jawaban kepada HLR. HLR telah memperbaharui

semua rekaman dan mengirimkan pesan kepada MSC yang baru tentang hal ini.

Gambar 2.15. (e) menunjukkan otentikasi pelanggan dan pengaktifan

chippering. MSC VLR memutuskan untuk melakukan otentikasi pada MS yang baru. Nilai RAND dari HLR dikirimkan ke MS untuk keperluan otentikasi ini.

SIM membangun algoritma GSM pada RAND dankeyKi untuk mendapatkan Kc dan SRES. MS merespon dengan mengirimkan perhitungan nilai SRES ke HLR.

Jika SRES yang didapatkan dari MS cocok dengan nilai SRES yang didapatkan

dari HLR, maka prosedur otentikasi dinyatakan berhasil.

MSC menginisialisasi pengkodean data yang dikirim pada channel. BSC mengirim ciphering mode command ke MS. Pengkodean telah selesai diaktifkan sehingga pesan ciphering mode complete dikirimkan dengan pengkodean. BSC mengirim pesan balasan ke MSC yang menyatakan bahwa pengkodean telah

selesai diaktifkan.

MSC mengirimkan pesan balik ke MS melalui BTS. Pesan ini juga

memberikan Temporary Mobile Subscriber Id (TMSI) yang baru. Selama pemberian TMSI ini dilakukan setelah pengkodean diaktifkan, hubungan antara

memberikan pesan balik ke MSC yang mengindikasikan bahwa alokasi TMSI

yang baru telah selesai.

MS Location B GSM

Database Location A

Gambar 2.15. (lanjutan) Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM [21].

Authenticate subscriber

MM AUTHENTICATION REQUEST

RAND

Pass the RAND value to the SIM and obtain the Kc and SRES values

MM AUTHENTICATION RESPONSE

SRES

Compare the SRES reported by the mobile with the SRES obtained

from HLR

Enable Ciphering

BSSMAP CIPHER MODE COMMAND

RR CIPHERING MODE COMMAND

mode = CLEAR

RR CIPHERING MODE COMPLETE

mode = CIPHERED

BSSMAP CIPHER MODE COMPLETE

MM LOCATION UPDATING ACCEPT

Location B TMSI

Start using the new TMSI

Gambar 2.15. (f) menunjukkan proses RR connection release dalam prosedur location updating. Koneksi RR dilepaskan oleh MSC. BSC menginisialisasikan pelepasan koneksi RR kepada MS. BSC menginformasikan

kepada MSC bahwa koneksi RR telah dilepaskan. MS mengirimkan pesan

disconnectuntuk melepaskan koneksi LAPm. BSC membalas dengan pesan UA.

MS Location B GSM

Database Location A

GSM

Mobile B cell B BSC

B MSC

VLR HLR

A-1 cell

A-2 cell

A MSC VLR

(f)

Gambar 2.15. (lanjutan) Prosedurlocation updatingpada jaringan GSM [21].

2.4. Nokia Net Monitor

2.4.1. Definisi Nokia Net Monitor

Nokia net monitor adalah menu tersembunyi yang terdapat pada handset

Nokia yang memungkinkankan pengguna untuk melihat, dan dalam beberapa

kasus mengubah data – data internal hardware, sofware, dan koneksi dengan

RR Connection Release

BSSMAP CLEAR COMMAND

RR CHANNEL RELEASE

BSSMAP CLEAR COMPLETE

RR DISC

jaringan komunikasi bergerak [22]. Nokia net monitor biasanya digunakan oleh rekayasawan Nokia dan operator jaringan.

2.4.2. Nokia Net Monitor Field Test

Nokia net monitor mempunyai sejumlah “test” [22]. Setiap test adalah sebuah halaman (screen) yang berisi informasi tertentu. Beberapa test

mengandung informasi – informasi yang sangat berguna, sedangkan beberapa

diantaranya kelihatan kurang berguna kecuali bagi rekayasawan Nokia. Beberapa

hal yang dapat dilakukan dengan Nokianet monitor adalah :

- Melihat informasi tentangserving cell danneighbouring cell

- Mengunci MS ke kanal yang diinginkan

- Melihat informasi tentang kapasitas batere dan charging

- Menemukan alasan dari sebuahcall terminated

- Mengobservasi statistikhandover

- Melihat statistik panggilan

- Melihat informasi tentang SIMcard

- Melihat informasi tentang sistem operasihandset

Setiap handset Nokia yang berbeda jenis umumnya mempunyai jumlah

field test yang berbeda. Secara umum field test pada handset Nokia dapat dikelompokkan sebagai berikut :

a. Test 01 – 19

sinyal, kualitas sinyal, informasi tentang camping, paging, dan kanal logika. Ada beberapa test yang memungkinkan pengguna untuk mengubah parameter

yang digunakan seperti penggunaan barred cell, mengontrol DTX, dan mengunci MS ke BS tertentu.

Test ini dapat memantau jaringan GSM selain jaringan GSM yang digunakan oleh MS. Hal ini dimungkinkan dengan menggunakanTest17 yaitu BTS Test dan Test 19 yaitu Change Behaviour for Barred Cells. Dimungkinkan juga untuk melakukan beberapa test tanpa mengunakan SIM

card.

b. Battery / Power Tests (Tests 20 – 23)

Test ini menunjukkan informasi umum mengenai batere yang digunakan, informasi charging, tegangan batere dan konsumsi batere yang sedang berlangsung.

c. Misc Phone Software and Status Information (Tests 30 – 39)

Test ini menunjukkan informasi tentang alasan software yang digunakan mengalamireset, memory dumpdan alasan panggilan terakhir diakhiri.

d. Layer 1/Layer 2 Statistics and Various Controls (Tests 40 -45)

Test ini menunjukkan informasi tentang statistik terjadinya handover, counter timeout,dantoggle transmitter.

e. Memory and SIM Information (Test 51 – 57)

f. Network Related Statistics (Test 60 – 66)

Testini menampilkan informasicounter reset,pengukuranserving celldan

neighbouring cell, location update counter, call counterdan SMS counter.

g. Phone Software Information (Tests 80 – 89)

Test ini menunjukkan informasi timer dan software dan hardware yang digunakan olehhandset.

2.5. Transfer Data Digital antara MS dan PC 2.5.1. Pop-Port

Antarmuka Pop-Port yang pada awalnya dibericode name Tomahawk

adalah sebuah universal plug-in-port yang tersedia pada banyak handset Nokia [23]. Pada umumnya,port ini mempunyai satu buah pin yang terbungkus logam dan terletak paling ujung, serta 13 pin lainnya yang terlindung oleh plastik. Port

ini membawa sinyal dari microphone, stereo speaker, FBus Rx/Tx atau sinyal USB, keluaran power, dan Accessory Control Interface (ACI). ACI merupakan sebuah kontrol serial dua arah untuk mengkomunikasikan handset dengan aksesoris dan dilengkapi dengan protokol kepemilikan [23 - 24]. Port ini juga digunakan untuk upgrade perangkat lunak handset dengan menggunakan kabel data USB tertentu dan Nokia Software Updater [23]. Pop-Port 14 pin dapat dilihat

pada Gambar 2.16.

Gambar 2.16. (lanjutan) NokiaPop-Port14pin [24].

Pada perkembangannya, Nokia mengeluarkan handset yang semakin beragam. Pop-port berkembang seiring kebutuhan koneksi pada banyak handset

Nokia yang baru, misalnya kebutuhan koneksi denganmini-USB dan soket audio

“standar” 3.5mm. Beberapa contoh pop-port selain pop-port 14 pin ditunjukkan oleh Gambar 2.17.

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 2.17. (lanjutan)Pop-port (a) Nokia 3210, (b) Nokia 5110/6110 (c) Nokia 1100/1600/2300/2600, (d) Nokia 21xx/31xx/81xx [25 – 26].

2.5.2. Universal Serial Bus

Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk menghubungkan perangkat, biasanya kepada komputer, namun juga digunakan di

peralatan lainnya seperti konsol permainan dan PDA [27]. USB didesain untuk

7 – BENA 8 – SGND 9 – XEAR 10 – Hook 11 – RX 12 – V_IN 1 – GND

2 – V_OUT 3 – XMIC 4 – EXT_RF 5 – TX 6 – MBUS

1 DAI CLK

2 F-Bus Rx

3 F-Bus Tx

4 Gnd

5 M-Bus

6 Vpp

7 Gnd

8 BSI

menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu reboot. Ketika USB dipasang, USB langsung dikenal sistem komputer dan memproses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.

Ada dua tipe konektor USB yang umum digunakan yaitu tipe A dan tipe

B. Namun demikian, seiring kebutuhan koneksi yang semakin kompleks, banyak

perangkat menggunakan tipe konektor USB yang beragam. Tipe – tipe konektor

USB ditunjukkan oleh Gambar 2.18. dan Gambar 2.19.

Gambar 2.18. Konektor USB tipe A dan tipe B [27].

Gambar 2.19. Berbagai macam konektor USB (dari kiri ke kanan,micro

USBplug,mini USB plug, B-type plug, A-type receptacle, A-type plug) [28].

USB mendukung tiga macam kecepatan transmisi data, yaitu [28]:

a. Low Speed (USB 1.1, 2.0) mendukung kecepatan data 1.5 Mbits/s (187 KB/s). Kecepatan low speed banyak digunakan untuk Human Interface Device(HID) sepertikeyboard, mouse,danjoysticks.

Kaki Fungsi

1 VBUS (4.75–5.25

V)

2 3 D+

b. Full Speed (USB 1.1, 2.0) mendukung kecepatan 12 Mbits/s (1.5 MB/s).

Full Speed merupakan kecepatan data tertinggi sebelum spesifikasi USB 2.0 dikeluarkan. Peralatan Full Speed membagi bandwidth USB dengan dasarfirst-come first-served.

c. Hi-Speed (USB 2.0) mendukung kecepatan 480 Mbits/s (60MB/s)

Kecepatan data yang sedang dalam penelitian adalah Super Speed (USB 3.0) yang mendukung kecepatan data 4.8 Gbits/s (600 MB/s). Spesifikasi

USB 3.0 dikembangkan oleh Intel dan aliansinya. Kecepatan bus pada USB 3.0 sepuluh kali lebih cepat daripada USB 2.0 dengan

menggabungkan jaringanfiber-opticdan konektor tembaga tradisional. Paket data padabus USB ditransmisikan dengan cara mendahulukanLeast Significant Bit (LSB). Paket data pada USB terdiri dari data – data [27]:

a. Sync

Semua paket data diawali dengan datasync. Sync adalah data 8 bit untuk low speed dan full speed atau data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk sinkronisasiclock antara penerima dan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan tempat dataPacket Identity(PID) dimulai. b. Packet Identity

Packet Identity (PID) adalah field untuk menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. Data PID berjumlah 4 bit. Supaya yakin

diterima dengan benar, 4 bit dikomplementasikan dan diulang menjadi 8