Cellular Interference and Celular Planning S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM PURWOKERTO 2016

2G Frequency Allocation http://telcoconsultant.net 2

2G 900 Mhz & 1800 Mhz http://telcoconsultant.net 3

Indonesia Frequency Usage on 800-900 MHz http://telcoconsultant.net 4

Indonesia Frequency Usage on 1400-1800 MHz http://telcoconsultant.net 5

Alokasi Frekuensi 900 Mhz dan 1800 Mhz http://telcoconsultant.net 6

Penataan frekuensi1800 Mhz http://telcoconsultant.net 7

Konsep Kanal GSM A. KanalFisik 1 TS dalam frame TDMA merupakan1 kanal fisik. B. Kanal Logik - Ditumpangkan dikanal fisik - Tergantung dari jenis informasi yang ditransmisikan antara MS dan BTS - Jenis data : data user dan signaling / kontrol http://telcoconsultant.net 8

TDMA Frame Pada setiap 200 khz frekuensi band terbagi menjadi 8 TDMA time slot. Jadi pada setiap satu frekuensi band memungkinkan 8 panggilan telepon (atau 16 panggilan telepon apabila disetting halfrate penuh) secara bersamaan. Satu urut-urutan 8 TDMA timeslot disebut sebagai TDMA frame. TDMA frame berdurasi 4.615 ms sehingga durasi per tiap timeslot adalah 0.577 ms http://telcoconsultant.net 9

Band Frekuensi GSM http://telcoconsultant.net 10

http://telcoconsultant.net 11

ARFCN Table http://telcoconsultant.net 12

Quiz Berapa Frekeunsi Downlink dan Uplink yang di gunakan oleh Operator GSM, apabil ARFCN yang dipakai adalah sbb : 1. 24 2. 100 3. 530 4. 800 http://telcoconsultant.net 13

3G Frequency Allocation Alokasi frekuensi untuk sistem 3G dibagi menjadi dua yaitu sistem TDD dan sistem FDD. Pada saat ini sistem 3G di Indonesia menggunakan sistem FDD. Dengan bandwidth 5 Mhz sistem FDD memiliki lebih banyak frequency carrier. Sejumlah 12 frequency carrier sedangkan sistem TDD yang hanya 7 frequency carrier... http://telcoconsultant.net 14

3G http://telcoconsultant.net 15

STEP BY STEP PROSES RF PLANNING http://telcoconsultant.net 18

Analisis trafik dan coverage http://telcoconsultant.net 19

2G Frequency Planning http://telcoconsultant.net 20

ARFCN Setiap operator seluler akan mendapatkan sekumpulan ARFCN (satu ARFCN = 200 khz) dan dibagi menjadi dua kelompok yaitu BCCH carriers dan TCH carriers. http://telcoconsultant.net 21

a. 15 carriers digunakan untuk BCCH frequency b. 24 carriers digunakan untuk TCH frequency c. 1 carrier digunakan untuk guard band antara BCCH carriers dan TCH carriers BCCH Group TCHGroup http://telcoconsultant.net 22

Sektor yang saling berhadapan atau berada dalam satu site minimal harus berselisih 2 ARFCN, sektor yang memiliki azimuth sama dan bersebelahan langsung juga harus berselisih 2 ARFCN. http://telcoconsultant.net 23

Concept of Frequency Reuse Penggunaan ulang frek yang sama pada jarak tertentu. http://telcoconsultant.net 24

Reason Example Frequency resource is limited. If there is 8MHz frequency resource, 8 MHz = 40 channels * 8 timeslots = 320 ==> max. 320 users can access the network at the same time http://telcoconsultant.net 26

GSM Interference http://telcoconsultant.net 27

Pada sistem seluler, salah satu ciri utama mendapatkan effisisensi optimum pada penggunaan spektrum frekuensi ialah dengan penggunaan frekeunsi reuse Kinerja sistem radio seluler sangat dipengaruhi oleh faktor interferensi. Sumber-sumber interferensi dapat berasal dari ponsel lainnya di dalam sel yang sama, dari percakapan yang sedang berlangsung disebelahnya, atau dari BTS yang bekerja pada pita frekuensi yang sama. Interferensi pada pita percakapan menyebabkan crosstalk, yakni pelanggan mendengar nada-nada percakapan orang lain, yang menginterferensi dalam latar belakang percakapannya disebabkan oleh transmisi yang tidak diinginkan ALFIN 29

Interferensi kanal yang Berfrekuensi sama (co-channel) Pengulangan kanal radio dengan frekuensi bersama co-channel, menyatakan bahwa dalam daerah liputan tertentu terdapat beberapa sel yang menggunakan spektrum frekuensi yang sama. Sel-sel ini disebut kanal frekuensi bersama, dan interferensi yang terjadi antara sel-sel dengan frekuensi yang sama, disebut interferensi kanal bersama atau interference co-channael. Interferensi kanal bersama tidak dapat hanya diatasi dengan menaikkan level daya yang dipancarkan, karena akan menaikkan interferensi ke sel kanal bersama lainnya. Untuk mengurangi interferensi co-channel sel, sel-sel co-channel harus dipisahkan sejauh jarak minimum. ALFIN 30

INTERFERENSI KANAL SAMA D F1 F1 F1 Radio Tower Radio Tower F1 F1 R D R SEL A ALFIN 31 SEL A

Pengulangan Frekuensi D adalah jarak pengulangan reuse distance R adalah jari-jari sel heksagonal (jarak terjauh dari pusat sel ke ujung sel K adalah kelompok sel atau cluster Untuk sel berbentuk heksagonal : (D/R) 2 = 3 K K = 1/3 (D/R) 2 D/R = q K = 1/3(q) 2 ALFIN 32

Untuk daerah cakupan yang luas dan padat akan terdapat beberapa cluster atau kelompok frekuensi sel untuk meliputi daerah tersebut. Jika satu sel menggunakan frekuensi yang sama, sel pada kelompok frekuensi acuan akan mendapat gangguan dari sel-sel pengganggu yang mengelilinginya. Pada sistem seluler dengan bentuk sel heksagonal akan terdapat 6 sel interferensi antar kanal pada rantai pertama. Lapis ketiga A A A A Lapis kedua Lapis pertama ALFIN 33

Co-Channel Interference... D D 6 Interfering cells D D D D

Pada sistem seluler dengan ukuran sel tetap, interferensi co-channel tidak bergantung pada daya yang dipancarkan. Interferensi kanal bersama menjadi fungsi jari-jari sel (R), dan jarak antara pusat sel co-channel (D). Dengan meningkatkan rasio q = D/R, jarak antara sel kanalbersama meningkat. Interferensi antar kanal adalah fungsi dari parameter q yang didefinisikan sebagai : q = D/R Parameter q adalah faktor reduksi interferensi kanal bersama (cochannel interfernce reduction factor). Ketika q meningkat interferensi antar kanal menurun. ALFIN 35

Interferensi kanal bersama dapat dialami di stasiun pangkalan radio maupun pada stasiun mobil. Perbandingan sinyal dengan interferensi C/I (Carier to interference ratio) pada stasiun mobil (down link) yang disebabkan oleh 6 sel penginterferensi, sama dengan yang diterima oleh stasiun pangkalan radio (uplink) yang disebabkan oleh stasiun mobil sebagai penginterferensi yang terletak pada enam sel yang mengelilingi sel acuan. Nilai C/I dapat ditulis sebagai berikut : C I j 6 C i 1 j Ii f 2 f 2 f 3 f 1 f 2 Sel Co-channel f 2 ALFIN HIKMATUROKHMAN, MT f 2 36 f 2

C/I minimum pada beberapa sistem (*:) GSM ADC JDC Dengan Tanpa Dengan Tanpa Dengan Tanpa Frek. Hopping Frek. Hopping Diversitas Diversita Diversitas Diversita AMPS 9 db 12 db 12 db 16 db 13 db 17 db 18 db (*) diperoleh dari : Capacity digital cellular TDMA system, Raith, K. Pengukuran C/I sistem : Tingkat interferensi co-channel dapat diukur di : Mobil unit (MS) Base Station (BS) ALFIN 37

Perhitungan C/I Pada contoh perhitungan berikut ini, anggap menggunakan desain sistem antena omnidirectional. Dari persamaan : q = D/R ; q : faktor pengurangan interferensi q naik maka C/I turun q turun maka C/I naik D fungsi K I dan C/I : D = f(k I, C/I) K I = jumlah sel co-channel lapis pertama C/I = nilai C/I yang disyaratkan pada BS atau MS dimaksud C I C j I k 6 C k1 I k lapis pertamasaja k1 ALFIN 38 R 6 D k 6 R k1 D k

(C/I) Co-Channel tanpa sektorisasi BTS ditempatkan ditengah-tengah sel dengan menggunakan antenna yang memancar kesegala arah. Terjadi apabila penyebab dan yang kena interferensi berada di pusat sel. Maka C/I dihitung dengan persamaan di atas sbb. (asumsi = 4) : C I 6 R k1 4 D 4 k 1 6q 4 SistemGSM SistemAMPS : : K 4maka K 7maka q q 3K 3K 3,46 4,58 : : C/ I C/ I 13,78dB 18,67dB D1 D2 D3 D6 D5 D4 ALFIN 39

C/I keadaan buruk Terjadi apabila MS menerima sinyal terlemah dari sel tempat dia berada tetapi menerima interferensi yang kuat dari sel penyebab interferensi (D1=D2=D-R; D3=D6=D;D4=D5=D+R) Maka C/I dihitung dengan persamaan (asumsi = 4) : K 4 makaq 3,46 : C I 2(D R) 4 11,32 db R 4 2(D) 4 2(D R) 4 K 7 makaq 4,58 : C I 2(D R) 4 17,26 db R 4 2(D) 4 2(D R) 4 S I 2( D 2( q 1) R) 4 4 4 R 2( D 1 2( q 1) 4 R) 4 2q 2D 4 4 D+R D+R D D-R D-R D ALFIN 40

Untuk menanggulangi pengaruh interferensi langkah berikut biasa dilakukan, antara : Perencanaan sistem antena berarah (sektorisasi) Menurunkan tinggi antena BS Pemakaian antena pola-payung ALFIN 41

Perencanaan Sistem Antena Berarah Kasus Tiga Sektor (120 0 ) Pemakaian antena 3 sektor, sumber interferensi hanya berasal dari 2 sel saja (misal, sel heksagonal). Situasi terburuk terjadi bila mobil unit berada di posisi A. C I 4 R (D0,7R) 4 D 4 Sistem dg K 4 maka q Sistem dg K 7 maka q 1 (q0,7) 3K 3K 4 3,46 4,58 q 4 19,86 db 24,5 db 10 5 6 D+0,7R 4 2 1 5 5 7 6 10 4 2 D 5 11 6 4 2 5 7 6 K = 7 ALFIN 42

Perencanaan Sistem Antena Berarah Kasus Enam Sektor (60 0 ) Sumber interferensi pada pemakaian antena 6 sektor hanya satu sel. Situasi terburuk terlihat seperti pada gambar. C I Sistemdg Sistemdg 4 R (D R) 4 K 4 (q K 7 (q 1 (q1) C 3,46) : maka I C 4,58) : maka I Kelemahan penggunaan antena sektor : 4 Lebih banyak antena Sering terjadi hand-off 26 db 28,9 db 29,86 db 10 6 5 6 3 4 2 1 5 D+R 6 10 4 2 1 5 11 6 3 4 2 5 7 6 K = 7 Mengurangi efisiensi trunking ALFIN 43

Interferensi dari kanal sebelah (adjacent channel Intefernce) Interferensi yang diakibatkan oleh sinyal-sinyal yang frekuensinya bersebelahan (berdampingan) dengan frekuensi sinyal yang sedang menjadi fokus perhatian tersebut sebagai interferensi kanal sebelah. Interferensi kanal bersebelahan dapat dikurangi pengaruhnya dengan menggunakan filter yang baik, di pemancar maupun penerima. Di pemancar, filter berguna supaya sinyal RF dipancarkan benarbenar berada dalam bidang frekuensi yang telah ditentukan. Di penerima, digunakan untuk meredam sinyal RF terdekatnya. Pemisahan jarak kanal dekat yang menganggu biasanya harus menempuh jarak tertentu sebelum mencapai penerima sehingga memberikan redaman tambahan. ALFIN 44

Co-Channel Interference Co-Channel Interference adalah interferensi yang disebabkan karena penggunaan frequensi yang sama oleh cell carrier dan juga cell yang lain. Setiap frekuensi ARFCN pada GSM mempunyai bandwidth 200 khz. http://telcoconsultant.net 45

Adjacent-Channel Interference Adjacent-Channel Interference adalah interferensi yang disebabkan karena penggunaan frequensi yang berdekatan Setiap frequency yang adjacent (berbeda 200 khz atau 1 ARFCN) tidak diperbolehkan memiliki sinyal yang terlalu kuat juga. Meskipun berbeda frekuensi beberapa sinyal yang berhimpitan frekuensinya dapat mempengaruhi kualitas. http://telcoconsultant.net 46

Buku 4G Handbook Versi Bahasa Indonesia 40-46 http://telcoconsultant.net 47

Traffic How many 3 sectors sites are needed? Traffic per subscriber: 25 me; Number of subscribers: 10000; Number of available frequencies: 24; Cell pattern: 4/12 (12 frequency groups); GOS: 2%. How many 3 sector-sites are needed? frequencies per cell = 24/12 = 2 frequencies traffic channels per cell = 2 x 8-2 (control channels) = 14 TCH traffic per cell for 14 TCH, 2% GOS = 8.2 E/cell (use the Erlang table) subscribers per cell = 8.2 E / 0.025 E = 328 subscribers per cell needed number of cells = 10 000 / 328 = 30 cells needed number of 3 sector sites = 30 / 3 = 10 The Answer http://telcoconsultant.net 49

Scrambling Code Planning Overview http://telcoconsultant.net 50

Scrambling Code Planning Overview Scrambling Code are used to distinguish between different cells on the downlink and different UE s on the uplink. Uplink : no planning (Order by RNC) Downlink : Be Plan with 512 Primary SC http://telcoconsultant.net 51

Requirements for SC planning 1. All cells that a mobile station is able to measure in any location of the network service area should have different scrambling codes. 2. No cell should have the same code as any of its neighbour cells 3. No two cells in one neighbour list should have the same code 4. When cell A and cell B both have cell C in their respective neighbour lists, cell A and cell B should have different scrambling codes 5. In a neighbour list the number of code groups used by the neighbour cells should be kept at minimum and consequently the number of codes per group should be maximised http://telcoconsultant.net 52

Code Allocation 512 Primary Scrambling Code For 512 PSC, we can create 63 group SC. And in one group SC have 8 PSC. k\j 0 1 2 63 0 0 8 16 504 1 1 9 17 505 2 2 10 18 506 3 3 11 19 507 4 4 12 20 508 5 5 13 21 509 6 6 14 22 510 7 7 15 23 511 Scrambling codes numbering http://telcoconsultant.net 53

Scrambling Code Strategy Code groups 00 01 09 10 19 20 31 32 41 42 51 52 59 60 63 Test Reserved (9) Macro Layer (50) Pico layer (4) Code groups 00 01 09 10 19 20 31 32 41 42 51 52 59 60 63 Test Reserved (9) Outdoor Layer (50) indoor layer (4) http://telcoconsultant.net 55

Pada saat proses plan Scrambling Code pada jaringan UMTS/3G. Perlu diperhatikan reuse scrambling code jangan sampai scrambling code yang sama dipakai dalam jarak yang berdekatan. http://telcoconsultant.net 58

TERIMA KASIH