BAB II LANDASAN TEORI Sistem standar 3G yang dipakai di Indonesia menggunakan teknologi WCDMA ( Wide Code Division Multiple Access ) dimana dengan teknologi ini memungkinkan kecepatan data mencapai 384 Kbps. WCDMA merupakan teknologi generasi ketiga (3G) untuk GSM, biasa disebut juga UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). 2.1 Teknologi Radio WCDMA Teknologi WCDMA adalah teknologi radio yang digunakan pada sistem 3G/UMTS. Teknologi WCDMA sangat berbeda dengan teknologi jaringan radio GSM. Pada jaringan 3G dibutuhkan kualitas suara yang lebih baik, data rate yang semakin tinggi (mencapai 2Mbps dengan menggunakan release 99, dan mencapai 10Mbps dengan menggunakan HSDPA) oleh sebab itu bandwidth sebesar 5 MHz dibutuhkan pada sistem WCDMA. Posibilitas setiap user untuk mendapatkan bandwidth yang bervariasi sesuai permintaan layanan user adalah salah satu fitur keunggulan jaringan UMTS. Teknik diversitas digunakan untuk meningkatkan kapasitas user downlink dan karena hanya satu frekuensi yang digunakan, aktifitas frequency planning yang rumit pada jaringan GSM tidak perlu diperlukan. Packet data scheduling tergantung pada kapasitas jaringan sehingga lebih efisien dibandingkan jaringan GSM yang bergantung pada kapasitas timeslot. WCDMA mendukung operasi dua mode dasar: Frequency Division 6 Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD). Pada mode FDD, frekuensifrekuensi carrier dipisah 5 MHz untuk penggunaan uplink dan downlink masing
masing, sedangkan pada mode TDD hanya satu frekuensi 5 MHz dengan waktu yang dipakai bergantian (time-shared) antara uplink dan downlink. Dengan uplink sebagai koneksi dari mobile user ke arah base station, dan downlink sebagai koneksi dari base station ke arah mobile [5]. Semua user menggunakan frekuensi yang sama sebesar 5 Mhz dan waktu yang sama User dibedakan dengan kode Kode saling orthogonal Pada sistem 3G di Indonesia menggunakan FDD, Frekuensi Uplink dan Downlink dibedakan Gambar 2. 1 Sistem FDD WCDMA [5] Pada saat ini sistem FDD digunakan pada jaringan 3G di Indonesia. Salah satu alasan digunakannya sistem FDD dibandingkan TDD adalah alokasi frekuensi yang dapat dibagikan oleh operator dengan bandwidth 5 MHz pada sistem FDD lebih banyak sejumlah 12 frequency carrier di bandingkan dengan sistem TDD yang hanya 7 frequency carrier. 2.2 Tipe Kanal Sistem WCDMA Kanal - kanal pada UMTS terbagi atas tiga bagian yaitu seperti terlihat pada Gambar berikut ini : 7
Gambar 2. 2 Kanal Logical dan Transport 3G [5] 1. Kanal Logic : digunakan sebagai interface antara RLC dan layer MAC yang berisi tipe-tipe informasi yang akan di kirimkan. 2. Kanal Transport : digunakan sebagai interface antara MAC dan layer Physical yang berisikan bagaimana data dikirimkan melalui radio interface WCDMA. 3. Kanal Fisik: sinyal yang di transmisikan melalui kanal radio untuk arah uplink dan downlink. berikut. Pembagian kanal pada UMTS dapat dilihat pada Gambar 2.3 sebagai 8
Gambar 2. 3 kanal pada UMTS [4] 2.3 Arsitektur WCDMA Teknologi telekomunikasi wireless generasi ketiga (3G) yaitu Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Universal Mobile Telecommunication System merupakan suatu evolusi dari GSM, dimana interface radionya adalah WCDMA, serta mampu melayani transmisi data dengan kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan data yang berbeda untuk aplikasi-aplikasi dengan QoS yang berbeda. Arsitektur jaringan UMTS terlihat pada Gambar 2.4 berikut ini : 9
Gambar 2. 4 Arsitektur jaringan UMTS [2] Dari gambar diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri dari perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu User Equipment (UE), UMTS Terresterial Radio Access Network (UTRAN) dan Core Network (CN). 2.3.1 UE (User Equipment) User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE dilengkapi dengan smart card yang dikenal dengan nama USIM (UMTS Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk keamanan seperti authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat USIM, UE juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi lewat radio. 2.3.2 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network) Jaringan akses radio menyediakan koneksi antara terminal mobile dan Core Network. Dalam UMTS jaringan akses dinamakan UTRAN (Access 10
Universal Radio electric Terrestrial). UTRA mode UTRAN terdiri dari satu atau lebih Jaringan Sub-Sistem Radio (RNS). Sebuah RNS merupakan suatu subjaringan dalam UTRAN dan terdiri dari Radio Network Controller (RNC) dan satu atau lebih Node B. RNS dihubungkan antar RNC melalui suatu Iur Interface dan Node B dihubungkan dengan satu Iub Interface. Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya adalah Node-B dan RNC (Radio Network Controller). 1. RNC (Radio Network Controller) RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang membawahi beberapa Node-B, menghubungkan CN (Core Network) dengan user, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN. 2. Node-B Node-B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM. Node-B merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada UE. Fungsi utama Node-B adalah melakukan proses pada layer 1 antara lain : channel coding, interleaving, spreading, de-spreading, modulasi, demodulasi dan lainlain. Node-B juga melakukan beberapa operasi RRM (Radio Resouce Management), seperti handover dan power control. 11
2.3.3 CN (Core Network) Jaringan Lokal (Core Network) menggabungkan fungsi kecerdasan dan transport. Core Network ini mendukung pensinyalan dan transport informasi dari trafik, termasuk peringanan beban trafik. Fungsi-fungsi kecerdasan yang terdapat langsung seperti logika dan dengan adanya keuntungan fasilitas kendali dari layanan melalui antarmuka yang terdefinisi jelas; yang juga pengaturan mobilitas. Dengan melewati inti jaringan, UMTS juga dihubungkan dengan jaringan telekomunikasi lain, jadi sangat memungkinkan tidak hanya antara pengguna UMTS mobile, tetapi juga dengan jaringan yang lain. 1. MSC (Mobile Switching Center) MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti video, video call. 2. VLR (Visitor Location Register) VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan. 3. HLR (Home Location Register) HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap. Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location). 4. SGSN ( Serving GPRS Support Node) 12
SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Fungsi SGSN adalah sebagai berikut : a. Mengantarkan paket data ke MS. b. Update pelanggan ke HLR. c. Registrasi pelanggan baru. 5. GGSN ( Gateway GPRS Support Node ) GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan GPRS ke jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP). GGSN akan berperan antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat beberapa interface baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara UE dan UTRAN terdapat interface Uu. Di dalam UTRAN terdapat interface Iub yang menghubungkan Node-B dan RNC, Interface Iur yang menghubungkan antar RNC, sedangkan UTRAN dan CN dihubungkan oleh interface Iu. Protokol pada interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya, yaitu bagian control plane dan user plane. Bagian user plane merupakan protokol yang mengimplementasikan layanan Radio Access Bearer (RAB), misalnya membawa data user melalui Access Stratum (AS). Sedangkan control plane berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile user dengan jaringan dari aspek : jenis layanan yang diminta, pengontrolan sumber daya transmisi, 13
handover, mekanisme transfer Non Access Stratum (NAS) seperti Mobility Management (MM), Connection Management (CM), Session Management (SM) dan lain-lain. 2.4 Ec/No, RSCP Beberapa parameter Sinyal yangg umum dijumpai dalam Drive Test: RSSI (Received Signal Strength Indicator) merupakan parameter yang menunjukan daya terima dari seluruh sinyal pada band frequency channel pilot yang diukur. Dalam artian semua daya sinyal yang terukur oleh penerima pada satu band frequency wcdma di gabungkan menggunakan proses rake receiver. RSCP (Received Signal Code Power) parameter yang menunjukkan daya terima pengukuran dari satu kode pada channel pilot yang utama. Atau bisa diartikan nilai yang ditunjukkan oleh RSCP adalah daya pada sinyal/pilot yang melayani MS (yang utama). Ec/No (Energy Chip per Noise) merupakan perbandingan dalam db dari Energi chip dengan daya noise total yang diukur pada pilot channel yang utama. Sebenarnya Ec/No sama dengan Ec/Io, hanya saja 3GPP tidak mau menggunakan istilah sama dengan IS-95. Ec/No mengindikasikan kualitas jaringan, yang apabila nilainya semakin kecil berarti tingkat interferensinya tinggi. RSCP (dbm) = RSSI(dbm)+Ec/No(dbm). Pilot Pollution merupakan kondisi dimana jumlah dari active set yang menangani suatu UE lebih dari 3 dan keseluruhan active set tersebut berada pada range 5dB atau sekitar 3dB dari active set yang terbesar. Active set yang melebihi batasan Max Active Set (3 active set) dapat mengganggu kualitas dari suatu sinyal 14
dan bertindak sebagai penginterferen. Dalam hal ini, penginterferen dapat menurunkan performansi dari suatu system. 2.5 Handover Handover merupakan sekumpulan algoritma dan prosedur yang menjamin kelangsungan dari sebuah komunikasi antara UE dan jaringan pada kondisi bergerak dan kondisi overload. Pada kondisi bergerak, prosedur tersebut dibutuhkan untuk mempertahankan connection baik dalam sesama sistem WCDMA pada frekuensi yang sama melalui intra frequency handover, atau dengan frekuensi yang lain melalui inter frequency handover, atau dengan sistem yang lain melalui Inter Radio Akses Teknologi (IRATHO). Dengan adanya rake receiver pada kedua UE dan RBS mengijinkan UE di sambungkan dengan lebih dari satu sektor pada dedicated channel. Kondisi ini disebut Soft Handover atau Softer Handover jika UE dihubungkan dengan sektor yang berbeda pada site yang sama. Untuk kondisi handover dalam WCDMA dengan frekuensi yang lain atau dengan sistem yang lain (GSM) maka prosedur Hard Handover dilakukan. 2.5.1 Jenis Handover Pada Sistem WCDMA Ada beberapa jenis handover dalam jaringan WCDMA. Untuk skenario dari tipe-tipe handover dapat dijelaskan sebagai berikut: 15
1. Intra - system Handover Intra - sytem handover terjadi dalam satu sistem. Yang selanjutnya dapat dibagi menjadi intra - frequency HO dan inter - frequency HO. Intra - frequency terjadi di antara sel - sel yang memiliki carrier WCDMA yang sama, sementara inter - frequency terjadi di antara sel-sel yang menggunakan carrier WCDMA yang berbeda. 2. Inter - system Handover (ISHO) Inter - system HO terjadi di antara sel - sel yang memiliki dua teknologi akses radio, Radio Access Technology (RAT) yang berbeda atau mode akses radio Radio Access Mode (RAM) yang berbeda. Kasus yang paling sering untuk handover jenis ini diperkirakan terjadi antara sistem WCDMA dan GSM / EDGE. 3. Hard Handover (HHO) Hard Handover adalah kelompok dari prosedur HO dimana semua hubungan yang lama dilepaskan sebelum hubungan radio yang baru dibentuk. Bagi pembawa (bearer) real - time hal ini berarti pemutusan hubungan yang singkat dari bearer; bagi bearer non real - time HHO berarti lossless. Hard handover dapat menjadi intra atau inter - frequency handover. 4. Soft Handover (SHO) Selama proses soft handover, MS terus menerus berkomunikasi dengan dua sel atau lebih secara bersamaan yang memiliki BS yang berbeda dari RNC yang sama (intra - RNC) atau RNC yang berbeda (inter - RNC). Semua hubungan yang lama 16
tidak akan dilepaskan sebelum hubungan radio yang baru terbentuk (make before break). 5. Softer Handover Pada kejadian softer handover, MS dikendalikan oleh paling tidak dua sektor pada satu BS, SHO dan softer HO hanya mungkin terjadi dalam satu frekuensi carrier dan oleh karena itu, termasuk proses handover intra - frequency. Jenis-jenis dari handover tersebut juga dapat diilustrasikan pada gambar 2.5 sebagai berikut : Gambar 2. 5 Tipe-Tipe Handover [4] 2.6 Network Optimization Optimasi merupakan langkah penting dalam siklus hidup suatu jaringan. Keseluruhan proses optimasi diperlihatkan gambar di bawah. Drivetest merupakan langkah awal proses, dengan tujuan untuk mengumpulkan data 17
pengukuran yang berkaitan dengan lokasi user. Setelah data terkumpul sepanjang luas cakupan RF yang diinginkan, maka data ini akan diproses pada suatu perangkat lunak tertentu. Setelah masalah, penyebab dan solusi dapat diidentifikasi, langkah selanjutnya adalah melakukan pemecahan masalah tersebut. Gambar 2.6 menggambarkan bahwa optimasi merupakan proses yang terus berjalan. Tujuannya adalah untuk meningkatkan QoS, menjaga pelanggan lama dan menarik pelanggan baru sambil mengembangkan kapasitas jaringan. Gambar 2. 6 proses optimisasi [1] 2.6.1 Drive Test Drive Test dalam dunia telekomunikasi adalah suatu istilah yang digunakan karena dalam pekerjaannya kita berada dalam mobil yang diam lalu berjalan dan diam lagi sesuai dengan kebutuhan pengkuran tertentu. Perjalanan pun dilengkapi dengan peta digital, GPS, handset dan software Drive Test semacam Nemo (Nokia) atau TEMS (Ericsson). Drive test dapat juga didefinisikan sebagai proses pengukuran sistem komunikasi bergerak pada sisi gelombang radio di udara yaitu dari arah 18
pemancar/bts ke MS/Handphone atau sebaliknya, dengan menggunakan handphone yang didesain secara khusus untuk pengukuran. Tujuan Drive Test Secara umum tujuan Drive Test adalah untuk mengumpulkan informasi jaringan radio secara real di lapangan. Dimana informasi yang diperoleh dapat digunakan untuk mencapai tujuan-tujuan lainya. diantaranya adalah: 1. Untuk mengetahui coverage sebenarnya dilapangan apakah sudah sesuai dengan coverage prediction pada saat planning, 2. Untuk mengetahui parameter jaringan dilapangan apakah sudah sesuai dengan parameter planning, 3. Untuk mengetahui performansi jaringan setelah dilakukan perubahan seperti penambahan atau pengurangan TRX, 4. Untuk mengetahui adanya interferensi dari sel-sel tetangga, 5. Untuk mencari RF issue berkaitan dengan adanya drop call atau blocked call, 6. Untuk mencari adanya poor coverage, 7. Dan dapat jg digunakan untuk mengetahui performansi jaringan kompetitor (benchmarking). 19