IMPLEMENTASI DAN PERFORMANSI TEKNOLOGI HSDPA (HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS ) PADA SISTEM WIDEBAND CODE DIVISON MULTIPLE ACCESS TUGAS AKHIR

IMPLEMENTASI DAN PERFORMANSI TEKNOLOGI HSDPA (HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS ) PADA SISTEM WIDEBAND CODE DIVISON MULTIPLE ACCESS TUGAS AKHIR OLEH APRYADI WAHYU A 014 0311-111 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA 2007

ABSTRAK Sistem komunikasi bergerak saat ini mengalami pertumbuhan sangat pesat terutama sejak diperkenalkannya generasi kedua sistem digital. Pelayanan sistem komunikasi bergerak telah berkembang dari suara menjadi internet akses dan pelayanan multimedia. Sistem komunikasi generasi ke-2 telah berkembang untuk memenuhi akses nirkabel untuk aplikasi internet tetapi tidak kompatible untuk akses global dan teknologi sistem radio juga mempunyai kecepatan akses data yang terbatas. Faktor diatas membuat munculnya konsep generasi ke-3 dalam sistem komunikasi bergerak, yaitu UMTS dengan teknologi WCDMA. Teknologi ini menghasilkan industri telekomunikasi, komputer dan media bersatu. Jaringan UMTS akan menyediakan pelayanan suara dan internet basis melalui jaringan yang sama dengan kecepatan data 384 kbps sampai dengan 2 Mbps. Untuk mendukung kecepatan data yang tinggi, kapasitas yang besar, aplikasi multimedia dan dapat melakukan video streaming pada teknologi WCDMA, dibutuhkan suatu bandwith yang besar. Dengan teknologi HSDPA kebutuhan akan bandwith yang lebih besar dapat terpenuhi. High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) adalah suatu sistem transmisi yang membawa suatu kanal transport baru dengan metode modulasi yang baru dan meningkatkan efesiensi spektrum. Dengan adanya HSDPA memperbaiki kapasitas dan menambah kecepatan perpindahan data maksimum sampai dengan 14Mbps. Pada tugas akhir ini akan dijelaskan mengenai Teknologi HSDPA - WCDMA dan kelebihan yang diperoleh dalam penggunaan teknologi HSDPA - WCDMA dengan cara menunjukan performansinya berdasarkan throughput dan delay. Analisa ini

dilakukan berdasarkan data-data yang diambil di suatu lokasi BTS sehingga akan terlihat bahwa teknologi HSDPA memang memiliki kelebihan dalam kapasitas perpindahan data dibandingkan dengan teknologi WCDMA biasa.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini guna memenuhi salah satu sarat untuk mencapai gelar Sarjana Strata satu pada Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Mercubuana. Terselesaikannya Laporan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan semua pihak. Untuk itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada semua pihak yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, yaitu : 1. Bapak. Ir. Said Attamimi. MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahannya serta kesediaan waktunya dan kesabarannya yang sangat membantu sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Budi Yanto Husodo, Msc selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro 3. Dosen-dosen Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercubuana, atas bimbingan yang diberikan pada penulis selama masa perkuliahan. 4. PT Indosat dan PT Ericsson Indonesia yang telah membantu penulis dalam memperoleh dan mengambil data. 5. Semua keluarga ku tercinta atas doa, semangat dan dukungannya, terutama si kecil Qeisha yang menjadi sumber inspirasiku. 6. Teman-teman selama masa perkuliahan yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

7. Teman-teman eks telkom 97 politeknik UI yang telah berjuang bersama-sama di kampus Universitas Mercubuana ini. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan guna penyempurnaan. Akhir kata penulis berharap, semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang berkepentingan. Jakarta, Agustus 2007 Apryadi Wahyu A

DAFTAR ISI JUDUL ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL i ii iv vi ix x BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Tujuan Dan Manfaat 2 1.3 Metode Pembahasan 2 1.4 Pembatasan Masalah 2 1.5 Sistematika Penulisan 3 BAB II KONSEP DASAR WCDMA 5 2.1 Arsitektur Jaringan WCDMA 5 2.1.1 UE User Equipment 6 2.1.2 UTRAN- UMTS Teresterial Radio Access Network 7 2.1.2.1 Node B 7 2.1.2.2 RNC Radio Network Controller 7 2.1.3 CN Core Network 8 2.1.3.1 MSC/VLR Mobile Switching Center/Home Location Register 8 2.1.3.2 GMSC Gateway Mobile Switching Center 8

2.1.3.3 HLR Home Location Register 9 2.1.3.4 SGSN Serving GPRS Support Node 9 2.1.3.5 GGSN Gateway GPRS Support Node 9 2.1.3.6 CBC 10 2.2 Arsitektur Logik dan Interface Antar Elemen 10 2.2.1 Uu Interface 12 2.2.1.1 Lapisan Network 13 2.2.1.2 Lapisan Data Link 13 2.2.1.3 Lapisan Fisik 19 2.2.2 Iub Interface 22 2.2.3 Iur Interface 25 2.2.4 Iu Interface 27 BAB III High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) 30 3.1 Shared channel transmission 31 3.2 Higher Order Modulation 33 3.3 Link Adaptation 34 3.4 Radio Channel Dependent scheduling 36 3.5 Hybrid ARQ with Soft Combining 37 3.6 Dynamic Power Allocation 40

BAB IV Implementasi dan Performansi Teknologi HSDPA pada Sistem WCDMA 44 4.1 Implementasi penggunaan HSDPA dalam WCDMA 44 4.2 Konfigurasi Dasar dan Pengaktifan Sel HSDPA 49 4.3 Performansi Jaringan HSDPA 50 4.3.1 Pengukuran Performansi jaringan Berdasarkan Throughput 52 4.3.2 Pengukuran Performansi jaringan Berdasarkan Delay/Respon time 55 4.3.3 Pengukuran Performansi jaringan Berdasarkan Utilitas Trafik 56 BAB V Penutup 58 Daftar Pustaka

DAFTAR GAMBAR Gambar 2-1 UTRAN sistem arsitektur 6 Gambar 2-2 WCDMA RAN interface 10 Gambar 2-3 UTRAN OSI MODEL / Hubungan antara WCDMA protokol 12 Gambar 2-4 Kanal Transport WCDMA 16 Gambar 2-5 Kanal Fisikal WCDMA 19 Gambar 2-6 IUB Interfacae protokol 22 Gambar 2-7 Iur Interface protokol 25 Gambar 2-8 Iu-CS Interface protokol 27 Gambar 2-9 Iu-PS Protokol 27 Gambar 3-1 Short TTI 2ms 31 Gambar 3-2 Shared Channel Transmission 32 Gambar 3-3 Higher Order Modulation 33 Gambar 3-4 Fast hybrid ARQ with soft combining 39 Gambar 4-1 QoS status untuk HSDPA 45 Gambar 4-2 Konfigurasi parameter-parameter HSDPA pada UTRAN 46 Gambar 4-3 Set Parameter TX board dengan HSDPA 48 Gambar 4-4 User Equipment seting untuk HSDPA indosat 48 Gambar 4-5 Konfigurasi dasar dan Pengaktifan Sel HSDPA 49 Gambar 4-6 Grafik Network Statistik Monitoring berdasarkan Throughput dengan Sofware NetPerSec 54

DAFTAR TABEL Tabel 3-1 Kemampuan User Equipment 43 Tabel 4.1 Data Pengukuran throughput 52 Tabel 4.2 Data Ping WCDMA dan HSDPA 55 Tabel 4.3 Utilitas Trafik WCDMA dan HSDPA 56

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Di era teknologi informasi multimedia dan teknologi telekomunikasi yang berkembang sangat pesatnya, manusia memerlukan suatu media untuk dapat melakukan komunikasi, hiburan dan memperoleh informasi kapan saja dan dimana saja secara bersamaan. Hal ini membuat penyedia jasa telekomunikasi berupaya untuk memenuhi kebutuhan tersebut dengan cara menghadirkan suatu teknologi baru yang merupakan perkembangan dari teknologi yang sudah ada. Layanan telekomunikasi bergerak menjadi berkembang tidak hanya untuk suara saja tetapi menjadi pelayanan multimedia,internet akses, tv bergerak dan video streaming. Untuk memenuhi layanan tersebut dibutuhkan suatu teknologi bergerak yang mempunyai kapasitas bandwith pada jalur radio yang besar dan mempunyai kecepatan data yang tinggi pula. Teknologi yang dapat melakukan hal tersebut adalah teknologi WCDMA yang mempunyai kecepatan data 384 kbps sampai dengan 2 Mbps. Dan untuk meningkatkan kapasitas dan kecepatan data hingga 10Mbps maka ditambahkanlah suatu kanal transport baru yang merupakan suatu teknologi HSDPA. HSDPA juga meningkatkan berkurangnya delay dan reaksi waktu layanan lebih singkat.

1.2. TUJUAN DAN MANFAAT Adapun tujuan dan manfaat penulis membahas masalah ini adalah : 1. Menjelaskan penggunaan teknologi HSDPA pada sistem Wideband CDMA. 2. Menganalisa hasil pengamatan yang didapat yang menunjukkan kelebihan dari penggunaan teknologi HSDPA dibandingkan dengan teknologi Wideband CDMA. 1.3. METODE PEMBAHASAN Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Studi literature, yaitu dengan mencari dan mempelajari buku-buku serta literature-literature yang berhubungan dengan tema penulisan tugas akhir ini 2. Observasi, yaitu dengan melakukan studi lapangan dan mengambil data serta menganalisa data-data tersebut. 1.4. PEMBATASAN MASALAH Dalam penulisan tugas akhir ini, pembahasan utamanya adalah tentang prinsip kerja HSDPA, kanal yang digunakan dan aliran signalnya serta menganalisa throughputnya berdasarkan pengukuran dilapangan sehingga diperoleh keunggulan yang didapat dengan penggunaan teknologi HSDPA pada sistem Wideband CDMA.

1.5. SISTEMATIKA PENULISAN Pada penulisan tugas akhir ini dibagi menjadi lima bagian dimana terjabar dalam bab-bab berikut : Bab I: Pendahuluan Berisikan tentang latar belakang, tujuan dan manfaat, metode pembahasan, batasan masalah dan sistematika penulisan. Bab II: Konsep Dasar WCDMA Berisikan tentang teori pendukung yang menunjang dalam pembuatan tugas akhir yang menjelaskan mengenai arsitektur jaringan WCDMA yang berisi berbagai fungsi di tiap-tiap bagiannya, arsitektur logic dan interface antar elemen yang berisi fungsi dan kelebihan dari tiap-tiap interface. Bab III:High Speed Downlink Packet Access Berisikan tentang High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) yang menjelaskan mengenai teknologi utama system HSDPA yaitu shared channe ltransmission, high order modulation, link adaptation, radio channel dependent scheduling, hybrid ARQ with soft combining, dynamic power allocation Bab IV:Implementasi teknologi HSDPA pada sistem WCDMA Berisikan tentang implementasi penggunaan HSDPA dalam sistem WCDMA, konfigurasi dasar dan pengaktifan sel HSDPA dan analisa data yang menjelaskan tentang performansi HSDPA berdasarkan throughput, delay/respon time dan utilitas trafik.

Bab V: Penutup Berisikan tentang kesimpulan dari bab implementasi teknologi HSDPA pada sistem WCDMA.

BAB II KONSEP DASAR WCDMA Teknologi Wideband CDMA (WCDMA) adalah suatu perkembangan dari sistem GSM melalui beberapa langkah. Teknologi GSM sangat optimal untuk percakapan dan bukan untuk data yang hanya menyediakan 9,6 kbps pada interface udara. Beberapa langkah yang sangat penting dalam perkembangan sistem GSM untuk menambah transfer data adalah GPRS (General Packet Radio Service), HSCSD ( High Speed Circuit Switched Data), EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution). WCDMA/UMTS merupakan sistem komunikasi bergerak generasi ke- 3. Sistem ini adalah suatu sistem dimana telekomunikasi, komputer dan industri media bertemu. Jaringan UMTS akan menjadi suatu sistem pelayanan serbaguna, menyediakan pelayanan tradisional telekomunikasi dan pelayanan berdasarkan internet melalui jaringan yang sama dengan mendukung untuk kecepatan bit yang tinggi, 384 kbps (area luas) sampai dengan 2Mbps (lokal area). Hal ini akan memberi pertumbuhan jumlah dari interkoneksi antara bermacam-macam jaringan, sirkuit dan packet switch, pita sempit dan pita lebar, suara dan data, tetap dan bergerak. 2.1 ARSITEKTUR JARINGAN WCDMA Gambar 2.1 memberikan ilustrasi dari sistem jaringan Wideband Code Divison Multiple Access (WCDMA). Pada sistem ini terdapat 3 bagian utama yaitu user equipment (UE) atau biasa disebut terminal handphone, UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network), dan CN (Core Network)

Gambar 2.1 UTRAN SISTEM arsitektur 2.1.1 UE User Equipment UE merupakan suatu perangkat yang memberikan pelanggan akses ke jaringan WCDMA melalui antarmuka radio. UE terdiri dari 2 bagian yaitu ME (Mobile Equipment) yang digunakan sebagai pengolahan fungsi radio dan interface ke pemakai dan perangkat lainnya. Bagian dari UE lainnya adalah USIM (UMTS Subscriber Identity Module) yang merupakan kartu pintar berisi informasi data pelanggan, melakukan pembuktian algoritma dan menyimpan autentikasi dan enkripsi bersama dengan informasi untuk UE.

2.1.2 UTRAN - UMTS Terresterial Radio Access Network UTRAN terdiri dari Radio Network Subsistem (RNS) yang terhubung ke jaringan inti (CN) melalui interface Iu. RNS terdiri dari Node B dan RNC. UTRAN mempunyai fungsi yang berhubungan dengan keseluruhan kontrol sistem akses, yaitu kontrol ijin masuk, kontrol kongesti, broadcast sistem informasi, kanal radio ciphering dan deciphering, handover dan perpindahan RNS.UTRAN terbagi atas 2 bagian yaitu Node B dan RNC. 2.1.2.1 Node B Node B atau biasa disebut RBS mempunyai tanggung jawab untuk mengirim dan menerima sinyal radio dalam satu atau lebih sel dari dan ke User Equipment. Node B terdiri dari perangkat radio seperti transceiver dan antena, yang dibutuhkan untuk melayani tiap sel di jaringan. Perangkat ini menangani frekuensi radio pada tiap-tiap sel dalam sistem WCDMA RAN dan juga untuk menangani perangkat frekuensi radio dan sistem antena. 2.1.2.2 RNC - Radio Network Controller RNC digunakan sebagai pengontrol sejumlah node B dalam suatu RNS. RNC adalah switch dengan kapasitas tinggi yang menyediakan fungsi seperti handover, mengatur dan mengoptimalkan sumber jaringan radio dan mengontrol pergerakan pemilihan kanal radio dan mengumpulkan konfigurasi data sel. RNC dihubungkan ke jaringan inti (CN) melalui interface Iu, dan terminal di handphone dihubungkan ke node B melalui interface Uu ( radio interface).

2.1.3 CN Core Network CN atau jaringan inti terdiri dari bagian-bagian yang mempunyai fungsi masingmasing, yaitu : 2.1.3.1 MSC/VLR Mobile services Switching Center/ Home Location Register MSC melaksanakan fungsi switching telepon untuk jaringan bergerak. MSC mengontrol panggilan dari dan ke sistem telepon dan data lain seperti PSTN (Public Switched Telephone Network), ISDN (Integrated Services Digital Network), PLMN (Public Land Mobile Network), PDN (Public Data Network) dan beberapa jaringan bergerak lainnya. VLR merupakan database yang digunakan oleh MSC/SGSN untuk memperoleh informasi mengenai MS yang sedang roaming didaerahnya. Pada VLR terdapat informasi yang berhubungan dengan pembentukan panggilan dan penerimaan panggilan dari MS yang terdaftar di daerahnya 2.1.3.2 GMSC Gateway Mobile services Switching Center GMSC mempunyai fungsi untuk memungkinkan MSC bertanya ke jaringan HLR berkaitan dengan jalur panggilan ke Mobile Station (MS). Ketika pemakai yang terhubung ke PSTN menginginkan untuk melakukan panggilan ke pelanggan bergerak, maka pusat PSTN akan mengakses jaringan dengan cara pertama kali menghubungi GMSC

2.1.3.3 HLR Home Location Register HLR merupakan suatu pusat database dari jaringan yang berisi informasi mengenai pelanggan yang telah terdaftar. HLR ini menyimpan data-data pelanggan yang bersifat tetap (misalnya data pribadi pelanggan dan jenis layanan yang dilanggannya) serta data-data yang bersifat sementara (misalnya informasi lokasi dari MS) 2.1.3.4 SGSN Serving GPRS Support Node SGSN bertanggung jawab dalam pengiriman data paket dari dan ke MS dalam area layanannya. Fungsi utama dari SGSN adalah untuk menangani proses registrasi MS dan otentikasi MS, mengelola mobilitas MS (meliputi proses attach/detach dan manajemen lokasi), manajemen link logik, melakukan relay trafik, dan mengumpulkan informasi statistik 2.1.3.5 GGSN Gateway GPRS Support Node Fungsi GGSN mirip dengan fungsi router dalam suatu jaringan data. GGSN merutekan data pelanggan dari jaringan data eksternal ke SGSN yang sedang melayani MS tujuan dan merutekan data yang berasal dari MS ke jaringan data eksternal atau ke suatu SGSN. GGSN melakukan konversi format data paket yang datang dari suatu SGSN menjadi format paket data protokol (PDP) yang sesuai (misalnya IP dan X25) dan mengirimnya ke jaringan data paket tujuan. GGSN juga menyelenggarakan fungsi otentikasi dan charging.

2.1.3.6 CBC CBC mempunyai fungsi utama untuk menangani pesan, seperti mengirim pesan baru, dan status dari pesan tersebut. Juga bertanggung jawab untuk menentukan muatan dari kanal pengiriman, fungsi reset dan menangani laporan kegagalan dan kesalahan. 2.2. ARSITEKTUR LOGIK DAN INTERFACE ANTAR ELEMEN Interface-interface yang terdapat dalam sistem WCDMA dapat dilihat dari gambar 2.2 berikut : Gambar 2.2 WCDMA RAN Interface

- Uu, merupakan interface udara yang berada di antara User Equipment (UE) dan node B. Uu adalah WCDMA RAN radio eksternal interface ke UE yang terbagi atas 3 lapisan protokol yaitu lapisan fisik, lapisan kontrol link, dan lapisan jaringan. - Iub, merupakan interface logikal yang menghubungkan Node B ke Radio Network Controller (RNC). Interface ini digunakan untuk aplikasi transmisi radio yang berhubungan dengan signalling, radio frame dan perkiraan kualitas dari uplink radio frame dan sinkronisasi data. Node B Application Part Protocol (NBAP) adalah protokol yang menggunakan interface ini. - Iu, merupakan interface antara Core Network (CN) dengan UTRAN. Iu interface menghubungi RNC ke MSC dan SGSN. Iu interface terbagi atas 2 bagian yaitu, Iu-PS (Packet Switched) yang terhubung dengan GPRS dan Iu CS (Circuit Switched) yang terhubung dengan MSC. Iu interface mempunyai beberapa fungsi seperti menentukan,memaintenance, dan membebaskan akses radio bearer, melakukan sistem handover, informasi lokasi dari ULTRAN ke CN. Radio Access Network Application Part (RANAP) adalah protokol yang menggunakan interface ini. - Iur, merupakan interface untuk komunikasi antara 2 titik RNC dan antara 2 RNS. Iur interface diperlukan untuk membantu antar RNC melakukan soft handover. Radio Network Subsystem Application Part (RNSAP) adalah protokol yang menggunakan interface ini.

2.2.1 Uu Interface WCDMA digunakan untuk pemindahan data melalui interface udara. Data yang dimaksud dalam proses ini dimodulasikan pada pembawa radio dengan bandwith 5Mhz dengan sistem QPSK. Data terkirim antara Node B dan RNC dalam format ATM (Asyncronous Transfer Mode) dengan menggunakan sistem gelombang mikro PDH/SDH. Interface antara RNC dengan CN juga berdasarkan ATM tetapi dengan kapasitas traffic E1 lebih besar. Gambar 2.3 UTRAN OSI MODEL / Hubungan antara WCDMA protokol RAN terbagi menjadi bagian pemakai dan bagian kontrol. Bagian pemakai digunakan untuk mengirim data pemakai dan bagian kontrol digunakan untuk signaling.berdasarkan UTRAN OSI Model diatas, Uu interface mempunyai 3 lapisan protokol yaitu lapisan fisik, data link dan network.

2.2.1.1 Lapisan Network Lapisan Network terdiri dari satu protocol, yaitu Radio Resource Control (RRC). Fungsi utama RRC adalah menentukan signaling radio bearer antara UE dan RNC untuk menangani sebagian besar dari signal kontrol. RRC mengendalikan langsung dari lapisan fisikal untuk setup panggilan, pelepasan dan lainnya. 2.2.1.2 Lapisan Data Link Lapisan data link terdiri dari dua sublayer, yaitu Radio Link Control (RLC) dan Medium Access Control (MAC). RLC dibutuhkan untuk memastikan pesan mempunyai panjang yang sesuai dan juga merencanakannya pada kanal logika. Tiap RLC dibentuk oleh RRC untuk menjalankan satu dari tiga mode, yaitu Acknowledge Mode (AM), Unacknowledge Mode(UM) dan Transparent Mode (TM). Pada mode AM mekanisme ARQ digunakan untuk koreksi kesalahan. Setiap kesatuan RLC berhubungan dengan pasangan RLC pada UE dengan satu atau lebih kanal logikal. Tipe data yang dikirimkan ditetapkan oleh kanal logikal yang terbagi dalam 2 kelompok yaitu : A. Kanal control - BCCH - Broadcast Control Channel. BCCH adalah kanal downlink untuk membroadcast informasi sistem pengendali

- PCCH - Paging Control Channel PCCH adalah kanal downlink yang memindahkan informasi paging dan digunakan ketika jaringan tidak mengetahui lokasi dari UE dan ketika UE dalam sleep mode - CCCH - Common Control Channel CCCH adalah kanal 2 arah (uplink dan downlink) yang memindahkan informasi pengaturan antara jaringan dan UE. Kanal ini digunakan oleh UE yang tidak mempunyai hubungan RRC dengan jaringan dan juga digunakan pada saat UE menggunakan Common Transport Channel untuk memasuki pemilihan ulang sel baru. - DCCH - Dedicated Control Channel DCCH adalah kanal point to point 2 arah (uplink dan downlink) yang mengirimkan kontrol informasi yang dipakai antara UE dan jaringan. Kanal ini terbentuk melalui prosedur setup RRC connection. B. Kanal Trafik - CTCH - Common Traffic Channel CTCH adalah kanal dua arah yang memindahkan dari informasi pelanggan antara jaringan dan UE.

- DTCH - Dedicated Traffic Channel DTCH adalah kanal point to point 2 arah (uplink dan downlink) yang digunakan untuk sebuah UE untuk memindahkan informasi pelanggan. Pada lapisan Medium Access Control (MAC) kanal logikal yang diterima dari RLC dipetakan ke kanal transport. Terdapat 4 kesatuan MAC, yaitu MAC-b yang menangani kanal transport untuk broadcast channel, MAC-c/sh yang menangani kanal transport untuk common channel, MAC-d menangani semua dedicated transport channel dan MAC-hs menangani HS-DSCH transport channel. Kanal transport dikelompokan dengan metode dari transport yang dipakai. Bagian ini membolehkan perbedaan CRC, pengkodean dan lainnya agar digunakan untuk aplikasi yang berbeda pada lapisan fisik. Struktur kanal transport yang terdapat di sistem WCDMA dapat dilihat seperti gambar 2.4

Gambar 2.4 kanal Transport WCDMA Kanal transport menetapkan bagaimana dan dengan apa karakteristik data dikirim melalui interface udara. Terdapat dua tipe dari kanal transport yaitu: A. Dedicated Transport Channel Hanya ada satu tipe dari dedicated transport channel, yaitu Dedicated Channel (DCH). DCH adalah uplink atau downlink kanal transport. DCH membawa semua informasi yang diperuntukan untuk user khusus, yaitu data dan lapisan lebih tinggi dari pengatur informasi. DCH membantu dalam soft handover, kecepatan power control, dan kecepatan perubahan data rate dalam basis frame demi frame.. DCH dipancarkan melalui seluruh sel atau hanya dari bagian sel menggunakan beam antenna.

B. Common Transport Channel Terdapat 6 tipe dari common transport channels, yaitu : - BCH - Broadcast Channel Broadcast Channel (BCH) adalah kanal transport downlink yang digunakan untuk sistem broadcast dan informasi khusus sel. Data khas yang dikirimkan adalah ketersediaan kode random access dan tempat masuk dalam sel. BCH selalu dikirimkan melalui semua sel dan mempunyai sebuah transport format. - FACH - Forward Access Channel FACH adalah kanal transport downlink yang membawa kontrol informasi untuk dikenali terminal. FACH dapat juga membawa paket data. FACH terkirim melalui seluruh sel atau hanya melalui sebagian penggunaan sel. FACH dapat dikirimkan menggunakan kontrol power yang lambat. - PCH - Paging Channel Paging Channel adalah kanal transport downlink yang membawa data yang telah ditandai. PCH selalu dikirimkan melalui seluruh sel. Pengiriman dari PCH berhubungan dengan pengiriman dari layer fisikal yang menghasilkan petunjuk paging, untuk mendukung efesiensi prosedur sleep mode.

- RACH - Random Access Channel Random Access Channel adalah kanal transport uplink yang digunakan oleh UE untuk menginisiasikan akses ke Node B. RACH selalu diterima dari semua sel. RACH juga dapat digunakan untuk membawa paket data yang kecil. Karakteristik RACH adalah dari resiko tabrakan dan dari pengiriman menggunakan putaran terbuka power kontrol - CPCH - Common Packet Channel Common Packet Channel adalah kanal transport uplink untuk paket data connection less. CPCH terhubung dengan kanal dedicated pada downlink yang menyediakan control power dan perintah CPCH kontrol untuk CPCH uplink. Karkteristik CPCH yaitu dengan inisialisasi resiko tabrakan dan dengan menjadi pengiriman menggunakan putaran tertutup power control - DSCH - Downlink Shared Channel Downlink Shared Channel adalah kanal transport downlink yang dapat dibagi oleh beberapa UE untuk pengiriman data berkecepatan tinggi. DSCH dihubungkan dengan satu atau beberapa DCH Downlink. DSCH dikirimkan melalui seluruh sel atau hanya melalui bagian dari sel. DSCH mendukung penggunaan dari power control yang cepat.

2.2.1.3 Lapisan Fisik Lapisan fisik menawarkan pelayanan ke lapisan MAC melalui kanal transport. Pada akhirnya kanal transport terhubung ke kanal fisikal. Kanal fisikal yang membedakan dari frekuensi RF, kode kanalisasi, kode spreading dan modulasi. Dalam kata lain, kanal ini melakukan transmisi sebenarnya dari bit data. Fungsi dari kanal fisikal adalah untuk melakukan fungsi pengolahan data dan radio frekuensi juga fungsi operasional. Kanal fisikal terbagi menjadi 4 kelompok, seperti gambar 2.5 : Gambar 2.5 Kanal Fisikal WCDMA

A. Channel Broadast to all UE in the cell - P-CCPCH - Primary Common Control Physical Channel P-CCPCH adalah kanal yang digunakan untuk broadcast informasi sel, system frame number (SFN) sel, dan referensi waktu untuk semua kanal downlink. Kanal ini membawa BCH & SCH - SCH - Synchronization Channel SCH adalah kanal yang digunakan untuk membawa kode sinkronisasi yang utama dan tambahan, sinkronisasi slot, frame dan menemukan dari kelompok kode PN. - P-CPICH - Primary Common Pilot Channel P-CPICH adalah kanal yang digunakan untuk mengirim kode PN dari sel. Menyediakan referensi bentuk yang berhubungan untuk kanal downlink dan membantu kanal memperkirakan (handover dan pemilihan sel) - S-CPICH - Secondary Common Pilot Channel S-CPICH adalah kanal yang digunakan bersama PCPICH. SCPICH digunakan pada beam antena yang sempit untuk menyediakan kapasitas ekstra di area yang mempunyai traffic tinggi

B. Paging channel - S-CCPCH - Secondary Common Control Physical Channel S-CCPCH adalah kanal yang digunakan untuk membawa PCH dan FACH. Mengirim sinyal untuk mode idle dan mengontrol informasi ke UE. Dapat juga digunakan untuk mengirim kanal logical yang berhubungan dengan paging dan sms. - PICH - Page Indicator Channel PICH adalah kanal yang digunakan untuk menginformasikan UE untuk menangkap frame paging selanjutnya. PICH digunakan untuk memberi tanda UE dari panggilan yang masuk. C. Random & Packet Access Channel - PRACH Physical Random Access Channel PRACH adalah kanal yang digunakan untuk membawa permintaan masuk, mengontrol informasi dan burst data pendek. - AICH Acquisition Indicator Channel AICH adalah kanal yang memusatkan pada kanal fisik downlink yang digunakan untuk menyatakan situasi khusus ke UE.

D. Dedicated Connection Channel - DPDCH - Dedicated Physical Data Channel DPDCH adalah kanal yang digunakan untuk mengirimkan data yang dipakai pada layer 2. - DPCCH - Dedicated Physical Control Channel DPCCH adalah kanal yang digunakan untuk mengirimkan signaling layer 1 ke UE termasuk bit TPC (Transmit Power Control), pilot bit. 2.2.2 IUB Interface Iub adalah interface antara RBS ke RNC. Susunan protocol untuk Iub dapat dilihat pada gambar 2.6 Gambar 2.6 IUB Interfacae protokol

Lapisan jaringan Radio (RNL) menetapkan tata cara yang berhubungan dengan operasi dari RBS. Lapisan jaringan transport (TNL) menetapkan tata cara dari menentukan hubungan fisik antara RBS dan RNC. Protokol aplikasi Iub yaitu Node B Application Part (NBAP) menginisialisasikan pembentukan dari hubungan signaling melalui Iub. Hal ini terbagi menjadi 2 komponen yang penting yaitu NBAP common untuk menentukan prosedur signaling melalui jalur signaling yang biasa dan NBAP dedicated untuk jalur signaling yang akan dipakai. Pemisahan ini harus dilakukan karena kenyataannya RBS telah menetapkan mempunyai bagian yang biasa dan sejumlah bagian yang terpakai (tiap-tiap pengontrol hubungan trafik). Untuk memudahkan mengontrol bagian yang berbeda ini, RNL mengontrol protokol NBAP dan dibagi dengan cara yang sama, yaitu: - NBAP-C digunakan untuk signaling yang menginisialisasikan keadaan UE untuk UE yang terpakai atau sinyal yang tidak berhubungan dengan spesifik UE. Prosedur NBAP-C misalnya adalah konfigurasi sel, menangani common channel dan setup hubungan radio. - NBAP-D digunakan untuk signaling yang berhubungan kepada keadaan UE yang spesifik. Permulaannya dengan meminta ke RBS dari RNC untuk keadaan aktivasi menggunakan NBAP-C, tetapi setelah keadaannya disetup dengan segera, NBAP-D kemudian digunakan. Fungsi dari NBAP- D misalnya adalah penambahan,rekonfigurasi dan melepaskan dari satu keadaan UE.

SAAL adalah layer adaptasi ATM yang mendukung komunikasi antara kesatuan signaling melalui jalur ATM. DI ATM, terdapat 2 macam interface signaling yang digunakan yaitu User to Network Interface (UNI) yang digunakan untuk Iub dan Network to Network Interface (NNI) yang digunakan untuk Iur dan Iu. Penggunaan UNI-SAAL untuk transport signaling pada Iub menyediakan untuk efisiensi pengangkutan dari protokol signaling NBAP. Hal ini memungkinkan karena RNC hanya membutuhkan untuk yang mempunyai hubungan NBAP dengan RBS yang secara langsung dibawah kontrolnya. Kepastian ini untuk lebih alaminya pengangkatan dari jalur point to point dan membuang lapisan protokol yang tidak diperlukan. Bagian pemakai protokol Iub frame (FP), menentukan struktur dari frame dan dasar di prosedur kontrol band untuk semua tipe dari kanal transport yaitu DCH-FP,RACH-FP,FACH-FP, HS-DSCH FP dan PCH-FP

2.2.3 IUR Interface Interface Iur menghubungkan antara 2 RNC. Susunan protokol untuk Iur dapat dilihat pada gambar 2.7 dibawah ini. Gambar 2.7 Iur Interface protocol Protokol RNSAP adalah protokol signaling yang menetapkan untuk interface Iur. Ini terdiri dari 4 fungsi, yaitu - mendukung mobilitas dasar inter-rnc (menyediakan signaling antara RNC) - Mendukung dedicated kanal trafic (menyediakan kanal dedicated untuk data pemakai antara RNC, misalnya untuk soft handover) - Mendukung common kanal trafik ( menyediakan kanal dasar komunikasi antara RNC) - Mendukung sumber management global (menyediakan perpindahan dari Node B info waktu dan pengukuran sel antara RNC)

Signalling Connection Control Protocol (SCCP) menyediakan fungsi untuk transport pesan signaling antara pemakai SCCP dan juga melalui Signaling Transfer Points (STPs). Pesan ini dapat diangkut dalam mode connectionless ataupun connectionoriented. SCCP dapat bekerja dengan semua alamat global atau Destination Point Code (DPC) dan subsystem Number (SSN) yang menentukan rute langsung dari SCCP. MTP-3b adalah versi pitalebar dari lapisan ke-3 Message Transfer Part. MTP-3b menyediakan rute network fungsional yang terus menerus dengan jalur redundant dan pembagian beban. MTP-3b telah dibentuk untuk transport pita lebar dengan demikian dapat ditransport melalui ATM menggunakan AAL5 dan NNI-SAAL. SAAL bertindak sebagai interface antara ATM dan lapisan MTP-3b. NNI-SAAL membentuk SSCF (Service Specific Coordination Function), SSCOP (Service Specific Connection Oriented Protocol) dan AAL5. Lapisan SSCF dan SSCOP dibentuk secara khusus untuk transport signaling di jaringan ATM dan dengan demikian terlihat seperti fungsi sebagai management hubungan signaling. Bagian user pembawa transport untuk interface Iur adalah AAL2 dan diset dengan protokol Q 2630.1. Bagian pemakai untuk RNL yang melalui Iur dapat berdasarkan kanal common ataupun dedicated. Kanal common menggunakan protokol RACH-FP dan FACH-FP dan protokol bagian user dedicated adalah DCH-FP.

2.2.4 Iu Interface Iu interface menghubungkan RNC ke daerah CS (circuit Switched) dan daerah PS (Packet Switched) dari Core Network. Sehingga Iu interface dibagi menjadi Iu-CS dan Iu-PS. Susunan protokol-nya dapat dilihat digambar 2.8 dan 2.9 berikut ini Gambar 2.8 Iu- CS Interface protocol ambar 2.9 Iu-PS Protokol G

RNL bagian kontrol protokol adalah RANAP. RANAP menangani fungsional seperti paging, penentapan hubungan signaling (inisialisasi pesan UE), perpindahan informasi NAS antara UE dan CN dan RAB management. Iu interface membutuhkan interkoneksi yang flexible jadi dapat menetapkan komunikasi antara node yang berbeda-beda. Node CN membutuhkan kemampuan untuk berhubungan dengan banyak RNC lainnya. Seperti mempercayakan hubungan individual point to point pada lapisan kedua, penggunaan ulang jaringan SS7 menyediakan transport dari informasi signaling yang dapat dipercaya dan dengan kebutuhan QoS yang disediakan jaringan SS7.Bagian pemakai untuk pembawa transport dari Iu-CS adalah AAL2 dan diset dengan protokol Q.2630.1. Interface Iu-PS mempunyai bagian pemakai berdasarkan GPRS Tunneling Protocol-User (GTP-U) ditransportasikan melalui UDP/IP. Protokol GTP-U digunakan untuk menyediaakan urutan identifikasi melalui penggunaan dari Tunnel Endpoint Identifier (TEID). Protokol ini juga memasukan beberapa pesan signaling dasar untuk menyediakan kontrol komunikasi dasar. UDP adalah satu dari protokol transport yang utama yang telah digunakan untuk transport dari aplikasi IP dan telah dipilih untuk GTP-U. IP adalah protokol lapisan network untuk packet switched data. IP menyediakan penggunaan dari perlengkapan rute IP standard pada jaringan transport. Ini berarti operator dapat membawa bagian paket data dari WCDMA RAN melalui jaringan inti IP

backbone, mempengaruhi infrastruktur yang sudah ada dan trend teknologi saat ini. Tujuan dari protokol bagian user adalah untuk membawa data pemakai yang berhubungan dengan RABs melalui Iu interface. Protokol ini dapat bekerja secara nyata untuk RAB yang tidak membutuhkan framing atau kontrol, atau protokol dapat menawarkan frame untuk bagian data pemakai dan beberapa kontrol signaling dasar untuk inisialisasi dan kontrol kecepatan.

BAB III High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) Ketika penggunaan pelayanan paket data bertambah dan pelayanan baru diperkenalkan, kapasitas yang lebih besar akan dibutuhkan dalam sistem WCDMA. Untuk itu dibuatlah suatu kanal transport downlink baru yang mendukung peningkatan untuk interaktif, beberapa perluasan, dan pelayanan streaming. Teknologi baru ini disebut juga HSDPA (high speed downlink packet access). HSDPA secara signifikant dapat mengurangi delay dan menyediakan kecepatan data maksimum sampai dengan 14Mbps. HSDPA adalah suatu sistem transmisi yang membawa suatu kanal transport baru yang disebut HS-DSCH ( High Speed Downlink Shared Channel). Pengiriman HS-DSCH berdasarkan pada pengiriman kanal secara bersama-sama. HS-DSCH mendukung penggunaan dari permintaan modulasi yang lebih tinggi sehingga dapat menyediakan untuk kecepatan data maksimum yang lebih tinggi dan kapasitas data yang lebih tinggi pula. Untuk memperoleh fitur HSDPA dengan meminimalisasi pengaruh pada protokol interface radio yang sudah ada, maka dibuatlah MAC sublayer baru yaitu MAC-HS. Sub layer ini ditempatkan di node B untuk mengurangi penundaan pengiriman bagi hybrid ARQ dan menyediakan kemungkinan perkiraan kualitas kanal terbaru untuk link adaptation & channel dependent scheduling. HS-DSCH juga menggunakan TTI (Transmission Time Interval) lebih pendek, yaitu sekitar 2 ms untuk mengurangi delay interface udara dengan mengurangi RRT

(Round Trip Delay). Hal ini akan meningkatkan performansi pemakai karena TTI akan meningkatkan hubungan dengan TCP/IP. Gambar 3.1 Short TTI 2ms Transmisi HS-DSCH berdasarkan pada 5 teknologi utama, yaitu Shared channel transmission, higher order modulation, link adaptation, radio channel dependent scheduling, hybrid ARQ with soft combining. 3.1 Shared channel transmission Transmisi shared channel termasuk sejumlah bagian tertentu dari sumber radio untuk sel ( jarak dan daya kode) terlihat seperti sumber yang biasa agar secara dinamis digunakan bersama-sama antara pemakai, terutama pada daerah waktu. Kode-kode ini disediakan untuk pemakai hanya jika pemakai benar-benar menggunakannya untuk transmisi, dengan kepastian untuk efisiensi kode dan penggunaan daya. Manfaat utama dengan penggunaan downlink shared channel transmission adalah mengurangi resiko dari pembatasan kapasitas kode, penggunaan kode secara bersamasama pada daerah kode ( code multiplexing ), juga memungkinkan dengan menggunakan subset dari set lengkap kode kanalisasi untuk pemakai yang berbeda. Dengan kode multiplexing beberapa pemakai dapat ditetapkan dengan menggunakan sebuah TTI.

Gambar 3.2 memperlihatkan contoh dari 4 pemakai bersama-sama berbagi daerah waktu dan kode (8 kode). Pemakaian bersama-sama pada daerah pengkodean sangat berguna untuk menyediakan bantuan yang efisien dari muatan yang kecil pada saat pengiriman data tidak memerlukan semua set dari konfigurasi kode HS-DSCH di sel. Sangat berguna ketika terminal pendukung tidak dapat menyebarkan kembali semua set kode. Gambar 3.2 Shared Channel Transmission

3.2 Higher Order Modulation WCDMA menggunakan data modulasi QPSK untuk transmisi downlink. Untuk mendukung kecepatan data lebih tinggi dapat menggunakan modulasi data higher-order sepert 16 QAM dapat dilihat di gambar 3.2 Gambar 3.3 Higher Order Modulation Dibandingkan dengan modulasi QPSK, higher-order modulation mempunyai pemakaian bandwith lebih efisien, yaitu dapat membawa lebih banyak bit per detiknya. Akan tetapi, higher-order modulation juga kurang kuat dan memerlukan daya tiap bit yang lebih tinggi sehingga memberikan angka error. Dalam keadaan interferensi kapasitas yang terbatas, pada saat keadaan normal dari WCDMA, penggunaan untuk higher-order modulation jadi tidak efisien dari kapasitas sistem point of view. Bagaimanapun juga, pada keadaan shared channel transmission, bagian yang penting untuk daya total sel memungkinkan reaksi seketika yang dapat digunakan untuk transmisi ke pemakai tunggal. Pada keadaan ini, signal to interference ratio (SIR) mungkin pada beberapa keadaan menjadi relative tinggi, walaupun dalam keadaan penggunaan kembali frekuensi satu sel. Kepercayaan menggunakan modulasi QPSK dalam suatu keadaan memungkinkan kepastian kelebihan SIR, yaitu kondisi kanal

mungkin mendukung kecepatan data lebih tinggi daripada apa yang dapat diberikan oleh QPSK (kapasitas bandwith yang terbatas) Jadi, higher-order modulation dapat digunakan bersama-sama dengan sharedchannel transmission untuk mendukung kecepatan data lebih tinggi dan mencapai kapasitas lebih tinggi, anggapan ini digunakan hanya jika kondisi kanal radio sangat memenuhi. 3.3 Link Adaptation Pada sistem seluler, kondisi kanal radio dialami oleh perbedaan jalur komunikasi downlink yang dengan khusus akan berubah-ubah secara signifikan, baik dalam waktu dan antara lokasi yang berbeda-beda dalam sel. Secara umum, terdapat beberapa alasan untuk variasi ini dan perbedaan kondisi kanal radio secara instan, yaitu : - Kondisi kanal akan berbeda secara signifikan antara posisi yang berbeda dalam sel, dikarenakan jarak yang bergantung dari path loss dan lokasi yang bergantung dari shadowing. - Kondisi kanal akan berubah-ubah dikarenakan variasi dalam tingkatan interferensi. Tingkatan interferensi akan tergantung pada posisi dalam sel, dengan secara khusus tingkat interferensi akan lebih tinggi jika dekat dengan batas sel. Tetapi, tingkat interferensi juga akan bergantung dari kegiatan transmisi seketika dari sel tetangga. Interferensi mungkin tidak hanya dari sel yang lainnya, tetapi dapat juga dari sel itu sendiri yaitu pada keadaan waktu pembubaran kanal.

- Kondisi kanal secara instan akan berubah-ubah dengan cepat dikarenakan adanya multipath fading. Kecepatan dari variasi ini tergantung pada kecepatan terminal bergerak. Khususnya itu akan berubah secara signifikan selama perpecahan dari detik. Dalam sistem WCDMA, kontol daya digunakan untuk mengimbangi dari perbedaan dan variasi pada kondisi kanal radio downlink yang instan. Pada prinsipnya, kontrol daya menyediakan secara sebanding bagian lebih besar dari total daya sel yang tersedia untuk jalur komunikasi dengan kondisi kanal yang jelek. Hal ini memastikan kualitas layanan yang sama kepada semua jalur komunikasi, walaupun perbedaan dalam kondisi kanal radio. Pada waktu yang sama, sumber radio mempunyai efisiensi manfaat lebih baik ketika mereka menyediakan jalur komunikasi dengan kondisi kanal baik. Jadi, dari semua sistem throughput point of view, kontrol daya bukanlah cara yang paling efisien untuk menyediakan sumber yang tersedia. Secara umum, tujuannya adalah untuk memastikan kecukupan penerimaan daya tiap bit informasi untuk semua jalur komunikasi, walaupun variasi dan perbedaan dalam kondisi kanal. Kontrol daya mencapai ini dengan mengatur daya transmisi pada saat menerima kecepatan data yang konstan. Untuk pelayanan yang tidak membutuhkan kecepatan data khusus terkadang menerima daya transmisi yang konstan, dapat juga mengatur daya tiap bit informasi. Ini dapat menjadikan arahan sebagai kontrol kecepatan dan penyesuaian kecepatan. Ini juga sering diarahkan sebagai (fast) link adaptation, meskipun pada prinsipnya kontrol daya dapat juga dilihat sebagai semacam link adaptation.

Terdapat perbedaan arti karena kecepatan data dapat disesuaikan untuk mengimbangi dari variasi dan perbedaan dalam kondisi kanal instan, yaitu : - Dengan mengatur kecepatan pengkodean kanal. Penggunaan pengkodean kanal dengan kecepatan pengkodean lebih tinggi menyediakan untuk kecepatan data lebih tinggi pada pengeluaran untuk berkurangnya robustness dengan pelemahan kanal. - Dengan mengatur rencana modulasi Penggunaan modulasi higher-order, seperti 16 QAM, menyediakan lebih banyak bit tiap simbol modulasi dan jadi kecepatan data lebih tinggi. Bagaimanapun, hal ini mencapai pada pengeluaran untuk berkurangnya robustness dengan pelemahan kanal. 3.4 Radio Channel Dependent scheduling Fast scheduling adalah tentang pengambilan keputusan untuk terminal yang mana pengiriman shared channel seharusnya langsung dilakukan pada keadaan yang diberikan. Ini disebut channel dependent scheduling karena hal ini tergantung dari kondisi instan kanal. Ide dasarnya adalah untuk mengirim pada keadaan sinyal mulai menghilang dari kanal untuk menambah kapasitas dan untuk penggunaan sumber daya lebih efisien. Tetapi hal ini memungkinkan kepastian untuk variasi lebih besar pada kecepatan data dari pemakai. Pertukarannya adalah antara sel throughput dan kewajaran terhadap pemakai. Pada beberapa keadaan, kemungkinannya pemakai khusus yang mungkin berada di batas

sel yang tidak diberikan sumber radio karena ketidakcukupan C/I. Perlu diingat sistem ini tidak mempunyai soft handover. Terdapat sejumlah algoritma pengaturan yang menjadi pertimbangan pertukaran antara throughput dan kewajaran, yaitu : - Round robin (RR) Sumber radio diberikan ke jalur komunikasi dengan berdasarkan urutan, tidak mengambil catatan kondisi instant kanal radio yang sudah ada dari masing-masing hubungan. - Proportional Fair (PF) PF adalah merencanakan semua pemakai dalam sel tetapi memprioritaskan pemakai dengan kualitas kanal lebih baik tetapi menerima jaminan throughput minimum. Ini memastikan semua pemakai memberikan throughput lebih tinggi dan lebih adil. - Max C/I Ratio Perbandingan maksimum C/I digunakan untuk throughput sel yang maksimal, sumber radio seharusnya, apabila memungkinkan, diberikan untuk jalur komunikasi dengan kondisi kanal instant terbaik. 3.5 Hybrid ARQ with Soft Combining Dalam skema ARQ yang biasa, penerimaan blok data yang tidak dapat diuraikan dengan tepat akan dibuang dan pengiriman kembali blok data diuraikan secara terpisah. Pada sistem hybrid ARQ with soft combining penerimaan blok data yang tidak dapat diuraikan dengan tepat tidak akan dibuang. Malahan hubungan penerimaan sinyal

disangga dan digabung secara lembut dengan keterlambatan penerimaan pengiriman ulang dari set yang sama dari bit-bit informasi. Menguraikan sandi kemudian menggunakannya kepada sinyal yang telah digabungkan. Penggunaan dari hybrid ARQ with soft combining menambah efektifitas penerimaan Eb/Io untuk tiap-tiap pengiriman ulang dan dengan demikian menambah kemungkinan untuk menguraikan dengan benar dari pengiriman ulang, dibandingkan dengan ARQ yang biasa. Terdapat banyak perbedaan pola untuk hybrid ARQ with soft combining. Akan tetapi, di sini terdapat pendekatan utama, seringkali mengacu kepada Chase Combining dan Incremental Redundancy (IR) berturut-turut. Pola ini berbeda dalam struktur retransmisi dan di jalur yang mana kombinasi halus dikeluarkan di sisi penerima. - Dalam hal Chase Combining setiap pengiriman kembali adalah sebuah duplikat yang identik dengan pengiriman yang aslinya. - Dalam hal Incremental Redundancy setiap pengiriman kembali memungkinkan terjadinya penambahan redunansi baru. Biasanya, pertambahan redunansi didasari oleh kode berkecepatan rendah. Dalam transmisi pertama hanya nomor terbatas dari bit-bit yang dikodekan ditransmisikan menjadi kode berkecepatan tinggi secara efektif. Dalam pengiriman kembali, tambahan bit-bit yang dikodekan ditransmisikan.

Gambar 3.4 Fast hybrid ARQ with soft combining Gambar 3.4 menunjukkan bahwa hybrid ARQ yang cepat mengizinkan UE untuk meminta pengiriman kembali kekeliruan blok transport yang diterima dengan cepat. - UE mencoba untuk membaca kode setiap blok transport yang diterimanya, melaporkannya ke RBS kesuksesan atau kegagalannya dalam waktu 5ms setelah penerimaan dari blok transpor itu sendiri. Mekanisme dari hybrid ARQ dalam RBS dapat merespon permintaan untuk pengiriman kembali secara cepat. Hal ini mengakibatkan jalannya waktu yang lebih pendek. - UE memakai kombinasi yang halus, yang mana UE tersebut mengkombinasikan informasi yang halus/mudah dari percobaan transmisi sebelumnya dengan transmisi yang sekarang untuk meningkatkan kemungkinan penerjemahan kode blok transport. Hal ini mengurangi kemungkinan angka error untuk pengiriman kembali. Penggunaan ini sebagian besar merupakan jenis penyetelan yang baik dari kecepatan kode efektif dan kompensasi untuk kesalahan yang dibuat oleh mekanisme dari adaptasi jaringan.

3.6 DYNAMIC POWER ALLOCATION Seperti yang dijelaskan di atas, high order modulation dan link adaptation dapat digabungkan untuk memaksimalkan penggunaan seketika dari pelemahan kanal radio. HS-DSCH tidak menggunakan kontrol daya yang cepat untuk mengimbangi variasi kanal. Selain untuk memaksimalkan throughput pengguna di downlink, HS-DSCH mengatur kecepatan data untuk mencocokkan kondisi radio seketika dan daya transmisi yang tersedia dalam RBS. Setelah menjalankan kanal-kanal yang umum dan kanal-kanal yang didedikasikan, masih memungkinkan untuk menempatkan sisa-sisa daya sel ke dalam HS-DSCH, dan menghasilkan penggunaan daya sel yang lebih efisien. Dibandingkan dengan HS-DSCH, dedicated channels didesain untuk mempertahankan sebuah data yang berkecepatan konstan oleh kontrol daya yang cepat. Sulit untuk memanfaatkan daya sel secara keseluruhan hanya dengan kanal yang dikontrol oleh daya. Tetapi, dengan menggunakan fast link adaptation untuk pelayanan yang tahan terhadap beberapa gangguan dalam nilai data, hal ini memungkinkan untuk pengoperasian yang dekat dengan daya sel maksimum selama masih menyediakan kecepatan data yang konstan untuk beberapa pelayanan melalui kanal-kanal yang didedikasikan. Karena TTI untuk HS-DSCH relatif pendek (2ms), dan keputusan scheduling and link adaptation telah diambil untuk setiap TTI, fungsi dari adaptasi jaringan dapat melacak perubahan yang cepat di dalam kanal. Sistem tersebut mengatur nilai data dengan cara - Mengubah nilai kode efektif - Mengubah pola modulasi

Selain QPSK, HS-DSCH dapat menggunakan 16QAM untuk menyediakan nilai data yang lebih besar. Higher Order Modulation, seperti 16QAM, membuat penggunaan bandwidth lebih efisien dibandingkan QPSK tetapi membutuhkan penerimaan energi per bit yang lebih besar. Oleh karena itu, 16QAM sebagian besar berguna dalam kasus bandwidth yang dibatasi dan bukan dalam kasus daya yang dibatasi. Kasus bandwidth yang dibatasi umumnya ditemui dalam lingkungan ramai yang dekat dengan base station. Kemampuan UE dibagi menjadi sebuah parameter angka yang dikirim dari UE di pembentukan sebuah koneksi RRC jika kemampuan UE diubah selama sebuah koneksi RRC berlangsung. Kemampuan UE dapat digunakan oleh jaringan untuk memilih sebuah konfigurasi yang didukung oleh UE itu sendiri. Parameter kemampuan UE yang ada juga dapat dipakai untuk HS-DSCH, tetapi untuk untuk HS-DSCH itu sendiri terdapat beberapa tambahan parameter khusus. Pada dasarnya, lapisan pisikal kemampuan UE digunakan dengan batasan syarat untuk 3 perbedaan sumber UE, yaitu sumber de-spreading, soft buffer memory yang digunakan dari fungsi hybrid ARQ, dan kecepatan turbo decoding. Sumber de-spreading dibatasi pada kondisi dari banyaknya jumlah maksimal dari kode HS-DSCH yang dibutuhkan UE secara simultan untuk de-spread, 5,10 atau 15. Jumlah dari soft buffer memory mempunyai batas atas pada jarak dari 14400 ke 172800 soft bits. Seperti pada tabel 3.1 Perlu diingat bahwa ini adalah jumlah total dari buffer memory untuk semua proses hybrid ARQ, bukan nilai dari tiap proses. Memory dibagi menjadi multiple proses. Syarat pada sumber turbo decoding dijelaskan melalui dua parameter, yaitu jumlah maksimal dari penerimaan bit kanal transport dalam HS-DSCH TTI dan jarak

minimum inter TTI. Waktu decoding pada turbo decoding kira-kira sebanding dengan jumlah dari bit informasi, dengan demikian menyediakan batasan untuk kebutuhan kecepatan processing. Penambahannya, untuk low-end UE, terdapat kemungkinan untuk menghindari dengan terus menerusnya pengiriman data dengan jarak inter TTI yang spesifik lebih besar dari satu. Untuk membatasi banyaknya kemungkinan kombinasi dari kemampuan UE dan untuk menghindari kombinasi parameter yang tidak masuk akal, parameter kemampuan UE secara relevant untuk lapisan fisikal dikelompokan menjadi 12 kategori berbeda seperti yang dilihat dalam tabel 3.1 berikut : Tabel 3.1 Kemampuan User Equipment HS-DSCH category Max number of HS- DSCH codes received L1 peak rates (Mbps) User data throughput (Mbps) QPSK/16 QAM Category 1 5 1.2 both Category 2 5 1.2 both Category 3 5 1.8 both Category 4 5 1.8 both Category 5 5 3.6 3.36 both Category 6 5 3.6 3.36 both Category 7 10 7.3 both Category 8 10 7.3 both Category 9 15 10.2 both Category 10 15 14.0 both Category 11 5 0.9 QPSK Category 12 5 1.8 QPSK

HS-DSCH category Maximum number of HSDSCH codes received Maximum Inter TTI interval Max number of bits of an HS DSCH transport block received within an HS- DSCH TTI Total Number of soft Channel bits Modulation Category 1 5 3 7298 19200 QPSK/16QAM Category 2 5 3 7298 28800 QPSK/16QAM Category 3 5 2 7298 28800 QPSK/16QAM Category 4 5 2 7298 38400 QPSK/16QAM Category 5 5 1 7298 57600 QPSK/16QAM Category 6 5 1 7298 67200 QPSK/16QAM Category 7 10 1 14411 115200 QPSK/16QAM Category 8 10 1 14411 134400 QPSK/16QAM Category 9 15 1 20251 172800 QPSK/16QAM Category 10 15 1 27952 172800 QPSK/16QAM Category 11 5 2 3630 14400 QPSK Category 12 5 1 3630 28800 QPSK

BAB IV Implementasi dan Performansi Teknologi HSDPA pada Sistem WCDMA 4.1 Implementasi penggunaan HSDPA dalam WCDMA Bab ini akan membahas implementasi HSDPA pada sistem WCDMA dan membandingkan performansinya antara sistem WCDMA tanpa HSDPA dan dengan HSDPA. Untuk mengimplementasikan HSDPA dalam jaringan WCDMA yang harus dilakukan konfigurasi dari masing-masing perangkat, yaitu : 1. Konfigurasi Core Network Bagian Core network yang terdiri dari MSC/HLR/VLR, SGSN dan GGSN untuk mendukung HSDPA berarti akan memungkinkan aktivasi kecepatan data yang lebih tinggi untuk diberikan pada setiap subscriber dalam perluasan QoS yang berhubungan dengan profil GPRS. Peningkatkan kecepatan data tersebut dapat dilakukan dengan prosedur software update dan spesial patching. 2. Konfigurasi UTRAN UTRAN terdiri dari RBS dan RNC. Untuk jaringan yang mendukung HSDPA, jaringan transport UTRAN dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu HRAN yang pada umumnya menggunakan fiber optik dan mempunyai kapasitas trafik yang tinggi. HRAN adalah bagian jaringan transport antara RNC dengan HUB RBS atau perangkat transmisi lainnya. Bagian yang lainnya adalah LRAN yaitu jaringan transport antara HUB RBS dengan END RBS. Konfigurasi jaringan transport untuk

LRAN mempunyai perbedaan khusus untuk koneksi ke End RBS pada jaringan yang mempunyai HSDPA. Pemisahan QoS untuk sistem WCDMA dengan HSDPA mempunyai 3 urutan utama, yaitu untuk kelas A dan B dalam AAL2 path yang sama : Kelas A untuk suara, Circuit Switcing dan Packet Switching streaming dan kelas B untuk Packet Switcing 128 & 384. Sedangkan kelas C yang mempunyai Virtual Connection yang berbeda dari kelas A dan B digunakan untuk HSDPA. Untuk implementasinya dapat dilihat dari gambar 4.1 berikut : Gambar 4.1 QoS status untuk HSDPA Parameter-parameter yang dapat dikonfigurasikan untuk mengendalikan fungsi HSDPA dapat dilihat dari gambar 4.2 berikut :

Gambar 4.2 Konfigurasi parameter-parameter HSDPA pada UTRAN Berdasarkan gambar tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut : Iub Flow Control MaxHSRate : Menentukan dengan tepat kecepatan bit maksimum yang dapat digunakan untuk HS-DSCH data traffic melalui sebuah kumpilan bit melalui Iub. MAC-hs Scheduling HsPowerMargin : Menentukan berapa banyak daya dapat dialokasikan untuk HS- PDSCH, seluruh daya yang dikirimkan terbatas pada maksimum daya transmisi downlink untuk sel dari RNC QuequeSelectAlgorithm : Memilih urutan pilihan algoritma (Round Robin atau Proportional Fair) MAC-hs TFRC Selection hsmeasurmentpoweroffset: Mengimbangi secara relative kepada P-CPICH yang boleh digunakan UE ketika perhitungan perkiraan daya HS-PDSCH dalam penilaian CQI.

supportof16qam : Menyatakan mendukung modulasi 16QAM pada tingkatan sel. CQI Adjusment cqiadjusmenton : Menentukan apakah CQI adjusment dalam keadaan aktif atau tidak aktif. Sedangkan untuk mengaktifkan/nonktifkan konfigurasi HSDPA tiap-tiap sel di UTRAN (RNC dan RBS) langkah-langkah yang harus dilakukan yaitu : Pada pembuatan dari hsdsch di RNC nilai default dari keadaan administrasi tidak aktif dan terkunci. Pada RNC dimasukan script untuk membuka dan mengaktifkan hsdsch di tiap-tiap sel yang ada. Di RBS, harus dilakukan penggantian atau penambahan TX board modul dengan TX6HS board modul yang mendukung HSDPA dan menggunakan Rax board modul versi R2. Kemudian dilakukan set parameter loadhs = true pada MO TxDeviceGroups, seperti yang terlihat di gambar 4.3 berikut : Check status QoS a,b,c menggunakan software element manager. Semuanya harus dalam keadaan aktif/enable. Seperti yang terlihat di gambar 4.1

Gambar 4.3 Set Parameter TX board dengan HSDPA 3. Konfigurasi User Equipment Untuk menggunakan jaringan HSDPA, user equipment harus mendukung pelayanan HS-DSCH, misalnya sierra wireless 875 dan di seting sesuai operator yang digunakan, dan untuk operator indosat dapat dilihat seperti gambar 4.3 berikut : Gambar 4.4 User Equipment seting untuk HSDPA indosat

4.2 Konfigurasi Dasar dan Pengaktifan Sel HSDPA Gambar 4.4 berikut ini menjelaskan tentang konfigurasi dasar untuk mengaktifkan suatu sel dengan kemampuan HSDPA Gambar 4.5 Konfigurasi dasar dan Pengaktifan Sel HSDPA Berdasarkan gambar tersebut diatas dapat dijelaskan langkah-langkahnya, yaitu : 1. Perintah untuk mengaktifkan hsdsch diterima melalui Mur. Keadaan administrasi Hsdsch di set menjadi aktif 2. Kemampuan sel untuk HSDPA diperiksa 3. Jika sel mempunyai kemampuan hsdpa, konfigurasi dilanjutkan 4. Sel dilepaskan melalui Iub dan sebagai hasilnya semua panggilan di sel dilepaskan menurut mekanisme yang ada. Kondisi administrative sel tidak berubah. Dalam keadaan ini tetap aktif

5. Kode fisikal sebagai kode khusus di MO hsdsch untuk HS-PDSCH dan HS- SCCH tersedia hanya untuk panggilan HS saja Tidak ada kode A-DPC yang tersedia dalam keadaan hsdsch aktif. 6. Ketika konfigurasi sudah lengkap, sel dan kanal yang umum di setup kembali melalui Iub 7. Pesan konfigurasi kembali Kanal physical shared NBAP di kirim ke RBS untuk konfigurasi sumber HSDPA di RBS. 8. Jawaban pesan konfigurasi kembali kanal physical shared NBAP yang sudah diterima menyatakan bahwa sumber hsdpa sudah berhasil di setup di RBS 9. Sel dan hsdsch menjadi aktif dan sel sudah disiapkan untuk mendukung traffic normal dan yang menggunakan hsdpa. 4.3 Performansi Jaringan HSDPA Performansi jaringan merupakan kemampuan suatu jaringan atau bagian jaringan untuk menyediakan fungsi-fungsi yang terkait dengan komunikasi antara para pemakai layanan komunikasi. Bagi penyelenggara jasa layanan telekomunikasi atau disebut provider, performansi suatu jaringan tidak dapat terlepas dari mutu pelayanan yang dapat memberikan kepuasan pelanggan. Untuk menentukan penilaian terhadap performansi suatu jaringan diperlukan parameter-parameter yang menjadi ukuran dalam penilaian baik buruknya performansi jaringan tersebut. Parameter-parameter tersebut adalah :

Throughput Delay/Respon time Utilitas trafik THROUGHPUT Throughput adalah kecepatan (rate) transfer data efektif yang diukur dalam bit per second (bps). Throughput disini yang akan dilihat yaitu seberapa besar data yang dapat dilewatkan oleh BTS WCDMA dengan HSDPA ataupun tanpa HSDPA. DELAY/RESPON TIME Delay atau respon time merupakan faktor penting yang harus diperhatikan dalam komunikasi data. Bila delay yang terjadi terlalu lama, maka tentunya akan sangat mengganggu aliran data atau proses pemngiriman data. UTILITAS TRAFIK Utilitas trafik yang dilihat disini adalah kepadatan trafik dari BTS, yaitu besarnya aliran seluruh data yang dapat dilewati oleh BTS. Dengan mengetahui utilitas trafik dari suatu BTS maka dapat diketahui pula nilai efisiensi dari pemakai jaringan tersebut dan keberhasilan perpindahan data semakin besar

4.3.1 Pengukuran Performansi jaringan Berdasarkan Throughput Pengukuran performansi jaringan WCDMA dilakukan dengan melakukan pengukuran terhadap beberapa parameter-parameter yang dijadikan acuan. Pengukuran throughput dari BTS dilakukan dengan melakukan aplikasi FTP dari server yang ada di HUB ke host yang ada di remote station dengan kapasitas data yang berbeda kemudian dicatat berapa lama waktu yang dibutuhkan hingga proses FTP selesai. Hasil pengukuran tersebut terlihat seperti dibawah ini : Tabel 4.1 Data Pengukuran throughput WAKTU DATA APLIKASI SISTEM SISTEM HSDPA WCDMA 3G 4 Mbytes FTP 150 detik 16 detik 10 Mbytes FTP 380 detik 40 detik 130 Mbytes FTP 3720 detik 540 detik Dari data pada tabel 4.1 terlihat bahwa untuk aplikasi FTP dengan data sebesar 4 Mbytes untuk sistem 3G membutuhkan waktu selama 150 detik dan jika dengan HSDPA membutuhkan waktu hanya 16 detik. Throughput yang diperoleh untuk masing-masing sistem adalah : Throughput 3G = 4Mbytes = 4.10 6 x 8 bit = 213333,333 bit/sec= 213,3 Kbps 150 sec 150 sec Throughput HSDPA = 4Mbytes = 4.10 6 x 8 bit = 2000000 bit/sec = 2 Mbps 16 sec 16 sec Sedangkan untuk aplikasi FTP dengan data sebesar 10 Mbytes membutuhkan waktu selama 380 detik untuk system 3G dan hanya 40 detik jika menggunakan HSDPA, sehingga throughput yang diperoleh adalah : Throughput 3G = 10Mbytes = 10 7 x 8 bit = 210526,32 bit/sec = 210,53Kbps 380 sec 380 sec

Throughput HSDPA = 10Mbytes = 10 7 x 8 bit = 2000000 bit/sec = 2 Mbps 40 sec 40 sec Sedangkan untuk aplikasi FTP dengan data sebesar 130 Mbytes membutuhkan waktu selama 3720 detik untuk system 3G dan hanya 611 detik jika menggunakan HSDPA, sehingga throughput yang diperoleh adalah Throughput 3G = 130Mbytes = 13.10 7 x 8 bit = 279569,89 bps =279,57 Kbps 3720 sec 3720 sec Throughput HSDPA = 130Mbytes = 13.10 7 x 8 bit = 1,93 Mbps 540 sec 540 sec Dari ketiga data tersebut diatas dapat dilihat bahwa penggunaan HSDPA dapat meningkatkan throughput atau kecepatan (rate) transfer data yang lebih besar daripada sistem WCDMA 3G. Untuk dapat mengetahui throughput atau kecepatan (rate) transfer data jaringan WCDMA dapat juga menggunakan aplikasi software NetPerSec. Dengan aplikasi software ini, kita dapat mengetahui nilai minimum, nilai rata-rata dan nilai maksimum kecepatan suatu transfer data secara langsung. Gambar 4.5 berikut ini merupakan contoh nilai throughput dari suatu site yang menggunakan aplikasi software NetPerSec.

WCDMA DENGAN HSDPA WCDMA TANPA HSDPA Gambar 4.6 Grafik Network Statistik Monitoring berdasarkan Throughput dengan Sofware NetPerSec Dari grafik NetPerSec pada gambar 4.5 tersebut terlihat bahwa untuk sistem WCDMA 3G mempunyai kecepatan rata-rata dalam melakukan download 268,9 kbps dan kecepatan maximum sebesar 411,8 kbps. Sedangkan jika sistem tersebut