ANALISA TRAFIK PADA JARINGAN CDMA

Transkripsi

1 BAB V AALSA TRAFK PADA JARGA CDMA Analisa trafik pada suatu sistem seluler sangat terkait dengan kapasitas aringan dari sistem terseut. Yang terkait erat dengan kapasitas aringan ini adalah intensitas trafik, yang dalam suatu pool resources didefinisikan seagai umlah dari resources yang siuk pada suatu waktu instan yang dierikan. Pool resources iasanya merupakan kumpulan (group) dari server atau saluran trunk. Dengan demikian dapat didefinisikan ahwa kapasitas aringan adalah intensitas trafik maksimum yang dapat diolah oleh resources aringan dalam atasan-atasan parameter performansi yang dierikan. Dalam aringan akses seluler, dikenal dua tipe kapasitas, yaitu kapasitas hard (hard capacity) dan kapasitas soft (soft capacity). Jika kapasitas mengalami lock secara fisik/ hard (contoh ; diatasi oleh umlah resources aringan fisik) dan tidak tergantung pada ean aringan dan lingkungan, maka didapat apa yang diseut kapasitas hard pada aringan terseut. Semua sistem circuit switch dikarakterisasikan seagai kapasitas hard. Jika kapasitas diatasi oleh esarnya interferensi pada aringan akses radio, disamping perangkat yang tersedia, maka didapat kapasitas soft. Dalam anyak keadian, ternyata tidak ada nilai yang tetap untuk kapasitas maksimum sistem. Dalam suatu sistem seluler, suatu sel akan dikelilingi oleh sel-sel tetangganya, sehingga ika interferensi yang datang dari sel-sel tetangga terseut kecil, maka kanal (resources) yang tersedia pada sel yang diamati akan leih anyak. Bean trafik yang rendah dari sel-sel tetangga akan menamah kapasitas. Kapasitas soft ini merupakan fenomena pada sistem CDMA (Code Division Multiple Access). Untuk suatu sistem yang diatasi oleh kapasitas soft, kapasitas tidak dapat langsung dikalkulasi dengan menggunakan formula Erlang-B, karena hasil yang didapat terlalu pesimistik. Pada sistem dengan kapasitas soft, pool kanal akan leih esar dari umlah rata-rata kanal per sel, hal ini teradi karena sel-sel yang erdekatan akan mempunyai interferensi yang sama. Kesimpulannya, leih kecil interferensi yang datang dari sel-sel tetangga, akan tersedia kanal UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman

2 yang leih anyak pada sel yang erada di tengah, seperti diilustrasikan pada gamar 7.. Kapasitas soft dari sel tengah ketika semua sel tetangga mendapat ean yang sama Kapasitas soft dari sel tengah ketika interferensi dari sel-sel yang erdekatan kecil Gamar 7. Kapasitas soft pada suatu aringan CDMA Dengan demikian, umlah koneksi simultan yang mungkin dapat teradi pada suatu level interferensi yang dapat diterima akan menentukan kapasitas dari sel. Untuk itu, dalam analisa erikut akan didiskusikan kapasitas uplink dan downlink CDMA secara terpisah. 7. Kapasitas Uplink Kapasitas uplink dari suatu aringan CDMA diatasi oleh anyaknya interferensi yang diseakan oleh terminal-terminal moile yang dapat dipertahankan eroperasi dalam suatu sel yang dierikan. nterferensi pada uplink terdiri dari superposisi sinyal-sinyal dari terminal-terminal di ase station. Karenanya sistem pengendalian daya (power control) perlu diaplikasikan pada terminal-terminal moile CDMA. Dengan pengendalian daya terseut akan didapat minimisasi sinyal daya yang diterima semua pelanggan pada ase station, dan seagai hasilnya akan menaga performansi link wireless. nterferensi utama iasanya datang dari pelanggan-pelanggan pada sel yang sama, tetapi interferensi yang esar uga datang ke ase station dari pelanggan-pelanggan di sel-sel yang erdekatan. Dalam kalkulasi kapasitas uplink erikut, diasumsikan semua pelanggan adalah identik dan mempunyai pengendalian daya yang ideal. Dianggap ahwa penerima untuk setiap pelanggan pada ase station dapat dioperasikan dengan suatu level it-energy to noise-density seesar E /. Kalkulasi dari kapasitas soft memerlukan pengetahuan tentang faktor ean UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman 2

3 uplink dan kalkulasinya. Akan digunakan persamaan yang sudah ada, dimana energi per it dari suatu pelanggan dinyatakan dengan (E ) = G P /W... (7-) Dimana G merupakan penguatan proses pelanggan, P adalah daya sinyal yang diterima dari pelanggan, dan W adalah rate andwidth spread-spectrum per penguatan proses. Total noise density dikalkulasi dengan = / W... (7-2) Dimana merupakan daya wideand yang diterima termasuk derau termal pada ase station. Dengan demikian, interferensi termasuk interferensi dalam sel, interferensi dari sel dan derau termal adalah : = (7-3) Sehingga, energy per it diagi noise spectral density (E / ), atau dikenal dengan istilah umum seagai carrier to interference ratio C/, dari suatu pelanggan dapat didefinisikan seagai (E / ) = (C/) = G P P... (7-4) Bentuk persamaa (7-4) dapat ditulis seagai (E / ) = W v R.... (7-5) P P dimana W adalah chip rate, v adalah faktor aktifitas dari pelanggan, dan R merupakan it rate pelanggan. Dari persamaan terakhir terseut, setelah eerapa langkah alaar akan diperoleh P seagai erikut P ( E W / ). R. v L...(7-6) Pada persamaan di atas, L pelanggan didefinisikan seagai L =P /. ni merupakan faktor ean pelanggan. Sedang untuk interferensi yang diterima merupakan penumlahan derau thermal dengan interferensi sel UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman 3

4 nya dan daya yang diterima dari semua pelanggan pada sel yang sama: = P L.... (7-7) Akhirnya dapat didefinisikan suatu parameter faktor ean (load factor) untuk uplink seagai perandingan dari interferensi sel + sel dengan derau dalam sel yang dinyatakan dengan η UL = L = ( i) ( i) L... (7-8) Pada persamaan terakhir di atas muncul tamahan parameter i yang merupakan interferensi dari sel yang perlu diperhitungkan. iya didefinisikan seagai i... (7-9) Jika persamaan (7-2) dimasukkan ke persamaan (7-8) maka akan didapat relasi untuk faktor ean seagai erikut : η UL = ( i)... (7-) W E /. R v. Leih auh, perlu didefinisikan suatu parameter yang diseut oise-rise yang merupakan perandingan antara daya wideand yang diterima dengan daya derau thermal. Dengan erasis persamaan (7-8) didapat oise rise ( sednrir ) / UL... (7-) UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman 4

5 Faktor ean menunukkan adanya kenaikan derau terhadap derau thermal seagai akiat interferensi. Ketika η UL mendekati, kenaikan derau mendekati tak terhingga dan sistem mencapai kapasitas puncaknya (pole capacity), sehingga dengan menggunakan persamaan terakhir akan didapat persamaan pada kondisi puncak P i = Gi E / i. UL... (7-2) yang menunukkan ahwa untuk suatu penguatan proses spreading terentu yang dierikan maka suatu umlah kritis dari pelanggan akan muncul. 7.2 Kapasitas Downlink Pada arah downlink akan digunakan pendekatan yang sama seperti untuk arah uplink. Seagai tamahan parameter aru adalah faktor ortogonalitas pada downlink yang dinyatakan seagai α. Hal ini dikarenakan pada CDMA digunakan metode kode-kode ortogonal pada downlink untuk memedakan antar pelanggan. Jika tidak teradi propagasi multipath, maka ortogonalitas teradi ketika pelanggan menerima sinyal dari ase station. Dalam hal nonmultipath, maka α =. Multipath iasanya tetap ada (teradi), karenanya ortogonalitas umumnya erkisar antara,4 sampai,9. Pada downlink, perandingan antara interferensi sel dengan sel tergantung pada lokasi pelanggan dan akan ereda untuk setiap pelanggan. Karenanya akan dinotasikan seagai i dan sama seperti pemahasan faktor ean uplink, maka suatu faktor ean downlink didefinisikan dengan prinsip yang sama seagai erikut η DL = v. E / W / R. i... (7-3) dimana -.log (- η DL ) adalah sama dengan kenaikan derau terhadap derau thermal seagai akiat adanya interferensi akses multiple. Faktor ean dapat didekati dengan nilai rata-ratanya dalam sel, yaitu : DL = v E /. W / R. i... (7-3) UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman 5

6 7.3 Kalkulasi Kapasitas Soft Pada algoritma kalkulasi kapasitas soft, akan diasumsikan ahwa umlah pelanggan pada semua sel adalah sama. Juga diasumsikan ahwa kedatangan panggilan (awal dari koneksi) dan erakhirnya panggilan mengikuti proses Poisson. Pendekatan kapasitas uplink dilakukan dengan menggunakan suatu kalkulasi dari interferensi pada ase station. nterferensi meliputi interferensi sel dan sel. Dengan demikian, pool kanal yang ditawarkan ke pelanggan dalam sel akan didapat dengan mengalikan umlah kanal per sel, yang mempunyai ean sama, dengan (+i) : i + = Ps / P /( s ) = ( C / ) ( C / ) sel isolated multisel kapasitas sel isolated kapasitas multisel... (7-4) dimana P s adalah daya sinyal yang diterima dari terminal moile pada ase station. Untuk hal ini dapat digunakan formula Erlang-B untuk mengestimasikan kapasitas soft dengan menerapkannya ke pool kanal. Untuk dapat mengaplikasikan formula Erlang-B terseut, diasumsikan ahwa trafik yang ada adalah pada saat ersamaan hanya ada suatu tipe trafik tunggal (misal it rate). Secara ringkas, dapat diuat algoritma kalkulasi kapasitas soft seagai erikut :. Dengan menggunakan persamaan untuk faktor ean uplink (7-), kalkulasi umlah dari pelanggan per sel,, dengan anggapan semua ean sama. 2. Kalkulasi trafik maksimum yang ditawarkan dengan formula Erlang-B dengan maksud untuk memperoleh kapasitas Erlang pada kasus locking hard. 3. Kalikan umlah kanal yang mengalami locking hard dengan +i untuk mendapatkan umlah kanal yang mengalami lock soft. 4. Kalkulasi trafik maksimum yang ditawarkan dengan formula Erlang-B untuk kasus locking soft. 5. Bagi kapasitas Erlang dengan +i untuk mendapatkan kapasitas Erlang pada kasus locking soft. UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman 6

7 6. Kalkulasi kapasitas soft dengan persamaan Kapasitas soft = C C soft C hard hard... (7-5) dimana C soft dan C hard masing-masing adalah kapasitas Erlang dari suatu sel dengan locking soft dan hard. UJA/REKAYASA TRAFK TELEKOMUKAS/BAB V Halaman 7