KONSEP DASAR SELULER TEKNIK TRANSMISI SELULER (DTG3G3) PRODI D3 TT Yuyun Siti Rohmah,ST.,MT
A. Pendahuluan Yang mendasari perkembangan Keterbatasan spektrum frekuensi Efisiensi penggunaan spektrum frekuensi High power transmitter Large coverage area Low power transmitter Small coverage area Frequency reuse Handoff Central control Cell splitting to increase call capacity
A. Pendahuluan Representasi cakupan sel Sel menunjukkan cakupan sinyal Sel lberbentuk b kheksagonal l( atau bentuk yang lain ) hanya digunakan untuk mempermudah penggambaran pada layout perencanaan SEL IDEAL SEL REAL SEL MODEL 3
A. Pendahuluan Representasi coverage sistem selular Bentuk geometris yang meliputi keseluruhan daerah service tanpa overlap dengan luas daerah yang sama Realitas? Jauh berbeda! Grid sel teoritik digunakan untuk mempermudah penggambaran / perencanaan 4
A. Pendahuluan Macam-Macam Konfigurasi Sel... 1) Omnidirectional Rx Rx Tx Pada kondisi awal biasanya digunakan pola omnidirectional ( tergantung demand ). Kegunaan dari pola Sectoring ) Sectoring 10 o a. Menambah kapasitas b. Mengurangi interferensi 3) Sectoring 60 o 5
A. Pendahuluan Macam-Macam Konfigurasi Sel 4 sector ( quad sector ) 6
Geometri Sel 7
A. Pendahuluan Parameter Dasar Pada Siskomber Selular Konsep fundamental dalam teknologi komunikasi bergerak seluler: 1. Frequency Reuse. Konsep Hand Off Konsep frequency reuse memungkinkan penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda (pada cluster yg berbeda), diluar jangkauan interferensinya. Parameter yang menjadi ukuran adalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total daya interferensinya Sedangkan handoff memungkinkan seorang pengguna pindah dari suatu sel ke sel yang lain tanpa adanya pemutusan hubungan. Terjadi pemindahan frekuensi / kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem 8
A. Pendahuluan Arsitektur Umum: Voice link Data link MS RBS / BTS SEL # 1 PSTN MS RBS / BTS Base Station Controller Mobile Station SEL # BSC Gateway Operation and MSC/ MTSO Radio Base Station (AMPS) or Base Maintenance HLR Transceiver System (GSM) Centre OMC VLR Mobile Switching Centre Home Location Register (GSM) or Mobile Telephone Switching Office (AMPS) 9 Visitor Location Register
A. Pendahuluan MS = Mbil Mobile Station /Mbil Mobile Ui Unit = Perangkat yang terdiri dari : Subscriber Transceiver Control Unit Antena MTSO / MSC = Mobile Telephone Switching Office / Mobile Switching Center. =Merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada + berfungsi sebagai perangkat penyambung utama. = Elemen-elemen : Switching Unit Prosesor : Database processor Switch processor Coordination processor 10 Data base unit berisi : VLR (Visitor Location Register), penyimpan data-data temporer yang masuk dari MSC lain, dan sifatnya resident HLR (Home Location Register), penyimpan data-data tetap dari pelanggan dalam MSC itu sendiri.
A. Pendahuluan RBS / BTS = Radio Base Station / Base Transceiver Station = Merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari / ke pelanggan (Interface / repeater antara MS dan MSC). = Elemen-elemen RBS : Transceiver Control Unit / BSC / Base Station Controller Antena Data terminal it 3 kt d 7 How does site location look like? site 3 sektor dengan 7 array antena tiap sektornya jalur transmisi gelombang mikro menuju BSC single antenna base station housing 11
Mixed Cell Architecture 1
A. Pendahuluan Macrocell, Microcell, dan Picocell serta femtocell... Satellite Cell Macrocell Microcell Indoor Picocells 13
B. Frequency Reuse Definisi Frequency Reuse Pengulangan atau menggunakan kembali frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya Jarak 'bebas' interferensi F1 Sinyal yang diinginkan = C F3 F F titik A Sinyal interferensi = I 14
B. Frequency Reuse Parameter Kinerja C/I ( Carrier to Interference Ratio ) Jarak 'bebas' interferensi F1 Sinyal yang diinginkan = C F3 F F titik A Sinyal interferensi = I Dari gambar di atas, kondisi kasus terburuk ada pada titik A Pada kondisi kasus terburuk tersebut, perbandingan antara daya carrier terhadap daya interferensi ( C/I = Carrier to Interference ) harus tetap lebih besar atau sama dari C/I minimum yang dipersyaratkan oleh sistem seluler yang bersangkutan 15
B. Frequency Reuse C/I minimum i tergantung t dari sistem seluler l yang diimplementasikan C I D R 16 = 1 D D i R O 4 = 3K 0 R D AMPS, C/I = 18 C 9K = 63i db. i 636 63.6 K = 0 = = 6,48 = 7 9 9 I = i GSM, C/I = 1 db 16 i 16.6 K = 0 = = 3,6 4 9 9 i 0 = Jumlah sel penginterferensi K = Ukuran Kluster
B. Frequency Reuse Konsep Kluster Kluster adalah sekelompok sel yang masing-masing selnya memiliki 1 set frekuensi yang berbeda dengan sel yang lain. Ukuran kluster ( dilambangkan = K, sering juga dilambangkan = N ) adalah jumlah sel yang terdapat dalam 1 kluster Contoh : K = 3 artinya terdapat 3 sel dalam 1 kluster K = 4 artinya terdapat 4 sel dalam 1 kluster freq. reuse pattern / cluster K = 3 1 3 1 1 3 freq. reuse pattern K = 4 1 3 4 reuse 1 3 3 reuse 1 4 3 4 reuse 17 reuse
B. Frequency Reuse Kaidah Penentuan Nomor Sel Kaidah Parameter Geser Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya ( garis ai lurus yang menghubungkan dua pusat sel), lalu berputar 60 o berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel pada arah tersebut. Pada posisi akhir disitulah letak freq. reuse nya. sel referensi 18 i=1 j= Z = i + j - ij.cos 10 o i,j = 0,1,,3,... Z = i + j +.i.j (0,5) Z = i + j + i.j Z K ---- K = ukuran cluster z 60 0 K = i + j + i.j j 10 0 untuk, i i=1dan j=1 K=3 i=1dan j= K=7 i = 0 dan j = K = 4 i=dan j=0 K=4
B. Frequency Reuse Sistem Koordinat v u ( v ) v 1 ( ) o u u sin30 1 19
B. Frequency Reuse Berbagai nilai kluster K atau N, yang mungkin terjadi 0
B. Frequency Reuse D = D = { 1 ( ) ( ) [( ) ( ) ] } o u o u1 cos30 + v v1 + u u1 sin30 {( ) ( ) ( )( )} 1 u u + v v + u u v 1 1 1 v1 Jika, ( u1,v1 ) = ( 0,0) (, v ) = u merupakan nilai integer = ( i, j ) v Maka, D = i + ij+ j Pada contoh di samping, i= dan j = 1 D = i + ij+ j = +.1+ 1 =,65 1
B. Frequency Reuse Contoh h#1 : K = 3 Kaidah Penentuan Nomor Sel Kaidah Parameter Geser 1 1 3 1 1 3 3 3 i = 1, j = 1 utki=1danj=1 K= 3 i = 1 j = 1 K=1 +1 +1.1=3 1 3 3 1 3 Sumber interferensi maksimum = 6. 1 3 Kluster
B. Frequency Reuse Contoh#:K=4 i = 0, j = K = i + ij+ Kaidah Penentuan Nomor Sel Kaidah Parameter Geser j = 4 Q = 3K = 3,46 Kluster 3
B. Frequency Reuse Contoh#3:K= 7 i = 1, j = K = i + ij+ Kaidah Penentuan Nomor Sel Kaidah Parameter Geser j = 7 Q = 3K = 4,58 Kluster 4
B. Frequency Reuse Contoh#4:K=1 Kaidah Penentuan Nomor Sel Kaidah Parameter Geser Kluster i =, j = K = i + ij+ j Q = 3K = 6 = 1 5
B. Frequency Reuse Contoh#5:K= 19 Kaidah Penentuan Nomor Sel Kaidah Parameter Geser i = 3, j = K = i + ij+ = 19 Q = 3K = 7,55 j Kluster 6
B. Frequency Reuse Kapasitas Kanal Tiap Sel Jumlah kanal tiap sel dinyatakan oleh rumus berikut : N = BW BW Alokasi ch RF jumlahkanal ch RF K BW 1 3 n 1' ' 3' n' 1'' '' 3'' n'' F1 F F3 F 7 Dapat disimpulkan, jumlah frekuensi carrier dalam satu sel adalah lebih dari satu buah F F1 F3 F1 F3 K = 3
B. Frequency Reuse Konsepsi kluster pada CDMA Dalam pengertian yang sama, yang sudah kita pahami ukuran kluster di jaringan selular CDMA, K CDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua sel 8 Tetapi CDMA memakai konsep clustering untuk perencanaan kode PN, hal ini untuk mencegah kemungkinan terjadinya aliasing antar kode didalam satu sel. Pada jaringan CDMA, dikenal istilah PN reuse factor
C. Handoff Definisi Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal dari MS tanpa terjadinya pemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai. Handoff tidak berbeda dengan handover kecuali bahwa istilah handoff digunakan di Amerika, sedangkan istilah handover digunakan di Eropa. Peristiwa hand over (H.O) umumnya terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru. Sel #1 Sl# Sel Sl#3 Sel F1 F F3 pergerakan MS 9 HO F1 ke F HO F ke F3
C. Handoff Alasan dasar untuk handoff... MS keluar dari cakupan BTS ( alasan klasik! ) - Level sinyal terima terlalu rendah - Bit error rate (BER) terlalu tinggi Untuk keseimbangan beban jaringan - Trafik disatu sel terlalu tinggi sehingga beberapa MS diserahkan ke sel yang lain Catatan : Standar GSM mencatat 40 alasan untuk handover!! Fase handoff... 1. MONITORING PHASE -Pengukuran kualitas sinyal dan melihat kemungkinan radio link alternatif - Inisiasi handoff jika diperlukan. HANDOVER HANDLING PHASE 30 - Penentuan point of attachment (PoA) yang baru - Inisiasi kemungkinan prosedur re-routing
C. Handoff Perbedaan konsepsi HO sistem seluler generasi pertama dan kedua... Generasi ii : Sistem Analog - Pengukuran kuat sinyal dilakukan oleh BS dan disupervisi oleh MSC - BS secara konstan melakukan pengukuran sinyal dari tiap kanal voice - Locator receiver mengukur kuat sinyal MS pada sel tetangga - MSC menentukan terjadi HO atau tidak Generasi II : Sistem Digital TDMA - Keputusan HO dibantu MS ( MAHO - Mobile Assisted Handoff ) - Tiap MS mengukur sinyal yang diterima dari BS yang mengelilinginya dan melaporkan ke BS-nya - Handoff diinisiasi jika level terima dari BS tetangga mulai meningkat melebihi level sinyal dari BS-nya sendiri - Keputusan atas dasar periode waktu atau derajat level tertentu (margin HO) - MSC menentukan terjadi HO atau tidak 31
C. Handoff - Sering disebabkan interferensi narrowband 3 - Kasus paling umum - kasus : (1) inter-cell / intra- BSC, () inter-bsc / intra-msc - BSC melakukan operasi HO, assign kanal di sel baru dan melepas kanal lama di sel sebelumnya - Dikontrol oleh kedua MSC
C. Handoff Mekanisme handover... 33
C. Handoff 34
C. Handoff 35