TUGAS AKHIR ANALISIS INTERFERENSI PADA JARINGAN GSM MENGGUNAKAN TEMS INVESTIGATION DAN MAP INFO

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS INTERFERENSI PADA JARINGAN GSM MENGGUNAKAN TEMS INVESTIGATION DAN MAP INFO Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu ( S1 ) Disusun Oleh : Nama : Candra Darusman NIM : Jurusan : Teknik Elektro Peminatan : Telekomunikasi Pembimbing : Ir. Said Attamimi, MT. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS INTERFERENSI PADA JARINGAN GSM MENGGUNAKAN TEMS INVESTIGATION DAN MAP INFO Disusun Oleh : Nama : Candra Darusman NIM : Jurusan : Teknik Elektro Peminatan : Telekomunikasi Menyetujui, Pembimbing Koordinator TA (Ir. Said Attamimi, MT) (Yudhi Gunardi, ST. MT) Mengetahui Ketua Program Studi Teknik Elektro (Ir. Budi Yanto Husodo, Msc.) iii

3 ABSTRAK Interferensi pada umumnya didefinisikan sebagai memburuknya kualitas suatu hubungan akibat pengaruh frekuensi lain. Radio failure merupakan permasalahan yang umum terjadinya interferensi. Radio failure dapat terjadi dikarenakan beberapa penyebab, biasanya sinyal level atau kualitas yang tidak cukup baik untuk menelepon. Sinyal yang rendah dapat terjadi dikarenakan co-channel interference ataupun adjacent interference. Untuk mengetahui kejadian interferensi pada suatu wilayah dan tipe interferensi yang terjadi akan digunakan TEMS Investigation, dengan alat ini kita dapat mengetahui berbagai permasalahan pada jaringan selular, yang kemudian dari data tersebut kita dapat analisa berbagai masalah menggunakan Map Info yang nantinya berguna untuk mengoptimalkan jaringan selular. iv

4 Daftar Isi DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL i HALAMAN PERNYATAAN ii HALAMAN PENGESAHAAN iii ABSTRAK iv KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI vii DAFTAR TABEL x DAFTAR GAMBAR xi DAFTAR LAMPIRAN xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Tujuan Perumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Penyelesaian Masalah Sistematika Penulisan 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Sistem Komunikasi Bergerak Arsitektur GSM Switching System Base Station System Operation and Support System BSS Interface Komunikasi Bergerak Redaman Propagasi Okumura-Hata Tinggi Efektif Antena BTS Faktor Koreksi Tinggi Efektif Antena BTS 27 vii

5 Daftar Isi Faktor Koreksi Sudut Slope Redaman Difraksi Fading Lognormal Fading Rayleigh Fading TEMS Investigation Global Positioning System (GPS) Map Info Professional 33 BAB III PENELITIAN 3.1. Jaringan Telkomsel Interferensi Macam-macam Interferensi Hand Over Penyebab Hand Over sel Jenis Hand Over Hand Over Failure Frequency Reuse Parameter-Parameter Dasar Latar Belakang Frequency Reuse Frequency Hopping Hopping Sequence Number Pembangunan BTS 46 BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA 4.1. Prosedur Pengukuran dan Analisa Data Proses pengambilan Data Penentuan Wilayah Penentuan Waktu Persiapan Peralatan Equipment Setup Pelaksanaan Pengecekan Sinyal dan Problem Area 52 viii

6 Daftar Isi Pengambilan Data BSC Bukit Indah City Analisa Interferensi Kualitas Sinyal (RxQual) Speech Quality Index Level Sinyal (RxLevel) Hardware Problem Jarak Antara MS dan BTS Pemecahan Masalah 63 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan 65 DAFTAR PUSTAKA 66 LAMPIRAN ix

7 Daftar Tabel DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Frekuensi Bands 21 Tabel 2.2 Koefisien Faktor Koreksi Tinggi Efektif Antena BTS 27 Tabel 2.3 Koefisein dari Panjang Lintasan 28 x

8 Daftar Gambar DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Arsitektur GSM 5 Gambar 2.2. Konfigurasi Hardware TRC 10 Gambar 2.3. Konfigurasi Hardware BSC 15 Gambar 2.4. Radio Base Station 17 Gambar 2.5. Elemen Jaringan NMC & OMC 19 Gambar 2.6. BSS Interface 20 Gambar 2.7. Karakteristik Air Interface 21 Gambar 2.8. Diagram Air Interface Channel 22 Gambar 2.9. Traffic Channels 24 Gambar Lingkungan Komunikasi Bergerak 24 Gambar 3.1. Pengaruh Co-Channel Interference 35 Gambar 3.2. Batas Ambang Daya 36 Gambar 3.3. Interferense Near End Far End 37 Gambar 3.4. External Hand Over 38 Gambar 3.5. Konsep Frekuensi Re-use MS ke BS 38 Gambar 3.6. Konsep Frekuensi Re-use Bentuk Poligon 40 Gambar 3.7. Ukuran Kluster 41 Gambar 3.8. Konsep Ukuran Kluster 42 Gambar 3.9. Baseband Hopping 43 Gambar Synthesized Hopping 44 Gambar Perbedaan Antara BB FH Dan RF FH 45 Gambar 4.1. Flowchat Proses Pengambilan Data 48 Gambar 4.2. BSC Bukit Indah City 49 Gambar 4.3. TEMS Investigtion user Interface 50 Gambar 4.4. GPS Garmin 50 Gambar 4.5. Mobile Station 51 Gambar 4.6. Peta Terjadinya Interferensi 53 Gambar 4.7. Data Terjadinya Interferensi 54 Gambar 4.8. Kualitas Sinyal Dengan Skala 7 55 Gambar 4.9. Legend Dari RxQual 56 Gambar Signal Quality Threshold 57 Gambar Hopping Frequency 57 Gambar Serving Map 58 Gambar Radio Parameter SQI 59 Gambar Legend Dari SQI 59 Gambar Radio Parameter RxLevel 61 Gambar Legend Dari RxLevel 61 Gambar Proses terjadinya interferensi 62 xi

9 Daftar Gambar Gambar Radio Parameter BTS Cimumput 63 Gambar Data Frekuensi Hopping 64 xii

10 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Latar belakang disusunnya proyek akhir dengan judul analisa interferensi pada jaringan GSM menggunakan TEMS Investigation dan Map Info diantaranya : Umumnya pengguna seluler tidak mengetahui penyebab putusnya hubungan secara tiba-tiba ketika komunikasi sedang berlangsung. Dengan mengetahui permasalahan yang terjadi pada jaringan GSM khususnya interferensi, maka radio failure dapat diminimalkan sehingga mengurangi interferensi. 1.2 Tujuan Tujuan dari pembahasan masalah dalam proyek akhir ini adalah untuk menganalisa terjadinya interferensi pada jaringan GSM menggunakan software TEMS Investigation dan Map Info. Serta pada intinya untuk mengoptimalkan pengoperasian jaringan selular. 1.3 Perumusan Masalah Masalah yang dihadapi dalam penyusunan proyek akhir analisa interferensi pada jaringan GSM menggunakan TEMS Investigation dan Map Info : 1

11 Great of service. Bagaimana interferensi dapat dikurangi. Layanan kepada pelanggan agar puas. 1.4 Batasan Masalah Pembatasan masalah pada skripsi ini meliputi : Analisa dilakukan menggunakan TEMS Investigation dan Map Info. Analisa dilakukan pada jaringan Telkomsel. Pembahasan hanya menyangkut penyebab terjadinya interferensi berikut analisanya. 1.5 Metodologi Penyelesaian Masalah Metodologi yang dilakukan untuk menyelesaikan atau menemukan solusi dari masalah yang dibahas pada proyek akhir ini adalah : Menentukan suatu lokasi yang datanya akan diambil Menentukan jenis peralatan yang sesuai dalam pengambilan data Mengubah format data dari software TEMS Investigation ke dalam format data Map Info Mengetahui parameter yang digunakan dalam menganalisis data 2

12 1.6 Sistematika Penulisan Bab I Pendahuluan Menjelaskan latar belakang, tujuan, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penyelesaian masalah serta sistematika penulisan. Bab II Teori Dasar Menjelaskan tentang teori-teori yang mendukung tugas akhir ini. Bab III Penelitian Menjelaskan mengenai definisi dan faktor-faktor penyebab interferensi. Bab IV Pengukuran dan Analisa Pada bab ini akan di analisa data-data yang bermasalah khususnya mengenai interferensi menggunakan perangkat lunak TEMS Investigation dan Map Info serta mengetahui faktor-faktor penyebab terjadinya interferensi. Bab V Penutup Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut sesuai kebutuhan. 3

13 BAB II LANDASAN TEORI 1.7 Sistem Komunikasi Bergerak (GSM) Sistem komunikasi bergerak GSM (Global System for Mobile Communication) merupakan teknologi seluler digital dimana sistem ini mempunyai kelebihan kelebihan dibandingkan teknologi komunikasi bergerak pada generasi sebelumnya. Adapun kelebihannya antara lain : Kualitas suara lebih baik Pengaruh noise akibat transmisi radio sangat kecil Tidak mudah untuk disadap Efesiensi dalam penggunaan spectrum frekuensi Dapat diaplikasikan feature feature ISDN Dari kelebihan kelebihan yang dipunyai GSM ini, maka penggunaannya sudah menyebar ke seluruh dunia termasuk Indonesia. Di Indonesia sendiri pelanggan GSM menguasai sebagian besar pelanggan komunikasi bergerak. Oleh sebab itu studi mengenai optimalisasi jaringan khususnya tentang performansi dan efisiensi penggunaan kanal trafik dalam rangka meningkatkan pelayanan kepada pelanggan. Sistem GSM pertama kali dikembangkan di Eropa untuk memenuhi kebutuhan komunikasi bergerak yang semakin meningkat. Adapun band frekuensi yang digunakan untuk sistem tersebut adalah : ( ) MHz untuk up link, dari MS ke BTS 4

14 ( ) MHz untuk down link, dari BTS ke MS Tujuan dari standar GSM sendiri adalah untuk : 1. Melayani pelanggan yang banyak 2. Dapat digunakan dimana saja 3. Efisiensi penggunaan spektrum radio 4. Dapat beradaptasi dengan kondisi trafik 5. Kualitas pelayanan sama dengan fixed network 6. Dapat mengakses jaringan dari mobile atau portable handset Arsitektur GSM Berikut ini akan dijelaskan mengenai arsitektur GSM yang merupakan gabungan dari perangkat perangkat yang saling berkaitan dalam mendukung jaringan GSM. 5

15 Gambar 2.1 Arsitektur GSM Switching System Mobile Service Switching Centre MSC dalam sistem GSM menggunakan teknologi AXE, termasuk di dalamnya modularitas sistem. MSC mengontrol panggilan dari dan menuju sistem telepon maupun data yang lain. MSC juga menjalankan fungsi lainnya seperti : fungsi gerbang toll, interface jaringan, common channel signaling, dll Gateway MSC Gateway adalah titik pertemuan yang menghubungkan dua jaringan (networks). Gateway sering diletakkan bersama dalam MSC. Tipe yang diset-up ini 6

16 selanjutnya disebut Gateway-MSC (GMSC). Semua MSC dalam jaringan dapat berfungsi sebagai gerbang. Home Location Register (HLR) HLR adalah database yang digunakan untuk menyimpan dan mengatur data-data pelanggan. HLR dianggap sebagai database yang paling penting sejak HLR dapat menyediakan data-data pelanggan tetap, termasuk status layanan pelanggan, informasi lokasi pelanggan berada, dan status aktivasi pelanggan. Ketika pelanggan membeli nomor dari sebuah operator seluler, mereka akan teregistrasi dalam HLR milik operator tersebut. HLR dapat disatukan dengan MSC/VLR atau sebagai HLR yang berdiri sendiri. Visitor Location Register (VLR) VLR merupakan database yang memiliki informasi pelanggan sementara yang diperlukan oleh MSC untuk melayani pelanggan yang berkunjung dari area lain. VLR selalu berintegrasi dengan MSC. Ketika sebuah MS berkunjung ke sebuah MSC area yang baru, VLR akan terkoneksi ke MSC dan MSC akan meminta data tentang MS tersebut dari HLR tempat MS teregistrasi. Selanjutnya, jika MS membangun hubungan, VLR akan memberikan informasi yang dibutuhkan untuk call set-up tanpa harus berkoordinasi dengan HLR setiap waktu. Authentication Center (AUC) Unit yang disebut AUC menyediakan parameter-parameter autentikasi dan encryption yang memeriksa identitas pemakai dan memastikan kemantapan dari setiap call. AUC melindungi operator network dari berbagai tipe penipuan yang 7

17 ada dalam dunia seluler saat ini. AUC dapat diimplementasikan dalam HLR untuk tipe GSM R6.1/R3. Equipment Identity Register (EIR) EIR merupakan database yang mengandung informasi tentang identitas peralatan mobile yang mencegah calls dari pencurian, ketidakamanan, atau ketidak berfungsian MS. AUC dan EIR diimplementasikan sebagai bagian yang berdiri sendiri atau kombinasi bagian AUC/EIR. Data Transmission Networking Unit (DTI) DTI terdiri dari hardware dan software yang menyediakan interface ke jaringan jaringan yang bervariasi untuk komunikasi data. Melalui DTI, pelanggan dapat menggunakan alternatif antara jalur bicara maupun data dalam satu call yang sama. Fungsi penting DTI antara lain : sebagai modem dan penyesuaian fax dan kemampuan untuk melakukan penyesuaian kecepatan. Sebelum ada DTI, fungsi ini dijalankan oleh GSM Interworking Unit(GIWU). Interworking Location Register (ILR) ILR adalah sebuah produk yang hanya digunakan pada jaringan GSM ILR membuat roaming antar sistem dapat terjadi, ini berarti kita dapat menjelajah dalam jaringan AMPS maupun jaringan GSM ILR terdiri dari AMPS HLR dan 1900 VLR. Additonal (SS) Functional Elements Ada beberapa perangkat pilihan tambahan yang dapat dikonfigurasikan kedalam Switching System. Perangkat tersebut adalah Message Center ( MXE ), Mobile 8

18 Intelligance Node ( MIN ), Billing GateWay ( BGW ), dan Service Order GateWay (SOG) Base Station System (BSS) Semua fungsi hubungan radio dijalankan oleh BSS. BSS terdiri dari Transcoder Controller ( TRC ), Base Station Controller ( BSC ), dan Radio Base Station ( RBS ). Transcoder Controller ( TRC ) TRC menghubungkan BSS dengan kemampuan adaptasi kecepatan. Perangkat yang menjalankan adaptasi kecepatan disebut transcoder. Kecepatan bit per chanel dikurangi dari 64 Kbps menjadi 16 Kbps. Ini mengamankan jalur transmisi antara MSC ke BSC. Fungsi TRC Fungsi utama dari TRC adalah untuk melakukan transcoding dan rate adaption (penyesuaian kecepatan) Transcoding Menkonversi informasi dari PCM coder(a/d converter) ke informasi bicara dalam GSM coder. Rate Adaptation Rate adaptation melakukan konversi informasi pada sisi terima dari MSC/ VLR pada kecepatan 64 kbps menjadi kecepatan 16 kbps yang terdiri dari 13 kbps untuk trafik dan 3 kbps untuk informasi inband signaling. Fungsi ini sangat penting. Tanpa rate adaption ( penyesuaian kecepatan ) link ke BSC akan menjadi 4 kali kemampuan kecepatan data. Kemampuan transmisi seperti ini 9

19 sangat mahal dalam jaringan. Dengan mengkonversi ke kecepatan 10 Kbps, memungkinkan untuk menggunakan ¼ link transmisi dan peralatan.dalam sistem GSM Ericsson, TRC mengandung unit-unit yang melakukan transcoding dan rate adaption. Hardware ini disebut Transcoder and Rate Adaption Units ( TRAUs ). Semua TRAUs dikumpulkan, berarti setiap BSC yang terkoneksi ke TRC dapat meminta untuk menggunakan salah satu TRAUs untuk particular call. TRC juga memonitor transmisi terus-menerus. Jika kesalahan dalam kanal bicara terdeteksi, TRAUs akan menghaluskan suara yang tertuju ke MSC/VLR Gambar 2.2 Konfigurasi hardware TRC Base Station Controller ( BSC ) 10

20 BSC mengatur semua fungsi hubungan radio dari jaringan GSM. BSC adalah switch berkapasitas besar yang menyediakan fungsi seperti handover HP, penyediaan chanel radio, dan kumpulan dari konfigurasi data beberapa cell. Beberapa BSC dapat dikontrol oleh setiap MSC. Fungsi BSC BSC mengontrol bagian terpenting dari jaringan radio. Tugas terpentingnya adalah memastikan fungsi terbaik dari sumber daya radio. Fungsi utama dari BSC adalah : Radio Network Management Administrasi dari Data Jaringan Radio termasuk: 1. Deskripsi data cell ( contoh: identitas cell, nomor channel BCCH, kekuatan keluaran minimum dan maksimum pada cell, tipe RBS, dll ) 2. Sistem informasi data ( contoh: informasi apakah suatu cell tidak dapat mengakses, power output maksimum dan minimum yang diijinkan dalam suatu cell, identitas channel BCCH dalam lingkungan cell ) 3. Data lokasi ( contoh: tingkatan cell yang digunakan dalam HCS dan situasi dimana traffik sedang tinggi ) 4. Data yang memuat pembagian cell, termasuk parameter untuk melakukan handover secara cepat dari cell yang padat. Traffik dan pengukuran : ( contoh: jumlah panggilan, kepadatan, level traffik untuk sebuah HP, jumlah handover, jumlah hubungan yang gagal, dll ) Pengukuran channel yang bebas : RBS mengumpulkan statistik dari HP tentang kekuatan dan kualitas sinyal. Statistik ini digunakan selama proses 11

21 alokasi channel, oleh karena itu channel yang interferensinya lemah dialokasikan untuk hubungan. RBS Management Implementasi RBS adalah orientasi penerima, jaminan tambahan fitur yang bagus. Ini berarti kecil kemungkinan perangkat menggunakan beberapa transceiver secara bersama. Filosofi ini memungkinkan adanya hubungan utama antara BSC dan transceiver dalam RBS. Model logic dari RBS dapat dibangun dalam BSC dan perangkat RBS dapat dibatasi, disambung, dan tidak disambung. Tugas utama RBS manajemen adalah: 1. RBS configurasi: termasuk alokasi frekuensi untuk kombinasi channel dan level power untuk setiap cell menurut persediaan perangkat. Jika terdapat kerusakan pada perangkat karena kehilangan channel penting, perangkat akan rekonfigurasi, dan mengorbankan channel-channel yang kurang penting. 2. Penanganan software RBS: menyediakan kontrol dari load program. 3. Pemeliharaan perangkat RBS: RBS yang rusak dan terganggu akan terkunci secara otomatis. TRC Handling Walau TRAU dilokasikan dalam TRC, BSC, sebagai pengontrol persediaan sumber daya radio pada jaringan GSM, secara rutin mengkoordinasi keadaan TRAU untuk call. Selama call set-up, BSC menginstruksikan TRC untuk 12

22 mengalokasikan peralatan TRA untuk call. Jika satu memungkinkan TRC mengkonfirmasikan alokasi dari perangkat TRA. Dan BSC akan mengontrol perangkat TRA tersebut selama call berlangsung. Transmission Network Management Transmission network untuk BSC termasuk link-link untuk dan dari MSC/VLR dan RBS termasuk Transmission Interface Handling menyediakan fungsi-fungsi administrasi, supervisi, test dan lokalisasi kerusakan dari link RBS. Konfigurasi BSC, alokasi dan supervisi sirkit 64 Kbps dari link PCM ke RBS. Ini juga secara langsung mengontrol remote switch dalam RBS yang memungkinkan penggunaan sirkit 64 Kbps secara efisien. Internal BSC Operation and Maintenance Tugas operasi dan pemeliharaan dapat dikerjakan di dalam BSC sendiri atau diremote dari OSS. Operasi dan pemeliharaan internal BSC adalah sebagai berikut: 1. Pemeliharaan TRH: Administrasi, supervisi dan pengetesan dari TRH(Trasceiver Handler) dilaksanakan di BSC. TRH terdiri atas hardware dan software. Sebuah TRH terletak dalam Regional Processor for Group switch(rpg). Satu RPG bisa melayani beberapa transciever. Dalam satu BSC bisa terdapat beberapa RPG. 2. Processor Load Control di BSC: Fungsi ini memastikan selama prosessor mengalami overload, beberapa panggilan masih bisa ditangani oleh BSC. Jika terlalu banyak panggilan yang diterima, keperluan real time seperti 13

23 waktu set-up tidak dapat dipenuhi. Untuk mencegahnya, beberapa panggilan perlu ditolak dalam kondisi high load. Panggilan yang baru saja diterima oleh sistem diberikan pelayanan penuh dan tidak dipengaruhi oleh kondisi overload. Handling of MS Connections Pembangunan hubungan Yang termasuk dalam call set-up adalah proses sebagai berikut: 1. Paging: BSC mengirimkan pesan paging ke RBS-RBS yang dibatasi dalam cakupan LA. Kondisi load di BSC diperiksa sebelum perintah paging dikirimkan ke RBS. 2. Signalling Set-Up: Selama call set up, hubungan MS ditransfer ke sebuah SDCCH yang dialokasi oleh sebuah BSC. Jika MS memulai pembangunan hubungan, BSC memeriksa processor yang load sebelum hubungan diproses lebih lanjut. 3. Assigment of Traffic Channel: Setelah SDCCH membagi tugas, prosedur call set-up dilanjutkan dengan pembagian tugas TCH dan BSC. Selama proses berlangsung, fungsi pengawasan channel radio di BSC diinformasikan bahwa MS telah dipesan untuk mengganti channel. Jika semua TCH dalam cell diduduki sebuah usaha bisa dibuat menggunakan TCH pada cell terdekat. Selama hubungan Fungsi utama BSC selama panggilan adalah: 14

24 1. Dynamic Power Control di MS dan RBS: BSC memperhitungkan kebutuhan output power MS dan BTS didasarkan pada pengukuran yang diterima dari uplink dan downlink. Ini dikirim ke 2. Locating: Fungsi locating secara terus menerus mengevaluasi hubungan radio ke MS dan jika diperlukan, menyarankan handover ke cell yang lain. Saran ini mencakup daftar dari cell-cell handover. Keputusan didasarkan pada hasil pengukuran dari MS dan BTS. 3. Handover: Jika fungsi locating mengajukan bahwa handover mengambil alih, BSC kemudian memutuskan cell mana yang akan di handover dan memulai proses handover. Jika cell dimiliki oleh BSC yang lain, MSC/VLR harus dilibatkan dalam handover. Bagaimanapun, dalam sebuah handover, MSC/VLR dikontrol oleh BSC. Tidak ada pembuatan keputusan yang dibuat MSC karena tidak ada informasi real-time dari MS dan BTS. 4. Frequency Hopping: 2 tipe hopping didukung oleh BSC, yaitu: Baseband Hopping: melibatkan hopping di antara frekuensi pada transciever yang berbeda dalam sebuah cell. Synthesizer Hopping: Melibatkan hopping dari frekuensi ke frekuensi pada transciever yang sama dalam sebuah cell. 15

25 Gambar 2.3 Konfigurasi hardware BSC Radio Base Station ( RBS ) RBS mengendalikan hubungan radio ke handphone. Satu RBS dapat melayani 1, 2, atau 3 cell. Beberapa RBS dikontrol oleh satu BSC. RBS termasuk semua radio dan perangkat interface transmisi yang dibutuhkan dalam radio. Tiap-tiap RBS beroperasi saat diberi sepasang frekuensi. Satu frekuensi digunakan untuk perpindahan sinyal ke MS, dan satu lagi, untuk menerima sinyal dari MS. Radio Resource Management BSC memiliki update realtime (yang tidak dapat diganggu) menurut sudut pandang dari bagiannya dari jaringan radio. Radio Frequency Measurement dari kekuatan sinyal dibuat oleh MS dan BTS. Mobile secara terus menerus 16

26 meng-update laporan pengukuran yang terdiri dari kekuatan sinyal dan Bit Error Ratio (BER) untuk melayani BTS, sepanjang kekuatan sinyal dari BTS- BTS terdekat. Laporan pengukuran ini dikirim oleh BTS ke BSC dimana keputusan handover dibuat. Efesiensi Penggunaan Spektrum Spektrum frekuensi adalah sumber daya yang terbatas. Tugas utama dari BSC adalah mengoptimalkan penggunaan frekuensi yang tersedia. Fitur-fitur ini secara bagian dilokasikan dalam BSC dan RBS. Dua tipe Frequency Hopping didukung Synthesizer dan Baseband. Frequency Hopping melayani 2 fungsi, yaitu: 1. Mengembangkan kualitas jalur bicara dari MS yang bergerak pelan 2. Co-channel interference adalah terbatas untuk semua hubungan di dalam jaringan, penghasil dalam sebuah rencana cell dengan frequency reuse distance yang lebih pendek, keuntungan peningkatan panggilan. 17

27 Gambar 2.4 Radio Base Station Discontinuous Transmission (DTX) digunakan bersama dengan frequency hopping untuk pengembangan lebih jauh dari toleransi interferensi. Uplink dan downlink DTX diimplementasikan di RBS Dukungan untuk Dynamic Power Regulation pada MS dan RBS diimplementasikan di RBS Layanan ini membatasi interference level di jaringan dan menghemat pemakaian power. Distribution Switch Unit (DXU) menyediakan sistem interface ke A bis interface dan digunakan untuk cross connect time slots individu ke transcievers. DXU juga menyediakan RBS synchronization timing reference untuk operasi RBS. 18

28 Transceiver Unit (TRU) mengandung circuit receiver dan transmitter yang dibutuhkan untuk menangani 8 time slots informasi pada air interface. TRU mengandung sirkit pengukuran RF yang digunakan untuk testing transmitter & receiver properties. Combining & Distribution Unit (CDU) bertanggung jawab untuk mengkombinasikan sinyal yang terkirim dari berbagai transciever dan mendistribusikan sinyal terima ke semua transciever. Energy Control Unit (ECU) mengawasi & mengontrol DC power Equipment(PSUs), dan meregulasi kondisi lingkungan di dalam kabinet. Power Supply Units (PSUs) Mencatu tegangan AC atau DC sebagai sumber tegangan utama dan menyediakan sistem tegangan DC Operation and Support System (OSS) OSS adalah gabungan dari OMC. OSS menghubungkan jalur dari pendukung operasi pusat, regional, dan lokal serta aktifitas yang diinginkan oleh jaringan selular. OSS merupakan satu-kesatuan fungsi dari jaringan monitor operator dan mengontrol sistem. OSS dapat dimonitor melalui 2 level fungsi pengaturan. Pusat kontrol jaringan melalui instalasi dari Network Management Center ( NMC ), dengan subordinat Operation and Maintenance Center ( OMC )sangat menguntungkan. Staf NMC dapat berkonsentrasi dalam system-wideissues; dimana perngkat lokal dalam setiap OMC dapat berkonsentrasi dalam jangka pendek ( short term ), regional issues. OMC dan NMC secara fungsional dapat dikombinasikan dalam instalasi pisik yang sama atau diimplementasikan pada lokasi yang berbeda. 19

29 OSS didesain untuk menghubungkan sistem pengaturan yang koheren yang mendukung beberapa elemen jaringan. Contoh dari elemen-elemen jaringan, yaitu : Mobile Switching Center ( MSC ) Base Station Controller ( BSC ) Radio Base Station ( RBS ) Visitor Location Register ( VLR ) Home Location Register ( HLR ) Equipment Identity Register ( EIR ) Authentication Center ( AUC ) Mobile Intelligent Network nodes ( MIN ) Gambar 2.5 Elemen Jaringan NMC & OMC 20

30 2.1.5 BSS Interface Ada empat interface utama yang diterima dan dipancarkan oleh BSS yang digunakan untuk traffic dan signalling information. Interface-interface tersebut adalah A Interface, A-ter Interface, A-bis Interface, dan Air Interface. A Interface menghubungkan jalur informasi antara MSC/VLR dengan TRC, A-ter Interface antara TRC dengan BSC-BSC, A-bis Interface mengirim informasi antara BSC dan BTS, sementara Air Interface beroperasi antara BTS dan MS. Gambar 2.6 BSS Interface 21

31 Air Interface Air Interface menggunakan teknik Time Division Multiple Access (TDMA) untuk jalur kirim dan terima dan signalling informasi antara BTS dan MS. Teknik TDMA digunakan untuk membagi tiap-tiap pembawa menjadi 8 time slot. Time slot ini kemudian ditandai untuk pemakai tertentu, memungkinkan dapat menangani 8 pembicaraan secara bersamaan pada carrier yang sama. Karakteristik Air Interface : Air Interface Channel Jalur yang biasa untuk membawa informasi antara MS dan BTS dikenal dengan nama Physical Channel. Perbedaan pembawa informasi dalam Physical Channel diklasifikasikan sebagai Logical Channel. Logical Channel dibagi menjadi 2 kategori, Control Channel dan Traffic Channel. Keduanya 22

32 kemudian dibagi lagi, ada dua tipe dari Traffic Channel dan ada tiga kategori dari Control Channel dengan total sembilan tipe yang berbeda. Gambar 2.8 Diagram air interface channel Control Channel Control Channel membawa informasi signalling yang digunakan oleh MS untuk mencari RBS, sinkronisasi itu sendiri dengan RBS, dan penerimaan informasi digunakan untuk pelaksanaan call set-up. Ada tiga kategori dari Control Channel, yaitu: Broadcast CHannels (BCH) Semua BCH ditransmisikan point to multi-point ke arah downlink. Frequency Correction CHannel (FCCH) - Menyediakan frequency correction information yang digunakan oleh MS. 23

33 Synchronization CHannel (SCH) Mengandung Base Station Identity Code (BSIC) dan angka frame TDMA digunakan untuk sinkronisasi MS untuk struktur frame dari BTS baru. Broadcast Control Channel (BCCH) Digunakan untuk menyiarkan informasi umum ke semua MS. Common Control CHannels (CCCH) Semua CCCH dikirim point to point. Random Access CHannel (RACH) Digunakan oleh MS untuk meminta akses ke sistem. Informasi RACH dikirim melalui uplink. Paging CHannel (PCH) Digunakan untuk page di MS. Informasi PCH dikirim melalui downlink. Access Grant CHannel (AGCH) Digunakan untuk menandai SDCCH. Informasi AGCH dikirim melalui downlink. Dedicated Control Channels (DCCH) Semua DCCH dikirim secara point to point melalui uplink dan downlink. Stand alone Dedicated Control CHannel (SDCCH) Membawa informasi signalling selama call setup. Slow Assosiated Control CHannel (SACCH) Mengirim panggilan kontrol data dan laporan pengukuran. Fast Assosiated Control Channel (FACCH) Membawa informasi signalling yang penting. Traffic Channel 24

34 Traffic CHannel (TCH) membawa voice/data. Ada dua tipe dari TCH, yaitu: Full Rate dan Half-Rate. TCH dapat ditempatkan di time slot mana saja pada frekuensi manapun digambarkan di dalam cell, kecuali untuk time slot pertama (TSo) pada carrier pertama (Co) Full Rate TCH Full Rate menangani encoding voice atau data. Informasi TCH dikirim pada bit rate 33,8 kbps. Half Rate Dengan kanal Half Rate, sebuah MS akan hanya memakai setiap detik time slot (setiap yang lainnya idle). Hasilnya, dua MS akan bisa menggunakan kanal fisik yang sama untuk memimpin panggilan ke sebuah penggandaan kapasitas jalur. Gambar 2.9 Traffic channels 2.2 Komunikasi Bergerak Dalam menganalisis perambatan gelombang pada sistem komunikasi bergerak melibatkan pertimbangan pertimbangan yang didasari oleh perhitungan perhitungan teoritis dan hasil pengukuran di lapangan. Hal hal yang diperlukan dalam analisis ini antara lain : Pola lintasan antara BTS dengan MS yang berubah mengikuti pergerakan MS 25

35 Perubahan redaman propagasi karena lokasi MS yang berubah Pengaruh lognormal dan Rayleigh fading Tinggi antena MS dan BTS Gambar 2.10 Lingkungan komunikasi bergerak Karena antena MS relatif rendah dibandingkan lingkungan sekitarnya sehingga sinyal yang diterima MS berasal dari segala arah akibat pantulan dan difraksi dari obyek disekitar MS. Obyek sekitar MS bersifat sebagai pemantul asalkan tinggi antena MS lebih rendah dari obyek tersebut, yang disebut sebagai penghambur lokal. Berbagai bentuk kepadatan struktur obyek ( gedung, bangunan ) serta ketidakteraturan konfigurasi wilayah propagasi sangat menyulitkan dalam memprediksi redaman propagasi Redaman Propagasi Okumura-Hata Redaman propagasi yang terjadi pada transmisi radio antara BTS dengan MS akan mempengaruhi besarnya cakupan area yang dapat dilayani oleh BTS. Adapun besar dari redaman propagasi dipengaruhi antara lain oleh jarak MS ke BTS, frekuensi kerja, tinggi BTS serta kepadatan struktur obyek pada wilayah propagasi. 26

36 Beberapa ahli mengadakan berbagai percobaan untuk mempelajari karakteristik perambatan gelombang pada sinyal radio bergerak. Percobaan yang terkenal adalah percobaan Okumura di daerah sekitar Tokyo. Hasil hasil percobaannya diolah secara statistik untuk menghasilkan grafik redaman sinyal pada daerah urban dan grafik grafik koreksi redaman. Grafik grafik tersebut telah diformulasikan oleh Hata menjadi rumus rumus yang mudah dalam pemkaiannya. Perumusan redaman propagasi sangat membantu dalam memperkirakan level sinyal yang diterima oleh MS. Berdasarkan pengolahan matematis dari grafik grafik hasil percobaan Okumura, Hata merumuskannya sebagai berikut : Lp = 69, ,16 log f 13,82 log h a( h ) + (44,9 6,55log h ) log d..(2.1) dimana : b m b L p f : Redaman total sinyal ( db ) : Frekuensi kerja ( MHz ) h b : Tinggi efektif antena BTS ( m ) h m : Tinggi antena MS ( m ) a ( h m ) : Faktor koreksi tinggi antena MS ( db ) d : Jarak antara BTS dengan MS ( km ) Untuk kota kecil dan sedang ( non metropolitan ) a( h ) = (1,1log f 0.7) h (1,56 log f 0,8).(2.2) m untuk kota besar ( metropolitan ) a ( h m ) = 3,2(log11,75hm ) m 2 4,97.(2.3) 27

37 2.2.2 Tinggi Efektif Antenna BTS Perhitungan tinggi efektif antena BTS diperlukan karena berpengaruh pada redaman propagasi, redaman propgasi merupakan fungsi dari tinggi efektif antena BTS. Tinggi efektif antena BTS dipengaruhi oleh kontur permukaan tanah dimana kontur permukaan tanah yang berbeda terhadap posisi MS akan memberikan tinggi efektif yang berbeda. Perhitungan yang digunakan untuk mengetahui tinggi efektif antena BTS menggunakan persamaan berikut ini : h = h + h0 + h, untuk h >..(2.4) be b b om ob h om h be = h b hob hom, untuk (2.5) dimana : h be : tinggi efektif antena BTS ( m ) h ob : ketinggian lokasi BTS dari permukaan laut ( m ) h om : ketinggian lokasi MS dari permukaan laut ( m ) h b : tinggi antena BTS di atas permukaan tanah ( m ) Faktor Koreksi Tinggi Efektif Antena BTS ( KHT ) Untuk memproleh faktor koreksi tinggi efektif antena BTS diperlihatkan pada kurva faktor koreksi tinggi efektif antena BTS. Dari kurva tersebut dapat dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut : 2 K HT = A(log hbe ) + B(log hbe ) + C (2.6) 28

38 h be : tinggi efektif BTS ( m ) Tabel 2.2 Koefisien faktor koreksi tinggi efektif antena BTS Faktor Koreksi Sudut Slope ( KSP ) Menunjukkan besar dari faktor koreksi karena pengaruh slope kontur tanah. Untuk dapat menentukan besarnya faktor koreksi ini, terlebih dahulu menghitung besarnya sudut slope _m. Definisi besar sudut slope ( clearance angel atau average angel ) adalah : θ m = arctan[( h om h ob ) / d]..(2.7) dimana : h om : ketinggian lokasi MS dari permukaan laut h ob : ketinggian lokasi BTS dari permukaan laut untuk slope positif kedudukan MS lebih tinggi dibandingkan BTS terhadap permukaan laut sedangkan untuk slope negatif kedudukan BTS lebih tinggi dibandingkan MS terhadap permukaan laut. Setelah besar sudut slope diketahui, 29

39 untuk menghitung besar faktor koreksi sudut slope dapat dilihat berdasarkan kurva hubungan _m dan Ksp. Dari kurva tersebut, dapat dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut : θ m = arctan[( h om h ob ) / d] x17,4532 (mrad).(2.8) 2 K sp = A( θ m ) + B( θ m ) + C.(2.9) dimana : θ m : besar sudut slope ( rad ) A, B, C, koefisien yang tergantung panjang lintasan : Tabel 2.3 Koefisien dari panjang lintasan Untuk nilai d lainnya dapat memakai interpolasi linier Redaman Difraksi Suatu bentuk ketidakteraturan bentuk permukaan tanah diperhitungkann dengan parameter h, dengan tidak memilih jenis tinggi undulasi atau bukit penghalang. Model prediksi Okumura lebih lanjut mempertimbangkan tinggi undulasi sebagai bukit atau gunung penghalang. Gunung penghalang mempunyai efek knife edge pada frekuensi UHF, sehingga perlu diperhitungkan secara khusus. 30

40 Redaman difraksi akibat penghalang tersebut dapat dihitung dengan mengetahui parameter v, yaitu : v = h p 2 1 λ r1 1 + r 2..(2.10) Perhitungan redaman difraksi dirumuskan dari kurva sebagai berikut : 2.3 Fading Propagasi sinyal radio bergerak dalam perambatannya akan mengalami rintangan yang disebabkan oleh benda benda disekitarnya seperti rumah, gedung, bukit, pegunungan atau pepohonan. Akibatnya sinyal yang sampai ke receiver tidak hanya dari satu lintasan melainkan dari banyak lintasan. Fading merupakan gejala kuat lemahnya sinyal yang diterima oleh receiver ketika komunikasi dua arah berlangsung. Sinyal fading dibedakan menjadi dua, yaitu lognormal fading dan rayleigh fading Lognormal Fading 31

41 Fading ini disebabkan oleh berbagai lintasan gelombang akibat adanya obstacle ( bukit, gedung ) pada daerah fresnel ke-1 antara BTS dengan MS. Fluktuasi dari lognormal fading pada daerah propagasi berbentuk distribusi lognormal. Fungsi rapat peluang distribusi lognormal adalah sebagai berikut : P ( x) 1 ( x x) exp σ 2π 2σ = 2 2.(2.16) Besar peluang sinyal x yang berada diatas level threshold penerimaan R dengan melakukan perhitungan matematis diperoleh : R x P ( x R) = 0,5 + 0,5erf...(2.17) σ 2 dengan : erf = error function erf ( x) = x 2 e u π 0 2 du...(2.18) σ = Standar deviasi, 5 7 db untuk daerah suburban dan urban Rayleigh Fading Rayleigh fading disebabkan oleh berbagai lintasan propagasi akibat pantulan pantulan di sekitar MS, seperti rumah dan gedung. Fading ini tidak dipengaruhi oleh obstacle yang terletak diantara BTS dan MS. Pengaruh fading sangat besar jika MS dalam keadaan diam ( tetap ). Perubahan kuat sinyal akibat rayleigh fading mengikuti distribusi rayleigh. 32

42 Fungsi rapat peluang distribusi rayleigh adalah : dimana : P( r o ) πr πr exp 4r 2 = o o 2 2r 2 o o r o : Rayleigh fading sinyal penerimaan r o : Mean local dari r o..(2.19) Cadangan fading ini dibutuhkan untuk slow moving dan stationary dari MS tanpa menggunakan frequency hopping. Jika frequency hopping digunakan maka tidak dibutuhkan cadangan fading untuk rayleigh fading. 2.4 TEMS Investigation TEMS Investigation adalah alat untuk melihat suatu permasalahan pada jaringan selular di suatu wilayah secara realtime. Pada dasarnya TEMS Investigation terdiri dari Tems User Equipment (UE) yang dikendalikan oleh perangkat lunak pada komputer. Peralatan ini terdiri dari mobile station yang telah terinstal software TEMS Investigation, GPS, laptop. Kemudian dari data tersebut kita dapat mengetahui kualitas jaringan selular tersebut. Dengan alat ini juga kita bisa menganalisa data yang nantinya berguna untuk optimasi jaringan Global Positioning System ( GPS ) 33

43 GPS Merupakan teknologi militer Amerika, kemudian pada awal tahun 1999 departemen pertahanan US membuat suatu GPS yang dapat digunakan oleh masyarakat umum. GPS adalah suatu sistem satelit yang terdiri dari peta bintang dari 24 satelit yang semua itu digambarkan dalam garis edar non-geosynchronous pada kemiringan dari 55 derajat, 20,180 km di atas permukaan bumi. Peta bintang ini, mengitari bumi satu kali setiap 12 jam yang diorganisir ke dalam empat satelit dengan diikuti satu sama lain dari enam orbit lingkar. Ketika melakukan observasi pada suatu permukaan bumi, dapat diketahui antara 6 sampai 11 satelit pada suatu waktu dimana proses scanning permukaan pada lima derajat atau lebih diatas garis horizontal Hanya 21 dari total 24 satelit digunakan untuk menyediakan layanan sedangkan sisanya digunakan sebagai backup, dalam meningkatkan ketersediaan dan keandalan GPS pada skala global. Satelit GPS digunakan untuk mengkalkulasi posisi dari suatu penerima GPS di atas permukaan bumi dengan menerapkan ilmu ukur yang dikombinasikan dengan beberapa perhitungan algoritma. Hal tersebut membantu penerima dalam menentukan kesalahan satelit sehingga dapat mengurangi penempatan posisi yang kurang akurat. Setiap peyiar satelit merupakan navigasi yang unik dan identifikasi khusus dan ilmu pelayaran yang unik nya bahwa penerima memecahkan kode dan menggunakan untuk tujuan kalkulasi. 34

44 2.5 Map Info Map info merupakan software yang menyediakan informasi-informasi penting yang berhubungan dengan suatu lokasi. Dari lokasi tersebut kita dapat mengetahui informasi seperti peletakan BTS atau BSC, potensial trafik, jalur transmisi ataupun yang lainnya. Map info ini berfungsi menampilkan data-data hasil konversi dari sofware lain. BAB III 35

45 PENELITIAN 3.1 Jaringan Telkomsel Perkembangan teknologi GSM yang memberikan kemudahan serta kualitas pelayanan lebih baik bagi pelanggannya menyebabkan kebutuhan akan komunikasi bergerak GSM semakin meningkat termasuk di Indonesia. Terdapat beberapa operator yang memberikan pelayanan komunikasi bergerak GSM di Indonesia, yaitu diantaranya Telkomsel, Indosat, Exelcomindo (xl) dan Hutchison. Dari operator - operator tersebut, Telkomsel yang menguasai pasar GSM dengan pelanggan terbanyak. Salah satu penyebabnya adalah jaringan Telkomsel terluas yang mencakup hampir seluruh Indonesia dibandingkan operator lainnya. Pemerintah memberikan lisensi spektrum frekuensi sebesar 7,5 MHz yang dapat digunakan oleh Telkomsel dengan ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number) dari 51 sampai 87. Frekuensi inilah yang digunakan Telkomsel untuk dapat memberikan layanan komunikasi bergerak GSM kepada pelanggannya. Telkomsel wilayah Jabotabek-Banten memiliki 76 BSC, dalam setiap BSC terdapat sejumlah BTS dan memiliki beberapa TRX yang dalam perkembanganya akan terus meningkat seiring dengan meningkatnya pelanggan. 3.2 Interferensi 36

46 Adalah gangguan yang terjadi disebabkan adanya sinyal lain yang frekuensinya sama dan daya sinyal pengganggu tersebut cukup besar. Ukuran yang digunakan untuk menilai kualitas sinyal terhadap gangguan interferensi dinyatakan dengan C/I (db) Macam-macam Interference. 1. Co-Channel Interference. Interferensi co-channel adalah interferensi yang terjadi di suatu tempat akibat penggunaan frekuensi yang sama dari sel yang berbeda. Untuk system GSM, carrier to interference ( C / I ) yang diperbolehkan untuk interferensi co-channel minimal sebesar 12 db. F 1 1 st tier Pengaruh C0-CHANNEL Interference : F 1 F 1 Interferensi MS RBS F 1 Interferensi RBS MS F 1 F 1 F 1 Gambar 3.1 Pengaruh CO-CHANNEL Interference 37

47 2. Adjacent-Channel Interference. Adalah : Interferensi antar kanal yang berdekatan. Interferensi yang terjadi akibat penggunaan frekuensi yang bersebelahan dari sel yang berbeda. Untuk system GSM, carrier to interference ( C / I ) yang diperbolehkan untuk interferensi adjacentchannel minimal sebesar 4 db. Gambar 3.2 Batas ambang daya interferensi yang diijinkan Pengaruh dari kedua interferensi di atas dapat menyebabkan pembicaraan yang sedang berlangsung pada frekuensi tertentu terganggu oleh interferensinya yang menyebabkan rusaknya kualitas suara, jika C / I kurang dari threshold ( co-channel 12 db dan adjacent 4 db ) maka pembicaraan akan rusak kualitas suaranya yang dapat menyebabkan terjadinya drop call. 38

48 3. Intersystem Interference. Adalah : Interferensi yang terjadi akibat sistem komunikasi radio lain yang menggunakan frekuensi sama dalam satu area yang sama. Gambar 3.3 Interferensi Near End Far End 3.3 Hand Over Adalah proses perpindahan kanal trafik user pada saat user aktif tanpa terjadi pemutusan hubungan. MS akan tetap dapat berkomunikasi selama dapat terjadi hand over dengan sel sel tetangganya (neighboard) Penyebab Hand Over sel : RF kriteria (RF Level dan Kualitas Hubungan). Network kriteria (masalah trafik load,o&m) Jenis HandOver : 39

49 I. Internal HandOver (Dikendalikan oleh BSC) Intra-cell HandOver: pemindahan hubungan ke kanal yang berbeda pada satu BTS yang sama. Inter-cell HandOver: pemindahan hubungan antar BTS yang berbeda dalam satu BSC. II. External HandOver (Dikendalikan oleh MSC) MSC intra HandOver: pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam satu MSC. MSC inter HandOver : perpindahan hubungan yang terjadi pada 2 MSC yg berbeda. Sel #1 Sel #2 Sel #3 F1 F2 F3 pergerakan MS HO HO F1 ke F2 F2 ke F3 Gambar 3.4 External HandOver HandOver Failure Handover failure adalah kegagalan handover dimana MS tidak bisa melakukan handover / pindah ke sel baru. Akibat dari handover failure ini, MS akan tetap dipegang oleh sel lama sampai pembicaraan yang berlangsung putus (drop call). Terjadinya handover failure disebabkan oleh beberapa hal, antara lain : Belum dibuatnya hubungan handover dengan sel sel tetangganya (neighboard), jika hubungan ini belum dibuat ( secara software ) maka MS 40

50 tidak dapat pindah ke sel tetangganya walaaupun MS dalam cakupan sel tetangganya tersebut. Terjadinya blocking kanal trafik pada sel tetangganya, dengan terjadinya blocking pada sel tetangganya maka MS tidak dapat pindah ke sel tetangganya sampai ada kanal trafik yang idle ( kosong ) yang dapat diduduki. 3.4 Frequency Reuse Adalah Pengulangan frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya. F2 JARAK BEBAS INTERFERENSI F1 F3 F3 Reuse frekuensi Gambar 3.5 Konsep Frequecy Reuse dalam Bentuk MS ke BS dan BS ke MS 41

51 Reuse frekuensi Gambar 3.6 Konsep Frequency Reuse dalam Bentuk Poligon Parameter-Parameter Dasar Adapun parameter-parameter dasar adalah sebagai berikut : C/I (Carrier to Interference Ratio) Adalah ukuran kualitas komunikasi Besarnya tergantung dari teknik akses jamak yang dipakai (FDMA, TDMA, dan CDMA) AMPS (FDMA) C/I > 18 db GSM (TDMA C/I > 12 db CDMA parameter kualitas yang ditinjau adalah Eb/Io, karena C/I kecil sekali Ukuran Kluster ( K ) Adalah kumpulan sel yang memiliki kelompok frekuensi operasi yang berbeda Kelompok frekuensi itu, nantinya diulang lagi pada kluster yang lain Ukuran kluster tergantung dari (C/I) syarat sistem 42

52 Kluster. K = 7 1 kluster Gambar 3.7 Ukuran Kluster 4 C 1 D = I N R C 9 K D = = 3 K I N R 2 K= AMPS, C/I = 18 db 63N 63.6 = = 6,48= GSM, C/I = 12 db K= 16N = = 3,

53 R D N = Jumlah sel penginterferensi Gambar 3.8 Konsep Ukuran Kluster dengan Perhitungan Jari-jari dari coverage BTS dan jarak antar BTS Latar Belakang Frequency Re-Use : 1. Keterbatasan alokasi frekuensi 2. Keterbatasan area cakupan cell (coverage area) 3. Menaikkan jumlah kanal 4. Membentuk kluster yang berisi beberapa cell 5. Co-channel interference 3.5 Frequency Hopping Frequency Hopping (FH) pada jaringan GSM (Global System For Mobile Communication) secara garis besar dapat didefinisikan sebagai perubahan secara berurutan dari frekuensi carrier pada radio link antara Mobile Station (MS) dengan Base Station (BS). Pada frequency hopping prinsipnya adalah bahwa TRX (transceiver) dari BCCH (Broadcast Control Channel) harus ditransmisikan secara 44

54 berkelanjutan atau continuosly disetiap time slot yang tepat dimana frequency hopping dapat diaplikasikan pada sebuah sel. Solusinya adalah dengan menggunakan prinsip Baseband Frequency Hopping (BB FH) dan Synthesized Frequency Hopping (RF FH). Pada Baseband Frequency Hopping (BB FH), TRX dioperasikan pada frekuensi yang tetap (fixed). Frequency hopping dibangkitkan dengan mengubah secara berurutan burst pada setiap time slot melalui TRX yang berbeda sesuai urutan hopping yang diberikan. Banyaknya frekuensi yang meloncat-loncat (hop over) ditentukan oleh jumlah dari TRX. Karena time slot pertama dari TRX BCCH tidak ikut hop maka hal ini tidak termasuk kedalam urutan hopping. Hal ini menyebabkan terdapat tiga grup hopping. Grup pertama tidak ikut meloncat (hop) dan hanya merupakan time slot BCCH. Grup yang kedua terdiri dari time slot pertama dari non- BCCH TRX. Grup ketiga termasuk time slot satu sampai time slot tujuh dari setiap TRX. Baseband Frequency Hopping ditunjukkan oleh gambar 3.1 Gambar 3.9 Baseband hopping (BB FH) 45

55 Pada synthesized frequency hopping semua TRX kecuali TRX BCCH mengubah frekuensinya untuk setiap frame TDMA sesuai urutan hopping. Itulah mengapa TRX BCCH tidak meloncat (hop). Jumlah frekuensi yang melakukan hop dibatasi sampai 63 frekuensi, yang mana merupakan jumlah maksimum dari frekuensi pada Mobile Allocation (MA). Synthesized Frequency Hopping diilustrasikan pada gambar berikut. Gambar 3.10 Synthesized hopping (RF FH) Keterbatasan terbesar di baseband hopping adalah bahwa jumlah frekuensi yang hopping adalah sama dengan jumlah TRX. Pada synthesized hopping jumlah frekuensi yang hopping dapat merupakan jumlah antara TRX yang hopping dan 63. Perbedaan antara BB dengan RF hopping lebih jauh dapat diilustrasikan pada gambar tersebut. 46

56 Gambar 3.11 Perbedaan antara BB FH dan RF FH Hopping Sequence Number (HSN) Hopping Sequence Number (HSN) mengindikasikan urutan hopping yang mana dari 64 frekuensi yang tersedia terpilih. Urutan hopping diperlukan untuk menentukan frekuensi mana pada MA-list yang akan digunakan. Hopping Sequence Number (HSN) dari 1 63 merupakan urutan pseudo random yang digunakan pada random hopping pada saat HSN 0 diberikan untuk sebuah urut-urutan pada cyclic hopping. Suatu algoritma urutan hopping membutuhkan HSN dan FN sebagai input dan output dari generasi urutan hopping berikutnya yaitu Mobile Allocation Index (MAI) yang mana merupakan urutan nomor dari 0 sampai dengan nomor frekuensi pada MA- list yang dikurangi dengan satu. Hopping Sequence Number (HSN) merupakan parameter spesifik sebuah sel. Pada baseband hopping terdapat dua Hopping Sequence Number (HSN). Time slot 0 pada sel BB hopping menggunakan HSN 1 dan sisa dari time slot menggunakan HSN 2, sedangkan pada sel RF hopping semua time slot menggunakan HSN 1. 47

57 3.6 Pembangunan BTS Pengaruh dari pembangunan BTS baru di cakupan sel dapat juga mengurangi efisiensi penggunaan kanal trafik di sel tersebut. Hal ini dikarenakan trafik yang terjadi di sel lama setelah adanya BTS baru akan terbagi, yang dimuat sel lama dan yang dimuat sel baru. Dengan demikian adanya pengurangan trafik yang terjadi pada sel lama menyebabkan ketidakefisienan penggunaan kanal trafik pada sel lama. Kecuali jika trafik di daerah tersebut sudah sangat padat yang sering meyebabkan blocking atau drop call. 48

58 BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA Pada Bab ini penulis akan melakukan analisis interferensi yang terjadi di suatu wilayah atau suatu BSC. Pengukuran dan analisis dilakukan menggunakan software TEMS Investigation dan Map Info. Penulis bermaksud ingin mengetahui hal-hal yang menyebabkan terjadinya interferensi apakah disebabkan terjadinya karena lemahnya level atau kualitas sinyal ataupun terjadi dikarenakan parameter-parameter yang tidak sesuai serta bagaimana cara mengatasinya. Hasil pengukuran akan ditampilkan dalam bentuk grafik dan data. Analisis dilakukan dengan melihat parameter-parameter yang terdapat pada TEMS Investigation. 4.1 Prosedur Pengukuran dan Analisa data Parameter-parameter yang digunakan dalam melakukan pengukuran dan analisis data yaitu : 1. Kekuatan sinyal (Rxlevel) 2. Kualitas sinyal (Rxquality) 3. TA (jarak antara MS dengan BTS ketika serving) 4. Speech Quality Index / SQI (Indeks kualitas suara) 5. Hardware problem 49

59 4.2 Proses Pengambilan Data Pengukuran adalah tahap awal dari analisa. Pada tahap ini akan dilakukan proses pengambilan data. Berikut ini alur diagram dalam pengambilan data Gambar 4.1 Flowchat proses pengambilan data Penentuan Wilayah Seperti yang kita ketahui Telkomsel mempunyai 76 BSC untuk area Jabotabek-Banten, dalam menentukan BSC mana yang sering terjadi problem dapat diketahui dari statistik yang ada sehingga lebih mempermudah pencarian data. Penulis menentukan BSC Bukit Indah City sebagai tempat pencarian data yang nantinya akan dianalisis. 50

60 Gambar 4.2 BSC Bukit Indah City Penentuan Waktu Penentuan waktu disini adalah kapan pengambilan data dilakukan. Untuk pencarian data ini dilakukan pada jam-jam sibuk Persiapan Peralatan Merupakan perlengkapan yang dibutuhkan dalam pengambilan data atau drive test, jenis peralatan yang digunakan dalam pengecekan sinyal yaitu : Laptop IBM R51 yang sudah diinstal software TEMS Investigation 51

61 Gambar 4.3 TEMS Investigtion user Interface GPS Garmin Gambar 4.4 GPS Garmin Drive Test kit (kabel konektor) : digunakan untuk menghubungkan GPS, MS atau perangkat lainnya ke Laptop Mobile Station : menggunakan handphone T68 dari sonny Ericsson yang sudah diinstall software TEMS Investigation 52

62 Gambar 4.5 MS SIM Card yang digunakan adalah kartu Hallo Kendaraan disini dimaksudkan dalam pengambilan atau pengecekan sinyal cukup dalam kendaraan, ketika kendaraan berjalan secara otomatis pengecekan dimulai Equipment Setup Hardware : menghubungkan GPS, Handphone ke laptop dan memastikan koneksi tersebut benar. Software : Mengatur parameter-parameter yang ditampilkan pada layar TEMS investigation dan menentukan jenis command apa yang digunakan dalam pengambilan data. Dalam analisa ini digunakan dedicated mode dengan panggilan ke nomor

63 4.2.5 Pelaksanaan pengecekan sinyal dan problem area Pengecekan sinyal disini mengikuti rute jalan raya yang berada pada BSC Bukit Indah City yang berada di tol Cipularang KM 79. Sehingga dapat melakukan pengecekan setiap BTS-BTS yang dilalui kendaraan tersebut Pengambilan Data Pengambilan data dilakukan dengan Menggunakan software TEMS Investigation yang terkoneksi dengan Hp sebagai Mobile Station dan GPS untuk penentu lokasi BSC Bukit Indah City Setelah melakukan pengecekan sinyal di BSC Bukit Indah City, maka diperoleh data interferensi antara BTS Cimumput dengan BTS Pasir Tamiang. BTS Cimumput memiliki frekuensi band 900 (MG) yang mana band-nya memilki 2 sektor antena, frekuensi yang digunakan untuk setiap sektor adalah : BTS Cimumput MG : MG1=67, MG2=65. Sedangkan BTS Pasir Tamiang memiliki band 900 (MG) yang mana band-nya memiliki 3 sektor antena, frekuensi yang digunakan untuk setiap sektor adalah : BTS Pasir Tamiang MG : MG1=68, MG2=70 MG3=66 BTS Cimumput memiliki BTS lain yang berdekatan dengannya dinamakan neighbors, BTS tersebut sangat berpengaruh dalam menganalisa permasalahan khususnya interferensi karena terdapat proses handover antara BTS. BTS-BTS yang 54

64 berdekatan dengan BTS Cimumput yaitu BTS Nagrikaler, BTS Combat Stop Pwk, BTS Ciseureuh dan BTS Reloc Stop Pwkt. Data dibawah ini adalah informasi peta mengenai BTS Cimumput beserta neighbor-nya. Gambar 4.6 Peta terjadinya Interferensi Peta diatas menunjukan tempat terjadinya interferensi yang berada pada lingkaran warna merah yang terjadi diantara Cimumput, Nagrikaler, dan Pasir Tamiang. 55

65 4.3 Analisa Interferensi Pengambilan data interferensi dilakukan dengan metode drive test, menggunakan command dedicated mode yaitu menelepon secara terus-menerus / tidak terputus. Dibawah ini adalah data interferensi yang diambil menggunakan software TEMS Investigation. Gambar 4.7 Data yang terjadinya Interferensi 56

66 Pada gambar diatas dapat dilihat kualitas sinyal mulai menurun setelah sinyal mulai menjauh dari BTS Combat Stop Pwk menuju utara, hal ini dikarenakan adanya interferensi antara BTS Cimumput dengan BTS Pasir Tamiang. Untuk menganalisa terjadinya interferensi pada area ini maka kami akan mengambil parameter-parameter yang kira kira berkaitan dengan hal tersebut yaitu : Kualitas Sinyal (Rxquality) Berdasarkan pengukuran dengan menggunakan TEMS Investigation, kualitas sinyal yang dihasilkan dari BTS Cimumput MG1 ketika terjadinya interferensi yaitu 7. Skala ini merupakan yang paling besar dari skala 0-7. Kualitas sinyal dari BTS Cimumput MG1 yaitu 7 jika dilihat dari parameter BTS tersebut sinyal kualitas thresholdnya yaitu 5. Semakin kecil nilai skalanya maka akan semakin bagus kualitas sinyalnya yang menyebabkan BER nya akan semakin bagus begitu juga dengan kebalikannya. Gambar 4.8 Kualitas sinyal dengan skala 7. 57

67 Gambar 4.9 legend dari RxQual Tabel dibawah ini adalah data kualitas sinyal yang berkaitan dengan Bit Error Rate (BER) Qua 0 = less than 0.2% (BER) Qua 1 = 0.2% to 0.4% (BER) Qua 2 = 0.4% to 0.8% (BER) Qua 3 = 0.8% to 1.6% (BER) Qua 4 = 1.6% to 3.2% (BER) Qua 5 = 3.2% to 6.4% (BER) Qua 6 = 6.4% to 12.8% (BER) Qua 7 = greater than 12.8% (BER) Rumus untuk menghitung Bit Error rate (DL) : sum(a.freq_dl_qual a.freq_dl_qualx) Cumulative % of downlink call samples= 100 * % sum(a. freq_dl_qual0 +..a.freq_dl_qual7) Jika dilihat dari parameter BTS tersebut, signal quality threshold pada umumnya yaitu 5. Jadi sangat memungkinkan faktor kualitas sinyal yang menjadi masalahnya. 58

68 Gambar 4.10 Signal quality threshold Dari asumsi diatas dapat diambil kesimpulan bahwa yang menyebabkan terjadinya adjacent interferensi yaitu pada parameter RxQual. Interferensi disini juga karena tidak adanya frekuensi hopping pada BTS Cimumput MG1. Untuk mengetahui tidak atau adanya frekuensi hopping pada BTS Cimumput MG1 dapat dilihat dari hasil pengukuran dibawah ini. Gambar 4.11 Hopping frequency 59

69 Gambar 4.12 Serving Map Ketika TRX yang sedang digunakan tidak memiliki frekuensi hopping maka akan menyebabkan rendahnya kulitas sinyal hal ini tidak akan terjadi jika BTS Cimumput MG1 memiliki frekuensi hopping disetiap timeslot nya. Jadi ketika terjadi handover dari BTS Combat Stop PWK MG1 ke BTS Cimumput MG1, maka BTS Cimumput MG1 akan memilih timeslot dengan frekuensi hopping yang berbeda dengan frekuensi 2 BTS lain disekitarnya. Penggunaan frekuensi hopping dilakukan secara continue selama kita melakukan panggilan dan pemilihan frekuensi hopping dilakukan secara acak supaya tidak terjadi interfrensi. Ketika TRX-TRX itu belum memiliki frekuensi hopping maka dalam kasus ini akan terjadi menyebabkan interferensi. 60

70 Speech Quality Index / SQI (Indeks kualitas suara) Selanjutnya kita akan melihat dari Speech Quality Index / SQI (Indeks kualitas suara) yang ada. Dari data yang diambil dilapangan pada saat terjadinya interferensi, Indeks kualitas suara dari BTS Cimumput MG1 yaitu 6 jika dilihat dari parameter BTS tersebut sinyal level threshold-nya yaitu 0. kualitas suara akan semakin bagus jika nilainya mendekati 30. Gambar 4.13 Radio Parameter dari BTS Cimumput Gambar 4.14 legend dari SQI 61

71 Sehingga dapat juga dipastikan interferensi terjadi karena lemahnya Indeks Kualitas Suara ( SQI). Hal ini berhubungan dengan Kualitas sinyal (Rxquality), jika semakin jelek Kualitas sinyal (Rxquality)maka akan mengakibatkan lemahnya Indeks Kualitas Suara ( SQI). Level Sinyal (Rxlevel) Yang selanjutnya kita akan melihat dari level sinyal yang ada. Dari data yang diambil dilapangan sebelum terjadinya interferensi, level sinyal dari BTS Cimumput MG1 yaitu -86 dbm jika dilihat dari parameter BTS tersebut sinyal level thresholdnya yaitu -100 dbm. Level sinyal akan semakin bagus jika nilainya mendekati nol. Dari perhitungan berikut dapat diketahui daya dari RxLevel tersebut, yaitu : 10 Log P 1mW = -86 dbm Log P = P = 10-8,6 mw mw P = 2,5 x 10-9 mw 62

72 Gambar 4.15 Radio Parameter dari BTS Cimumput Gambar 4.16 legend dari Rx Level Dengan sinyal level -86 dbm masih dapat dikatakan baik karena di daerah tol cipularang trafiknya tidak padat. Sehingga tidak dapat dipastikan interferensi terjadi karena lemahnya level sinyal. Hardware Problem Hardware problem biasanya terjadi dalam instalasi peralatan, sebagai contoh MS disconnect ketika pengambilan data sedang berlangsung yang menyebabkan data 63

73 yang diambil putus secara tiba tiba (sudden drop). Jika dilihat dari proses pengambilan data, interferensi tidak terjadi dikarenakan hardware problem hal itu dapat diperhatikan dari proses terjadinya interferensi melalui TEMS Investigation pada bagian line chart. Gambar 4.17 Proses terjadinya interferensi Dari line chart dapat kita lihat adanya penurunan kualitas suara (SQI) sebelum terjadinya interferensi, tapi interferensi yang dikarenakan hardware problem tidak terjadi penurunan kualitas suara. Jarak Antara MS dan BTS Jarak antara MS dan BTS ketika interferensi terjadi sekitar 4000 m dengan BTS Cimumput, dengan jarak seperti ini memungkinkan untuk tidak terjadinya interferensi sebab BTS Cimumput menggunakan band 900 ketika serving yang cakupannya lebih luas dibandingkan band 1800, Sehingga belum dapat dipastikan interferensi terjadi karena jauhnya jarak antara BTS tersebut dengan MS. Sebenarnya BTS Combat Stop PWK yang lebih dekat dengan MS, tapi karena blocking lokal yang berupa perbukitan sehingga BTS Cimumput yang dapat serving. 64

74 Gambar 4.18 Radio Parameter dari BTS Cimumput 1 TA = 500 M Pemecahan Masalah Dari permasalahan diatas maka dapat direkomendasikan yaitu : Ganti Channel frekuensi BTS Cimumput MG1 dengan frekuensi yang tidak berdekatan dengan channel frekuensi BTS Combat Stop PWK MG1 (55), BTS Pasir Tamiang MG1 (68) serta BTS Nagrek Kaler MG3 (56). Channel frekuensi yang direkomendasikan adalah channel diatas RFCN 69 sampai di bawah 87. Perubahan ini dilakukan oleh engineer yang menangani masalah tersebut. Perubahan arah sektoral dari antena BTS (azimut) dan atau Tilting antena Ganti TRP BTS Cimumput MG1 dari TRP=2 ke TRP=1, TRP ini artinya TRX yang diutamakan dalam alokasi traffic channel. Disini kita akan mengubah parameter default dari BTS Cimumput MG1 melalui software Nokia plan edit. 65

75 Ke-1 Gambar 4.19 Data frekuensi hopping Daerah di sekitar BTS Combat Stop PWK MG1 memiliki trafik yang sangat padat, sering sekali terjadinya interferensi dari BTS Cimumput MG1 dan dari BTS Pasir Tamiang MG1 atau blocking karena disebabkan oleh perbukitan. Dengan melihat hal tersebut maka disarankan untuk mendirikan BTS baru didekat tempat terjadinya interferensi atau blocking tersebut. 66