Konsep Dasar WCDMA

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Konsep Dasar Sistem WCDMA

Pada sistem generasi ketiga ini didesain untuk komunikasi multimedia untuk komunikasi person-to-person dapat disajikan dengan tingkat kualitas gambar dan video yang baik, dan akses terhadap informasi serta layanan-layanan pada public dan private network akan disajikan dengan data rate dan kemampuan sistem komunikasi pada generasi ketiga ini lebih fleksibel. Sistem ini merupakan evolusi dari sistem CDMA. Infrastrukturnya mampu mendukung user dengan data rate tinggi, mendukung operasi yang bersifat asinkron, bandwidthnya secara keseluruhan 5 MHz dan didesain untuk dapat berdampingan dengan sistem GSM. Sehingga sistem ini didesain dengan karakteristik tertentu dengan parameter-parameter sebagai berikut[1]:

1 WCDMA merupakan suatu sistem wideband Direct-Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA), dalam penjelasannya bit-bit informasi ditebar pada sebuah wide bandwidth dengan cara perkalian antara data user dengan bit-bit quadsi-random (disebut chip-chip) yang berasal dari kode-kode spreading CDMA.

2 Chip rate dengan nilai 3.84 Mcps memandu sinyal user pada sebuah carrier bandwidth yaitu kira-kira 5 MHz. Sistem DS-CDMA biasanya yang dipakai sebelumnya dengan bandwidth sekitar 1 MHz, seperti pada IS-95, secara

umum digunakan sebagai dasar narrowband pada system CDMA. Sudah menjadi sifat dari wide carrier bandwidth dari WCDMA mendukung high user data rate.

3 Sistem WCDMA mendukung variabel data rates user yang cukup besar. Data rate user dijaga konstan selama tiap 10, 20, 40 dan 80 ms frame tergantung kebutuhan QoSnya. Namun, kapasitas data diantara user-user dapat berubah dari frame to frame.

4 WCDMA mendukung operasi dua mode dasar: Frequency Division Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD). Pada mode FDD, frekuensi-frekuensi carrier dipisah 5 MHz untuk penggunaan uplink dan downlink masing-masing, sedangkan pada mode TDD hanya satu frekuensi 5 MHz dengan waktu yang dipakai bergantian (time-shared) antara uplink dan downlink. Dengan uplink sebagai koneksi dari mobile user ke arah base station, dan downlink sebagai koneksi dari base station ke arah mobile.

2.2 Arsitektur Jaringan WCDMA

Teknologi telekomunikasi wireless generasi ketiga (3G) yaitu Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Universal Mobile Telecommunication System merupakan suatu evolusi dari GSM, dimana interface radionya adalah WCDMA, serta mampu melayani transmisi data dengan kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan data yang berbeda untuk aplikasi-aplikasi dengan QoS yang berbeda. Arsitektur jaringan UMTS terlihat pada Gambar 2.1 berikut ini :

Gambar 2.1 : Arsitektur Jaringan 3G WCDMA[2].

Dari gambar diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri dari perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu User Equipment (UE), UMTS Terresterial Radio Access Network (UTRAN) dan Core Network (CN).

2.2.1 UE (User Equipment)

User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE dilengkapi dengan smart card yang dikenal dengan nama USIM (UMTS Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk keamanan seperti authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat USIM, UE juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi lewat radio[3].

2.2.2 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)

Jaringan akses radio menyediakan koneksi antara terminal mobile dan Core Network. Dalam UMTS jaringan akses dinamakan UTRAN (Access Universal Radio electric Terrestrial). UTRA mode UTRAN terdiri dari satu atau lebih Jaringan Sub-Sistem Radio (RNS). Sebuah RNS merupakan suatu sub-jaringan dalam UTRAN dan terdiri dari Radio Network Controller (RNC) dan satu atau lebih Node B. RNS dihubungkan antar RNC melalui suatu Iur Interface dan Node B dihubungkan dengan satu Iub Interface[3].

Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya adalah Node-B dan RNC (Radio Network Controller)[3].

1. RNC (Radio Network Controller)

RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang membawahi beberapa Node-B, menghubungkan CN (Core Network) dengan user, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN.

2. Node-B

Node-B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM. Node-B merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada UE. Fungsi utama Node-B adalah melakukan proses pada layer 1 antara lain : channel coding, interleaving, spreading, de-spreading, modulasi, demodulasi dan lain-lain. Node-B juga melakukan beberapa operasi RRM (Radio Resouce Management), seperti handover dan power control.

2.2.3 CN (Core Network)

Jaringan Lokal (Core Network) menggabungkan fungsi kecerdasan dan transport. Core Network ini mendukung pensinyalan dan transport informasi dari trafik, termasuk peringanan beban trafik. Fungsi-fungsi kecerdasan yang terdapat langsung seperti logika dan dengan adanya keuntungan fasilitas kendali dari layanan melalui antarmuka yang terdefinisi jelas; yang juga pengaturan mobilitas. Dengan melewati inti jaringan, UMTS juga dihubungkan dengan jaringan telekomunikasi lain, jadi sangat memungkinkan tidak hanya antara pengguna UMTS mobile, tetapi juga dengan jaringan yang lain[3].

1 MSC (Mobile Switching Center)

MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti video, video call.

2 VLR (Visitor Location Register)

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.

3 HLR (Home Location Register)

HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap. Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location).

4 SGSN ( Serving GPRS Support Node)

SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Fungsi SGSN adalah sebagai berikut :

a. Mengantarkan paket data ke MS. b. Update pelanggan ke HLR. c. Registrasi pelanggan baru.

5 GGSN ( Gateway GPRS Support Node )

GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan GPRS ke jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP). GGSN akan berperan antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat beberapa interface baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara UE dan UTRAN terdapat interface Uu. Di dalam UTRAN terdapat interface Iub yang menghubungkan Node-B dan RNC, Interface Iur yang menghubungkan antar RNC, sedangkan UTRAN dan CN dihubungkan oleh interface Iu.

Protokol pada interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya, yaitu bagian control plane dan user plane . Bagian user plane merupakan protokol yang mengimplementasikan layanan Radio Access Bearer (RAB), misalnya membawa data user melalui Access Stratum (AS). Sedangkan control plane berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile user dengan jaringan dari aspek : jenis layanan yang diminta, pengontrolan sumber daya transmisi, handover, mekanisme transfer Non Access Stratum (NAS) seperti Mobility Management (MM), Connection Management (CM), Session Management (SM) dan lain-lain.

2.2.4 Jaringan komunikasi

Jaringan-jaringan transmisi digunakan untuk mengoneksikan elemen-elemen yang berbeda yang terintegrasi dalam semua jaringan[4].

1. Uu Interface terletak diantara User terminal dan jaringan UTRAN

.

Interface-nya

menggunakan teknologi WCDMA. 2. Interface Um

Interface ini menghubungkan antara BTS dengan MS. 3. Interface Iu

Iu merupakan Interface yang menghubungkan core network dengan Access Network UTRAN.

4. Interface Iu-CS

Interface ini, Iu-Cs digunakan ketika jaringan berbasis pada komutasi paket dan menghubungkan jaringan UTRAN dengan MSC.

5. Interface lu-PS

Interface ini menghubungkan jaringan akses dengan SGSN dari core network. 6. Interface Iu-Bis

Interface ini menghubungkan RNC dengan Node B. 7. Interface A bis

Interface ini menghubungkan BTS dengan BSC. 8. Interface Gb

Interface ini menghubungkan BSC dengan SGSN. 9. Interface Gs

10. Interface Gp

Interface ini menghubungkan SGSN dengan GGSN. 11. Interface Hgrb

Interface ini menghubungkan Auc dengan HLR.

2.3 Karakteristik Sistem WCDMA

Salah satu karakteristik yang terpenting dari WCDMA adalah kenyataan bahwa power merupakan resource yang dishare secara bersama-sama. Hal ini menjadikan sistem WCDMA sangat fleksibel dalam menyediakan paduan layanan dan layanan yang membutuhkan variable bit rate. Radio Resource Management dilakukan dengan mengalokasikan power untuk setiap user (call), dan untuk menjamin bahwa kualitas sinyal tidak melampaui batas maksimum interference yang telah ditentukan. Tidak ada alokasi kode maupun time slot yang dibutuhkan ketika terjadi perubahan bit rate. Hal ini berarti bahwa alokasi physical channel tidak terpengaruh pada saat terjadi perubahan bit rate. Sistem WCDMA tidak membutuhkan perencanaan frekuensi, dikarenakan setiap cell menggunakan frekuensi yang sama.

Fleksibilitas dimiliki oleh system WCDMA, dikarenakan sistem ini menggunakan kode OVSF (Orthogonal Variable Spreading Codes) untuk channelization dari user yang berbeda. Kode ini memiliki karakteristik dalam hal orthogonalitas antara users (layanan yang berbeda dialokasikan untuk satu user) meskipun user tersebut menggunakan bit rate yang berbeda. Sebuah physical resource dapat membawa beberapa layanan dengan bit rate yang berbeda. Dengan berubahnya bit rate, maka alokasi power untuk physical resource tersebut juga

akan berubah sehingga QoS dijamin pada setiap komunikasi. Setiap radio frame memiliki periode sebesar 10 ms yang dibagi ke dalam 15 slot, yang menggambarkan satu periode power control. Power control yang digunakan didasarkan pada SIR (Signal to Interference Ratio), dimana fast closed loop disesuaikan dengan SIR dan perubahan SIR target dilakukan oleh outer loop[3].

2.4 Metode Akses

Dalam sistem telekomunikasi WCDMA, teknik multiple access yang digunakan adalah Code Divison Multiple Access. Pada teknik multiple access ini, setiap user menggunakan resource frekuensi dan waktu yang sama namun dibedakan oleh kode masing – masing yang unik. Hal ini lah yang memungkinkan WCDMA memiliki kecepatan transmisi data yang jauh lebih tinggi dari pada GSM. Di samping itu, kelebihan dari WCDMA adalah kapasitas pengguna yang dapat dilayani pada suatu cell sifatnya lebih fleksible dan dapat diatur. Hal ini dapat dilakukan juga karena sistem multiple akses CDMA. Antara pengguna satu dengan pengguna lain akan berperan sebagai noise bagi sesamanya. Kapasitas dapat diatur berdasarkan level kualitas yang dimungkinkan atau yang dikehendaki dalam suatu cell. Semakin tinggi kualitas layanan yang ditetapkan pada suatu cell maka kapasitas pengguna pun berkurang, begitu juga sebaliknya jika kualitas layanan dikurangi, maka kapasitas pengguna pada suatu cell akan meningkat[2].

2.5 Kanal pada UMTS

Kanal - kanal pada UMTS terbagi atas tiga bagian yaitu seperti terlihat pada Gambar 2.2 berikut ini :

Gambar 2.2 : Kanal pada UMTS

1. Kanal Logic : digunakan sebagai interface antara RLC dan layer MAC yang berisi tipe-tipe informasi yang akan di kirimkan.

2. Kanal Transport : digunakan sebagai interface antara MAC dan layer Physical yang berisikan bagaimana data dikirimkan melalui radio interface WCDMA.

3. Kanal Fisik: sinyal yang di transmisikan melalui kanal radio untuk arah uplink dan downlink.

Pembagian kanal pada UMTS dapat dilihat pada gambar 2.3 sebagai berikut.

Gambar 2.3 : Pembagian Kanal pada UMTS[5]

2.6 Handover

Handover merupakan sekumpulan algoritma dan prosedur yang menjamin kelangsungan dari sebuah komunikasi antara UE dan jaringan pada kondisi bergerak dan kondisi overload. Pada kondisi bergerak, prosedur tersebut dibutuhkan untuk mempertahankan connection baik dalam sesama sistem WCDMA pada frekuensi yang sama melalui intra frequency handover, atau dengan frekuensi yang lain melalui inter frequency handover, atau dengan sistem yang lain melalui Inter Radio Akses Teknologi (IRATHO). Dengan adanya rake receiver pada kedua UE dan RBS mengijinkan UE di sambungkan dengan lebih dari satu sektor pada dedicated channel. Kondisi ini disebut Soft Handover atau Softer Handover jika UE dihubungkan dengan sektor yang berbeda pada site yang

sama. Untuk kondisi handover dalam WCDMA dengan frekuensi yang lain atau dengan sistem yang lain (GSM) maka prosedur Hard Handover dilakukan[3].

2.6.1 Jenis Handover Pada Sistem WCDMA

Ada beberapa jenis handover dalam jaringan WCDMA. Untuk skenario dari tipe-tipe handover dapat dijelaskan sebagai berikut[3]:

1. Intra - system Handover

Intra - sytem handover terjadi dalam satu sistem. Yang selanjutnya dapat dibagi menjadi intra - frequency HO dan inter - frequency HO. Intra - frequency terjadi di antara sel - sel yang memiliki carrier WCDMA yang sama, sementara inter - frequency terjadi di antara sel-sel yang menggunakan carrier WCDMA yang berbeda.

2. Inter - system Handover (ISHO)

Inter - system HO terjadi di antara sel - sel yang memiliki dua teknologi akses radio, Radio Access Technology (RAT) yang berbeda atau mode akses radio Radio Access Mode (RAM) yang berbeda. Kasus yang paling sering untuk handover jenis ini diperkirakan terjadi antara sistem WCDMA dan GSM / EDGE.

3. Hard Handover (HHO)

Hard Handover adalah kelompok dari prosedur HO dimana semua hubungan yang lama dilepaskan sebelum hubungan radio yang baru dibentuk. Bagi pembawa (bearer) real - time hal ini berarti pemutusan hubungan yang singkat dari bearer; bagi bearer non – real - time HHO berarti lossless. Hard handover dapat menjadi intra atau inter - frequency handover.

4. Soft Handover (SHO)

Selama proses soft handover, MS terus menerus berkomunikasi dengan dua sel atau lebih secara bersamaan yang memiliki BS yang berbeda dari RNC yang sama (intra - RNC) atau RNC yang berbeda (inter - RNC). Semua hubungan yang lama tidak akan dilepaskan sebelum hubungan radio yang baru terbentuk (make before break).

5. Softer Handover

Pada kejadian softer handover, MS dikendalikan oleh paling tidak dua sektor pada satu BS, SHO dan softer HO hanya mungkin terjadi dalam satu frekuensi carrier dan oleh karena itu, termasuk proses handover intra - frequency.

Jenis-jenis dari handover tersebut juga dapat diilustrasikan pada gambar 2.4 sebagai berikut :

2.6.2 Penyebab Terjadinya Handover

Handover dapat disebabkan berdasarkan hal-hal sebagai berikut[6] :

1. Penurunan kualitas kanal radio (quality of service). 2. Meminimalisir interferensi radio.

3. Beban traffic (traffic overload).

4. Level penerimaan yang semakin lemah. 5. Jarak antara MS dan Node-B.

6. Power Budget (better cell).

2.6.3 Penentuan Handover

Penentuan Handover dapat dilakukan melalui tiga cara yang berbeda yaitu melalui MS (mobile initiated), melalui jaringan (network initiated), dan MS sekaligus jaringan (mobile assisted)[1].

1. Mobile Initiated :

MS melakukan pengukuran kualitas, memilih BS yang terbaik, dan tersambung ke BS tersebut, dibantu oleh jaringan. Handover jenis ini biasanya dipicu oleh kualitas hubungan yang buruk berdasarkan pengukuran MS.

2. Network Initiated :

BS melakukan pengukuran dan melaporkan hasil pengukuran tersebut kepada RNC dan akan diputuskan apakah akan dilakukan handover atau tidak.

3. Mobile Assisted :

Dalam hal ini jaringan dan MS sama-sama melakukan pengukuran. MS melaporkan hasil pengukuran dari BS yang terdekat dan jaringan melakukan keputusan apakah akan melakukan handover atau tidak.

2.6.4 Tahap Prosedur Handover

Tahap-tahap dari proses handover dapat dibagi menjadi 3 yaitu[1] :

1. Tahap Pengukuran (Measurement); dilakukan pengukuran informasi penting yang dibutuhkan untuk tahap decision. Pengukuran arah DL yang lakukan oleh MS adalah sebesar Ec/Io dari CPICH sel yang sedang melayani dan sel - sel tetangga.

2. Tahap Keputusan (Decision); hasil pengukuran di bandingkan dengan threshold yang telah di tetapkan sebelumnya. Kemudian akan diputuskan apakah akan dilakukan handover atau tidak. Algoritma handover yang berbeda akan memiliki kondisi trigger yang berbeda pula.

3. Tahap Eksekusi (Execution); proses handover selesai dan parameter relative diubah berdasarkan jenis handover-nya. Sebagai contoh hubungan dengan Node-B apakah ditambah atau diputuskan

Tahap-tahap tersebut dapat dijelasakan dalam gambar 2.5 sebagai berikut :

Gambar 2.5 : Tahap Handover

2.6.5 Penyebab Kegagalan Handover

Beberapa penyebab dari kegagalan handover dapat dijelaskan sebagai berikut[6]: 1. Tidak tercantumnya BTS tujuan pada neighbour list BTS semula, maka kedua BTS tidak saling mengenal, akibatnya handover tidak dapat dilaksanakan dan terjadi kegagalan handover.

2. Pada saat akan dilaksanakan handover, sel tujuan sudah penuh kapasitas kanalnya (trafik overload). Sehingga panggilan dipertahankan oleh base service sampai kuat sinyal mencapai level minimum dan terjadi pemutusan panggilan.

3. Adanya efek pingpong. MS tidak bisa melaksanakan proses handover karena level daya terima MS dari base service maupun sel tujuan saling tarik menarik.

4. Adanya interferensi BCCH. MS menerima frekuensi BCCH yang sama dari dua BTS. Hal ini disebabkan luas coverage kedua BTS yang terlalu lebar. Interferensi BCCH menyebabkan kualitas sinyal yang diterima MS mengalami penurunan, baik pada parameter level sinyal penerimaan, Bit Error Rate(BER) maupun Eb/No.

2.7 Kendali Daya Operasi (Power Control)

Satu hal yang menjadi ciri khas dari teknik multiple akses yang digunakan WCDMA yaitu CDMA adalah Interference Limited, atau sangat memandang faktor interferensi yang terjadi sebagai acuan kualitas layanan yang nantinya menjadi salah satu ukuran untuk melakukan handover. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, pada sistem multiple akses CDMA seluruh user dalam cell yang sama berbagi frekuensi dan pewaktuan yang sama. Hal ini pada akhirnya

menentukan kualitas panggilan (Call quality) dan kapasitas dari suatu cell. Power control ini bertujuan mengontrol power yang dipancarkan tetap pada

tingkat yang sama dengan power yang diterima. Juga berperan memperkecil interferensi dan pemakaian power. Power dikontrol oleh beberapa parameter dan perlu ditetapkan selama optimisasi jaringan. Daya kirim dari setiap user diperiksa setiap 1500 kali dalam satu detik nya (frekuensi power control = 1500 Hz), dan disesuaikan dengan Eb/no yang telah ditetapkan sesuai dengan kualitas layanan yang dikehendaki pada suatu cell. Daya kirim dari tiap – tiap pengguna diatur agar tidak berada dibawah level yang ditentukan sebagai daya terima pada suatu Node-B (Node-BTS) untuk mempertahankan kualitas layanan. Namun level ini dapat diset seminimum mungkin sehingga diperoleh kapasitas yang lebih besar.

Tujuan utama penggunaan power control pada WCDMA adalah untuk mendapatkan kualitas komunikasi yang baik, mengurangi interferensi dan memaksimalkan kapasitas. Sistem komunikasi seluler CDMA menggunakan tipe power control di bawah ini :

1. Reverse open-loop power control. 2. Reverse close-loop power control. 3. Reverse outerloop power control. 4. Forward close-loop power control.

Power control dalam sistem CDMA dibedakan atas reverse power control dan forward power control. Power control reverse ditujukan untuk mengontrol level daya pancar UE, sedangkan power control forward digunakan untuk mengontrol level daya pancar Node B. Pada WCDMA menggunakan metode fast power control khususnya pada arah reverse. Periode peng-update-an power control user adalah 1500 kali setiap menit (1500KHz) yang lebih cepat daripada perubahan pathloss user dan juga bahkan lebih cepat dari perubahan kanal fast reyleigh fading. WCDMA menggunakan open loop power control untuk inisial daya pertama kali yang harus dipancarkan oleh UE. Sedangkan selanjutnya, untuk arah reverse menggunakan fast close loop power control.

Pada metode ini Node B membandingkan SIR user yang diterima dan dibandingkan dengan SIR target. Jika lebih besar maka akan dikirim command untuk menurunkan daya transmit user dan sebaliknya. Metode closed loop power control ini akan mampu mengontrol ketidakseimbangan daya reverse yang diterima oleh Node B, Sedangkan pada arah forward menggunakan close loop power control. Alasannya bagaimana agar user yang berada di sisi border sel juga

bisa mendapatkan sinyal dengan kualitas yang bagus, artinya memperkecil efek other cell interference. Fungsi closed loop power control pada arah forward juga memberi tambahan daya untuk menjaga QoS sinyal jika error correcting code tidak bekerja dengan baik[3].

2.8 Cell Reselection

UE akan memilih cell yang cocok dan mode radio akses berdasarkan

pengukuran idle mode dan kriteria cell selection. Pada saat UE berada pada mode UMTS atau GSM, UE melakukan pengukuran pada radio akses teknologi yang lain tergantung pada parameter yang diset oleh operator. Parameter tersebut mendkefinisikan[3] :

1. Nilai threshold pada serving cell jika UE harus melakukan pengukuran pada cell inter radio akses teknologi.

2. Kualitas minimum yang dibutuhkan untuk pemilihan sebuah cell pada radio akses teknologi yang lain.

2.9 WCDMA Codes

Dalam sistem WCDMA digunakan dua macam operasi pada physical channel, yaitu; channelization dimana mentransformasikan setiap bit ke dalam jumlah chip SF (Spreading Factor), sedangkan Scrambling Code digunakan untuk menebar sinyal informasi. Pada operasi channelization, kode OVSF (Orthogonal Variabel Spreading Factor) digunakan untuk menjaga keorthogonalan antara physical channel dari sebuah hubungan, walaupun dengan menggunakan laju yang berbeda. Pada arah uplink setiap user memiliki Scrambling Code yang unik

dan dapat menggunakan semua kode yang terdapat pada code tree OVSF. Scrambling Code sering juga dikaitkan dengan user dan kode channelization dikaitkan dengan tipe dari layanan sesuai dengan bit rate yang diberikan. Sedangkan pada arah downlink, Scrambling Code digunakan untuk membedakan sektor yang berbeda dan kode channelization dikaitkan dengan tipe layanan yang berbeda dan user[3].

2.10 Scrambling Code

Pada arah uplink terdapat dua macam Scrambling Code yaitu long (gold code) dan short scrambling codes, yang masing-masing berjumlah 224 buah. Scrambling Code ditentukan oleh layer atas. Pada proses scrambling, urutan kode dari user yang telah di-spreading dikalikan dengan kode pseudorandom. Pada arah downlink, jumlah maksimum dari Scrambling Code (Gold code dengan deret sepanjang 38400 chips) adalah 218 – 1, namun tidak semua kode digunakan. Scrambling Code dibagi menjadi 512 set Primary Scrambling Code dan 15 Secondary Scrambling Code, sehingga total kode yang digunakan adalah 8192. Setiap sektor dialokasikan hanya satu primary SC. Sebagai konsekuensinya jumlah maksimum reuse Scrambling Code adalah 1 : 512. Kode dibagi ke dalam 64 group yang berbeda dan jika neighbour dari sektor lain dialokasikan kode dari group kode yang berbeda maka konsumsi power dari UE akan berkurang, sehingga pada kenyataannya reuse kode akan lebih kecil dari 1 : 64. Primary CCPCH selalu dikirimkan menggunakan Primary Scrambling Code sementara physical channel yang lain dapat dikirimkan dengan salah satu primary ataupun secondary SC digabungkan dengan primary SC dari sebuah sector[3].

2.11 Teknik Spread Spectrum

Spread Sprectrum adalah suatu teknik modulasi digital dimana sinyal yang sudah termodulasi dimodulasikan kembali. Spread spectrum dapat dikatakan sebagai teknologi spektral tersebar yang dirancang untuk melawan jamming dengan memperbesar lebar pita frekuensi. Teknik spread spectrum sendiri terdiri dari 2 jenis yaitu Direct Sequence dan Time Division. Sistem telekomunikasi WCDMA sendiri menggunakan tipe spread spectrum direct sequence yang memiliki ciri khas penebaran spektral sinyal yang kemudian ditransmisikan secara langsung.

Hal lain yang menjadi ciri khas dari Spread spectrum yang digunakan pada sistem WCDMA adalah kode spreading sequence yang diterapkan. Kode yang diterapkan baik pada sisi transmit maupun receive sistem WCDMA adalah Orthogonal Variable Spreading Function (OVSF) yang memiliki factor spreading 256 untuk uplink dan 512 untuk downlink. Kecepatan dari kode spreading pada WCDMA (begitu pula pada CDMA) disebut Chip Rate. Besarnya chip rate pada WCDMA adalah 3,84 Mcps Factor spreading pada sistem WCDMA bervariasi dari 4 sampai dengan 512. Faktor spreading diasumsikan sebagai perbandingan antara Chip rate dengan Data rate[2].

2.12 Channelization Code

Spreading Code biasa juga disebut kode kanalisasi pada WCDMA. Sesuai standar 3GPP untuk UMTS digunakan kode Orthogonal Variable Spreading

Factor (OVSF). Kode OVSF mengijinkan SF yang berbeda untuk kode kanalisasi yang berbeda. Spreading Factor adalah perbandingan antara bandwidth sinyal setelah dan sebelum spreading.Kode OVSF mempunyai karakteristik unik yaitu adanya orthogonalitas di antara kode, artinya suatu kode tidak akan menginterferensi kode lainnya selama keduanya tersinkronisasi . Oleh karena itu, kode OVSF biasanya digunakan untuk sistem yang transmisinya sinkron (downlink). Spreading Factor mulai dari 1 sampai 256 untuk chip rate 3.840 Mcps. Pada arah downlink jumlah maksimum dari OVSF kode penebar adalah 512.

Semua user pada sebuah sektor harus berbagi kode channelization yang tersedia pada code tree OVSF, yang merupakan resource yang sangat terbatas. Batasan dari jumlah kode downlink ditunjukkan dengan layanan bit rate yang tinggi akan dialokasikan SF yang rendah. Sebagaimana utilisasi dari sebuah kode menyebabkan tidak tersedianya sub tree dari SF yang tinggi. Selain itu juga, user pada kondisi soft handover menggunakan kode lebih banyak (satu kode untuk setiap layanan). Terkadang penggunaan dari satu kode channelization per user berdampak terhadap orthogonalitas dari penyediaan layanan yang berbeda pada sebuah sektor.

Pada kenyataannya, lingkungan yang berbeda dapat mengganggu orthogonalitas, hal ini yang menyebabkan bahwa sistem lebih tergantung terhadap interferensi yang terjadi. Kode OVSF yang sangat terbatas digunakan kembali pada sel lain tetapi dengan Scrambling Code yang berbeda. Tiap stage dari struktur kode OVSF mempunyai SF yang berbeda. Hal ini tidak dapat menaikkan

kapasitas hingga 100% untuk setiap kode yang digunakan karena Scrambling Code memiliki sifat tidak orthogonal[3].

2.13 Pilot Pollution

Pilot Pollution merupakan kondisi dimana jumlah dari active set yang menangani suatu UE lebih dari 3 dan keseluruhan active set tersebut berada pada range 5dB atau sekitar 3dB dari active set yang terbesar. Active set yang melebihi batasan Max Active Set (3 active set) dapat mengganggu kualitas dari suatu sinyal dan bertindak sebagai penginterferen. Dalam hal ini, penginterferen dapat menurunkan performansi dari suatu system[3].

2.14 Pilot Set

Kanal pilot menjadi acuan dalam penentuan hand-off. Pilot diidentifikasi oleh MS dan dikategorikan menjadi[3]:

1. Active Set, adalah pilot yang dikirimkan oleh BS dimana MS tersebut aktif. Banyaknya pilot yang termasuk pada kategori ini tergantung pada banyaknya komponen rake receiver.

2. Candidate Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk dalam active set. Pilot ini harus diterima dengan baik untuk mengidentifikasi bahwa kanal traffik forward link dapat didemodulasi dengan baik.

3. Neighbour Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk pada dua kelompok sebelumnya, dan dipergunakan untuk proses handover.

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

2.15 Radio Access Bearer (RAB)

Suatu konsep baru yang diperkenalkan oleh UMTS adalah RAB, yang mana merupakan gambaran dari kanal pengiriman antara jaringan dan user. RAB dibagi menjadi radio bearer pada air interface dan Iu bearer di radio network (UTRAN). Tujuan RAB yaitu untuk menyediakan sebuah hubungan melalui UTRAN yang mendukung layanan UMTS bearer. UTRAN dapat menyediakan RAB connection dengan karakteristik yang berbeda agar sesuai dengan kebutuhan untuk layanan UMTS bearer yang berbeda. Berikut ini adalah gambaran RAB dalam end to end service, yaitu dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Pengklasifikasian Radio Access Bearer adalah sebagai berikut[3]: 1. Conversational

Hal ini dikarakteristikkan dengan rendahnya delay, jitter (variasi delay), dan error. Kebutuhan akan laju data dapat bervariasi, tetapi secara umum bersifat simetris. Artinya, laju data dalam satu arah akan sama dengan laju data pada arah yang lain. Suara dan data termasuk dalam kategori ini. Voice yang sensitive terhadap delay yang tinggi tidak terlalu memerlukan laju bit yang tinggi, sedangkan video conferencing yang memiliki toleransi terhadap error yang rendah, memerlukan laju bit yang tinggi. Contohnya : Voice, Video Telephony, Video Gaming dan Video Conferencing.

2. Interactive

Interaktif trafik dikarakteristikkan dengan toleransi yang rendah terhadap error, tetapi memiliki toleransi terhadap delay yang lebih tinggi daripada layanan conversational. Contohnya : Multimedia, Video on Demand, Webcast dan Real Time video.

3. Streaming

Layanan streaming mempunyai toleransi error yang rendah, tetapi pada umumnya mempunyai toleransi yang tinggi terhadap delay dan jitter. Hal ini dikarenakan adanya buffer data pada penerima. Streaming audio, web browsing dan video termasuk aplikasi streaming.

4. Background

Hal ini dikarakteristikkan dengan sangat kecilnya delay. Contohnya adalah pengiriman SMS dan email dari server ke server. Aplikasi background memerlukan pengiriman yang bebas error.