ANALISIS PENGARUH KONTROL DAYA TERHADAP KAPASITAS SISTEM CDMA X

TUGAS AKHIR ANALISIS PENGARUH KONTROL DAYA TERHADAP KAPASITAS SISTEM CDMA 2000-1X Diajukan guna memenuhi persyaratan Dalam mencapai Gelar Sarjana Strata Satu ( S1 ) Disusun oleh : Nama : FATAH SYAHPUTRA NIM : 01401 068 Program Studi : Teknik Elektro Peminatan : Teknik Telekomunikasi Pembimbing : Ir. A.Y Syauki, MBAT PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008

LEMBAR PENGESAHAN ANALISIS PENGARUH KONTROL DAYA TERHADAP KAPASITAS SISTEM CDMA 2000 1X Disusun oleh : Nama : FATAH SYAHPUTRA NIM : 01401 068 Program Studi : Teknik Elektro Peminatan : Teknik Telekomunikasi Menyetujui, Pembimbing Koordinator TA ( Ir. A. Y Syauki, MBAT ) ( Ir. Yudhi Gunardi, MT ) Mengetahui, Ketua Program Studi Teknik Elektro ( Ir. Budi Yanto Husodo, Msc )

LEMBAR PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA : FATAH SYAHPUTRA NIM : 01401-068 JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS : TEKNOLOGI INDUSTRI Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri dan bukan salinan atau duplikat dari orang lain, kecuali pada bagian yang telah disebutkan sumbernya dalam daftar referensi. Jakarta, September 2008 FATAH SYAHPUTRA

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir yang berjudul ANALISIS PENGARUH KONTROL DAYA TERHADAP KAPASITAS CDMA 2000-1X ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Strata-1 (S-1) di jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana, Jakarta. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak secara langsung maupun tak langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua yang telah memberikan bantuan moril, meteril dan spiritual kepada penulis. 2. Bapak Ir. Budi Yanto Husodo, Msc, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. 3. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT, selaku pembimbing akademik yang telah memberikan masukan, saran dan nasehat kepada penulis selama masa studi. 4. Bapak Ir. Ahmad Yanuar Syauki, MBAT, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan dan pengarahan kepada penulis. 5. Segenap dosen pengajar yang telah membimbing dan membagikan ilmunya kepada penulis. 6. Bapak Arif Rudiana, Ibu Suminah dari Perusahaan PT. Telekomunikasi, Tbk yang telah memberikan bimbingan, masukan dan pengarahan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini mempunyai banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan segala kritik dan saran sehingga dapat menyempurnakan tugas akhir ini. i

Akhir kata, penulis mengharapkan agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan mahasiswa dan pihak-pihak yang membutuhkan sarana untuk menambah pengetahuan. Jakarta, Agustus 2008 Penulis ii

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI.. iii DAFTAR GAMBAR.. vi DAFTAR TABEL. vii ABSTRAK. viii ABSTRACT ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah. 2 1.4 Metodologi Penelitian.. 3 1.5 Sistematika Penulisan. 4 BAB II TEORI PENUNJANG 2.1 Perkembangan Teknologi Seluler. 5 2.2 Sistem Dasar CDMA.. 6 2.2.1 Teknologi Spread Spektrum.. 7 2.2.2 CDMA Frekuensi. 8 2.3 Arsitektur Jaringan CDMA 2000-1x.. 9 2.4 Struktur Link.. 11 2.4.1 Forward Channel. 12 2.4.1.a Pilot Channel... 13 2.4.1.b Synchronization Channel.. 13 2.4.1.c Paging Channel 13 2.4.1.d Forward Traffic Channel. 13 iii

2.4.2 Reverse Channel 13 2.4.2.a Access Channel 14 2.4.2.b Reverse Traffic Channel. 14 2.5 Analisis Sistem CDMA 14 2.5.1 Soft Handoff.. 16 2.5.2 Cell Breathing. 16 2.6 Interferensi pada Sistem CDMA 17 2.6.1 Co-Channel Interference... 18 2.6.2 Adjancent Channel Interference. 20 2.7 Power Control dalam CDMA 21 2.7.1 Reverse Link Power Control 21 2.7.1.a Reverse Link Open Loop Power Control 21 2.7.1.b Reverse Link Closed Loop Power Control.. 22 2.7.2 Forward Link Power Control.. 23 BAB III KAPASITAS SISTEM CDMA SELULER 2000-1X 3.1 Parameter Kapasitas Sistem Seluler CDMA 2000-1x.. 24 3.1.1 Carrier to Interference Ratio (C/I) 24 3.1.2 Hubungan C/I dengan E b /I o.. 25 3.1.3 Faktor Pemantauan Aktivitas Suara.. 26 3.1.4 Sektorisasi Sel. 26 3.2 Kapasitas Kanal Forward Link. 27 3.2.1 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Tunggal.. 27 3.2.2 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Tunggal. 27 3.2.3 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Jamak. 28 3.2.4 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Jamak 29 3.3 Kapasitas Kanal Reverse Link 30 3.3.1 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Tunggal 30 3.3.2 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Tunggal... 30 3.3.3 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Jamak. 31 3.3.4 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Jamak 31 iv

3.4 Kapasitas Trafik 32 BAB IV PENGARUH KONTROL DAYA TERHADAP KAPASITAS SISTEM SELULER CDMA 2000-1X 4.1 Analisis Kapasitas Kanal Forward Link. 34 4.1.1 Analisis Kapasitas Kanal Sel Tunggal.. 34 4.1.2 Analisis Kapasitas Kanal Sel Jamak. 35 4.2 Analisis Kapasitas Kanal Reverse Link. 39 4.2.1 Analisis Kapasitas Kanal Sel Tunggal.. 39 4.2.2 Analisis Kapasitas Kanal Sel Jamak.. 40 4.3 Analisis Kapasitas Trafik. 44 4.3.1 Analisis Kapasitas Trafik Forward Link 44 4.1.2 Analisis Kapasitas Trafik Reverse Link 47 BAB V KESIMPULAN 51 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Migrasi 3G 6 Gambar 2.2 Teknologi Spread Spectrum 7 Gambar 2.3 Alokasi Spektrum 8 Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan CDMA 2000-1X. 10 Gambar 2.5 Struktur Link CDMA 2000-1X 12 Gambar 2.6 Forward CDMA Channel 12 Gambar 2.7 Reverse CDMA Channel 14 Gambar 2.8 Overlap pada FDMA dan TDMA 16 Gambar 2.11 Penggambaran dari 2 macam CIRF. 19 Gambar 3.1 Grafik pengaruh path loss exponent terhadap besarnya I r / P rec.. 32 Gambar 4.1 Grafik pengaruh E b / I o terhadap kapasitas kanal forward link sel tunggal. 38 Gambar 4.2 Grafik pengaruh E b / I o terhadap kapasitas kanal forward link sel jamak.. 38 Gambar 4.3 Grafik pengaruh E b / I o terhadap kapasitas kanal reverse link sel tunggal.. 42 Gambar 4.4 Grafik pengaruh E b / I o terhadap kapasitas kanal reverse link sel jamak. 43 Gambar 4.5 Grafik kapasitas trafik forward link sel tunggal. 46 Gambar 4.6 Grafik kapasitas trafik forward link sel jamak 47 Gambar 4.7 Grafik kapasitas trafik reverse link sel tunggal.. 49 Gambar 4.8 Grafik kapasitas trafik reverse link sel jamak. 49 vi

DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Kapasitas kanal forward link untuk sel tunggal dan sel jamak 37 Tabel 4.2 Kapasitas kanal reverse link untuk sel tunggal dan sel jamak.. 42 Tabel 4.3 Rata-rata kenaikan kapasitas kanal forward link dan reverse link 44 Tabel 4.4 Kapasitas trafik forward link untuk sel tunggal dan sel jamak. 46 Tabel 4.5 Kapasitas trafik reverse link untuk sel tunggal dan sel jamak.. 48 vii

ABSTRAK Tekonologi CDMA 2000-1X merupakan teknologi generasi ketiga (3G), teknologi ini memungkinkan penggunaan 1 frekuensi secara bersamaan dalam waktu yang sama dan masingmasing pengguna hanya dibedakan berdasarkan kode. Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini untuk mengetahui pengaruh control daya terhadap kapasitas CDMA 2000-1X. Sistem CDMA 2000-1X menggunakan control daya untuk mengatur daya forward link dan reverse link yang dipancarkan agar mengurangi interferensi. Kontrol daya dapat meningkatkan kapasitas kanal dan kapasitas trafik system baik untuk sel tunggal maupun sel jamak. Dengan menggunakan kontrol daya kapasitas kanal forward link sel tunggal dan sel jamak rata-rata meningkat menjadi 3,3 kali. Sedangkan untuk kapasitas kanal reverse link sel tunggal dan sel jamak rata-rata meningkat menjadi 3 dan 2,3 kali. Hasil tersebut berlaku juga jika memperhatikan factor aktivasi suara dan sektorasi sel. Sedangkan untuk kapasitas trafik forward link sel tunggal dan sel jamak rata-rata meningkat menjadi 3,9 dan 5 kali. Jika memperhatikan factor aktivasi suara dan sektorasi sel rata-rata meningkat menjadi 3,5 dan 3,8 kali. Sedangkan untuk kapasitas kanal reverse link sel tunggal dan sel jamak rata-rata meningkat menjadi 4,3 dan 3,3 kali. Jika memperhatikan factor aktivasi suara dan sektorasi sel rata-rata meningkat menjadi 3,5 dan 2,6 kali. viii

ABSTRACT The CDMA 2000-1X technology is the third generation technology (3G), this technology is able to use one frequency at the same time dan respectively user just identify by code. The perpose of this thesis is to understand the influence of power control for CDMA 2000-1X capacity. The CDMA 2000-1X system use power control to control forward link dan reverse link power to reduce the interference. Power control can increase the channel capacity and traffic capacity of single cell and multiple cells. With use the power control average increase of forward link channel capacity for single cell and multiple cells are 3,3. Than the result of reverse link channel capacity for single cell and multiple cell are 3 and 2,3. The results are same if use voice activation factor and sectoritation sel condition. The average increase of forward link traffic capacity for single cell and multiple cell are 3,9 and 5. The results if use voice activation factor and sectoritation sel condition are 3,5 and 3,8. The average increase of reverse link traffic capacity for single cell and multiple cells are 4,3 and 3,3. The results if use voice activation factor and sectoritations sel condition are 3,5 and 2,6. ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan teknologi telekomunikasi dari tahun ke tahun semakin pesat. Jika dahulu teknologi telekomunikasi yang digunakan memakai sistem analog, baik perangkat switching, transmisi maupun sinyal yang digunakan. Sekarang teknologi telekomunikasi telah beralih ke sistem digital. Perkembangan teknologi telekomunikasi di bidang selular telah mengalami perkembangan yang sangat pesat, dimulai dari teknologi Advanced Mobile Phone System ( AMPS ), Total Access Communication Service ( TACS ), Global System for Mobile Communication ( GSM ), General Packet Radio Service ( GPRS ) sampai ke Code Division Multiple Access ( CDMA ) dan Universal Mobile Telecommunication ( UMTS ). Dalam teknologi telekomunikasi bergerak yang semakin padat, tuntutan akan peningkatan kapasitas system sangat diutamakan. Tuntutan tersebut harus dipenuhi dengan tidak mengabaikan kualitas pelayanan dari sistem telekomunikasi bergerak itu sendiri. Code Division Multiple Access ( CDMA ) merupakan generasi ketiga yang sedang berkembang pesat dan sesuai dengan tuntutan dunia teknologi telekomunikasi bergerak. Hal itu disebabkan karena teknologi CDMA menawarkan berbagai macam keuntungan dan kemudahaan diantaranya adalah peningkatan kualitas sinyal, tahan terhadap gangguan dan peningkatan kapasitas system yang berarti peningkatan jumlah user. Penggunaan system CDMA dalam telekomunikasi bergerak pada prinsipnya adalah menggunakan frekuensi yang sama untuk user yang banyak, baik dalam satu sel maupun pada sel lain yang berdekatan. Selain menawarkan keuntungan, system CDMA juga memiliki kerugian. Kerugian dari system CDMA yaitu peningkatan daya interferensi dalam sistem yang diakibatkan karena pemakaian frekuensi yang sama. Interferensi tersebut bisa berasal dari selnya sendiri dan sel lain yang berada di sekitarnya. Adanya interferensi tersebut akan menurunkan kapasitas system CDMA yang meliputi kapasitas kanal dan kapasitas trafik. 1

Untuk mengatasi permasalahan tersebut sistem CDMA menggunakan metode kontrol daya. Kontrol daya digunakan baik pada forward link maupun reverse link. Kontrol daya pada prinsipnya merupakan suatu mekanisme pengaturan daya pancar pada mobile station berdasarkan perubahan jarak mobile station terhadap base station. Dengan adanya kontrol daya maka daya yang diterima oleh base station dari mobile station yang berbeda jaraknya akan tetap sama. Kontrol daya menjaga agar nilai C/I dari sistem CDMA tetap. Penggunaan kontrol daya yang tepat akan menurunkan tingkat interferensi sehingga akan menaikkan kapasitas sistem CDMA. Dari latar belakang yang telah diuraikan di atas, dapat dilakukan analisis mengenai pengaruh kontrol daya terhadap sistem selular CDMA. Pengaruh yang timbul adalah perubahan kapasitas sistem CDMA baik untuk forward link dan reverse link. 1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan Maksud dan tujuaan penulisan tugas akhir ini, yaitu : 1. Mempelajari sistem komunikasi bergerak selular Code Division Multiple Access ( CDMA ). 2. Menganalisis kapasitas kanal dan kapasitas trafik forward link sebelum dan sesudah menggunakan kontrol daya. 3. Menganalisis kapasitas kanal dan kapasitas trafik reverse link sebelum dan sesudah menggunakan kontrol daya. 1.3 Batasan Masalah Tugas Akhir ini memiliki batasan-batasan masalah yang harus dibahas agar lebih terfokus pada pokok permasalahan. Batasan-batasan yang diberikan adalah : 1. Pembahasan hanya mengenai system komunikasi bergerak CDMA dan kontrol daya yang digunakan dalam system CDMA serta analisis pengaruh kontrol daya terhadap besarnya kapasitas system CDMA yang meliputi kapasitas kanal dan kapasitas trafik 2. Tidak membahas modulasi dan peralatan yang digunakan dalam sistem CDMA. 3. Parameter yang diukur dalam analisis kontrol daya dianggap sempurna (tidak ada kesalahan), nilai path loss exponent (α) diasumsikan sebesar 4 (nilai yang biasa digunakan untuk mobile communication). 2

4. Analisis pengaruh kontrol daya terhadap kapasitas sistem dilakukan untuk sel tunggal dan sel jamak. 1.4 Metodologi Penelitian Metodologi Penelitian dalam menyusun tugas akhir terdiri dari beberapa langkah, meliputi : 1. Studi Literatur Menganalisis dan mengumpulkan data-data teknis dari perusahaan dan mencari informasi mengenai sistem ini dari buku-buku referensi, jurnal dan internet. 2. Diskusi dengan Pembimbing Dalam penulisan tugas akhir ini juga dilakukan diskusi-diskusi dengan pembimbing dari Jurusan Teknik Elektro Mercu Buana dan pembimbing dari PT. TELKOM. 1.5 Sistematika Penulisan Sistem penulisan Tugas Akhir ini adalah : Bab 1: Pendahuluan Berisi latar belakang, pemilihan topic, maksud dan tujuan penulisan, batasan-batasan masalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan tugas akhir. Bab 2: Teori Penunjang Membahas tentang teori dasar sistem komunikasi bergerak seluler CDMA, speard spectrum, interferensi, arsitektur jaringan, struktur link dan mekanisme power control pada sistem CDMA. Bab 3: Kapasitas Sistem CDMA 2000-1X Penjelasan tentang teori mengenai kapasitas kanal dan kapasitas trafik sel tunggal dan sel jamak sebelum dan sesudah menggunakan kontrol daya. Bab 4: Pengaruh Kontrol Daya Terhadap Kapasitas Sistem Seluler CDMA 2000-1X Berisi tentang analisis kapasitas kanal dan kapasitas trafik sel tunggal dan sel jamak sebelum dan sesudah menggunakan kontrol daya dan memperhitungkan factor aktivitas suara dan sektorisasi sel. Bab 5: Kesimpulan Berisi kesimpulan hasil analisis, perhitungan dan bagian penutup dari tugas akhir. 3

Selain bab satu sampai bab lima diatas terdapat daftar pustaka yang berisi referensi yang digunakan dalam menyusun tugas akhir dan abstrak pada bagian awal sebagai pengantar untuk memahami maksud dan tujuan dari tugas akhir ini. 4

BAB II TEORI PENUNJANG 2.1 Perkembangan Teknologi Seluler Perkembangan sistem telekomunikasi saat ini sudah sangat pesat sehingga mampu meningkatkan mobilitas kegiatan manusia. Dengan mengikuti perkembangan zaman dan kebutuhan manusia dalam berkomunikasi, teknologi telekomunikasi mengalami perubahan yang dikenal dengan perubahan fixed phone menjadi layanan komunikasi bergerak (seluler). Perkembangan tahap pertama atau yang biasa dikenal dengan generasi pertama (1G) teknologi telekomunikasi seluler diperkenalkan pada tahun 1982 dengan menggunakan sistem ini hanya memberikan layanan suara saja dan kualitas suara yang menyerupai telepon kabel biasa. Pada generasi ini masalah utama yang dihadapi adalah kapasitas dan layanan suara yang diberikan masih menggunakan teknologi Frequency Division Multiple Access (FDMA), dimana satu frekuensi yang ada hanya menggunakan satu kanal pembicaraan saja yang menyebabkan pemborosan frekuensi yang cukup banyak. Pada perkembangannya teknologi tersebut mulai ditinggalkan dan mulai beralih ke teknologi digital generasi kedua (2G) yang lebih dikenal dengan teknologi Global System for Mobile Telecommucation (GSM). Pada teknologi ini tidak menggunakan sistem FDMA seperti pada AMPS tetapi sistem yang digunakan adalah Time Division Multiple Access (TDMA). Sistem ini mempunyai kualitas dan kapasitas yang jauh lebih baik jika dibandingkan dengan sistem FDMA, selain itu sistem ini lebih tahan terhadap interferensi dan dapat memberikan lebih banyak kemampuan dan kapasitas. Selain sistem tersebut, pada generasi kedua ini juga dikembangkan sistem IS-95 yang dikembangkan di Amerika. Sistem IS-95 berbasiskan teknologi Code Division Multiple Access (CDMA) yang tidak hanya memberikan layanan suara saja tetapi juga layanan data. Sedangkan pada generasi ketiga (3G) juga sudah mulai berkembang. Di Indonesia teknologi ini sudah dikembangkan oleh PT. Telekomunikasi Indonesia dengan nama produk Telkom Flexi dengan menggunakan teknologi CDMA 2000-1X yang mempunyai kemampuan lebih baik jika dibandingkan dengan teknologi GSM. Gambar 2.1 memperlihatkan migrasi 2G ke 3G. 5

Gambar 2.1 Migrasi 3G 2.2 Sistem Dasar CDMA CDMA adalah system askes jamak, dimana semua user menggunakan bandwidth yang sama dan satu sama lain dibedakan dengan kode-kode yang unik. CDMA 2000-1X merupakan teknologi generasi ketiga (3G) dengan menggunakan system spectrum tersebar. Teknologi ini telah digunakan dalam teknologi militer lebih dari setengah abad. Pada dunia kemiliteran teknologi ini digunakan untuk dua tujuan, yaitu : 1. Untuk menghilangkan efek yang kuat dari gangguan-gangguan yang disengaja (jamming). 2. Untuk menyembunyikan sinyal musuh. Kedua tujuan tersebut dapat dicapai dengan cara menyebar sinyal spektrum sehingga sinyal tersebut hampir tidak dapat dibedakan dengan gangguan-gangguan (noise) yang disebabkan oleh sinyal-sinyal lainnya. 2.2.1 Teknologi Spread Spectrum Spread Spectrum atau spectrum tersebar merupakan teknik modulasi pada system CDMA. Teknologi ini memodulasikan dan menyebar sinyal pada suatu pita frekuensi yang jauh lebih lebar daripada pita frekuensi yang di perlukan untuk mentransmisikan sinyal tersebut. Teknik ini merupakan teknik modulasi yang tahan terhadap interferensi dan transmisi dapat 6

disembunyikan di dalam noise, sehingga sulit dideteksi serta mempunyai kerapatan spectral energi yang kecil. Gambar 2.2 memperlihatkan konsep teknologi Spread Spectrum. Gambar 2.2 Teknologi Spread Spectrum Terdapat 2 kategori pada sistem spread spectrum, yaitu Direct Sequence (DS) dan Frequency Hoping (FH). Spread spectrum pada CDMA menggunakan kode-kode korelatif untuk membedakan suatu Mobile Station (MS) yang satu dengan yang lainnya. Sistem Direct Sequence Spread Spectrum Technique (DS-SS) yang digunakan CDMA dalam sistem seluler. Dalam DS- SS transmitter, setiap sinyal informasi pelanggan dimodulasi dengan suatu PN code yang unik yang menspread-spectrum dari sinyal informasi aslinya. Sedangkan dalam DS-SS receiver, spread signal didemodulasi dengan PN code yang identik 2.2.2 CDMA Frekuensi Pada sistem CDMA pengguna menggunakan frekuensi yang sama. Hal ini berbeda dengan teknologi GSM yang menggunakan frekuensi yang berdeda sehingga terjadi pemborosan frekuensi. Pada gambar 2.3 dapat dilihat perbandingan dari alokasi frekuensi terhadap beberapa sistem, yaitu sistem FDMA, TDMA, dan CDMA. 7

Gambar 2.3 Alokasi Spektrum Pada sistem FDMA satu kanal pengguna memakai satu kanal, sehingga jika ada 100 pengguna maka dibutuhkan 100 kanal pula. Sehingga dengan sistem FDMA ini terjadi pemborosan frekuensi yang cukup besar. Sistem TDMA pada prinsipnya hampir sama dengan FDMA, tetapi TDMA satu kanal dapat dipakai leh beberapa pengguna sehingga terjadi sedikit pengiritan terhadap frekuensi yang dipakai. Sedangkan pada sistem CDMA semua pengguna menggunakan satu kanal yang besar sehingga setiap pengguna akan menggunakan frekuensi yang sama. 8

Spesifikasi dari CDMA 2000-1X / Telkom Flexi : a. Band Frekuensi : Down Link (1966,9 MHz 1968,7 MHz) b. Bandwidth : 1,25 MHz Up Link (1886,9 MHz 1888,1 MHz) 2.3 Arsitektur Jaringan CDMA 2000-1X Teknologi CDMA 2000-1X di Indonesia diterapkan oleh PT. Telkom dengan nama Telkom Flexi, dimana menggunakan teknologi CDMA 2000-1X yang didesain untuk mendukung layanan data dan suara berkecepatan tinggi serta lebih efisien dalam penggunaan spectrum frekuensi dibandingkan dengan sistem terdahulu. Arsitektur jaringan dasar dari CDMA 2000-1X tidak berbeda jauh dengan arsitektur jaringan GSM. Arsitektur jaringan CDMA 2000-1X dapat dilihat pada gambar 2.4 Gambar 2.4 Arsitektur Jaringan CDMA 2000-1X 9

Pada prinsipnya bagian penting pada jaringan dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu : 1. Mobile Switching Centre (MSC) MSC mempunyai fungsi antara lain: a. MSC berhubungan dengan BSC yang berfungsi mengirim dan menerima sinyal dan suara dari dan ke MS. b. MSC saling menukar informasi data pelanggan dengan HLR dan VLR. 2. Home Location Register (HLR) HLR berfungsi sebagai pusat database yang menyimpan dan mengatur parameterparameter dari pelanggan serta mengandung informasi tentang lokasi dari MS yang terdaftar pada area HLR tersebut. 3. Visitor Location Register (VLR) VLR berfungsi mengatur dan menyimpan semua informasi dari pelanggan. 4. Interworking Function (IWF) IWF adalah suatu sistem yang diperlukan oleh mobile subscriber berupa layanan jaringan data seperti fax. 5. Base Station Controller (BSC) BSC bertugas untuk mengontrol sebuah BTS yang ada pada daerah cakupannya. 6. Base Tranceiver Station (BTS) BTS berinteraksi langsung dengan MS yang berada dalam areal sel BTS tersebut melalui perangkat radio. 7. Date Core Network (DCN) DCN berfungsi untuk menghubungkan pelanggan dengan internet. 8. Base Station Manager (BSM) BSM berfungsi untuk mengontrol dan mengelola BSC dan BTS, selain itu menyediakan perintah operasi dan pemeliharaan BSC dan BTS sehingga memudahkan operator untuk melakukan pengecekan terhadap kinerja dari sistem. 2.4 Struktur Link Struktur Link di bagi menjadi 2 macam yaitu forward link (down link) dan reverse link (up link). Forward link adalah link dari BTS ke MS sedangkan reverse link adalah link dari MS ke BTS. Forward link mempunyai 4 jenis saluran yaitu pilot channel, synchronization channel, 10

pagging channel dan traffic channel. Sedangkan untuk reverse link mempunyai 2 jenis saluran yaitu access channel dan traffic channel. Gambar 2.5 Struktur Link 2.4.1 Forward Channel Forward channel terdirii dari 1 pilot channel, 1 synchronization channel, 0-7 paging channel dan 55 traffic channel. Tiap channel code disebarkan secara orthogonal, struktur Forward channel dapat dilihat pada gambar 2.6 Gambar 2.6 Forward CDMA Channel 11

2.4.1.a Pilot Channel Pilot channel digunakan untuk mengukur kuat sinyal antara BTS yang berbeda dalam menentukan kapan terjadinya proses handoff dan menggunakan kode walsh 0 (W0). 2.4.1.b Synchronization Channel Synchronization Channel digunakan oleh MS untuk mendapatkan informasi mengenai waktu dan informasi khusus sel, selain itu menggunakan kode walsh 32 (W32) pada kecepatan chip 1.288 Mbps dan dipancarkan secara terus menerus oleh BTS. 2.4.1.c Paging Channel BTS menggunakan paging channel untuk mengirim informasi overhead dan informasi identitas pelanggan dan paging channel digunakan pada sistem CDMA untuk mengirimkan pesan-pesan overhead dan pesan-pesan yang ditujukan pada MS serta menggunakan kode walsh 1 sampai 7 (W1-W7). 2.4.1.d Forward Traffic Channel Forward Traffic Channel digunakan untuk pengiriman informasi user dan informasi signaling terhadap MS terjadi panggilan. Forward traffic channel terdiri dari fundamental code channel yang digunakan untuk mengirim data pelanggan, signaling dan supplementary code channel yang digunakan untuk menyediakan kemampuan high speed data bagi pelanggan. 2.4.2 Reverse Channel Reverse channel memiliki 2 tipe kanal yaitu access channel dan traffic channel. Reverse CDMA channel diidentifikasi dengan pergeseran waktu yang unik dari long PN code, dimana PN code yang digeser waktunya mempunyai korelasi yang sangat kecil satu sama lain. Gambar 2.7 Reverse CDMA Channel 12

2.4.2.a Access Channel Access channel adalah suatu reverse channel yang digunakan oleh MS untuk memulai komunikasi dengan BS dan untuk merespon informasi. Satu access channel dipasangkan dengan paging channel dan setiap access channel memiliki kode PN 2 42-1 chip. 2.4.2.b Reverse Traffic Channel Reverse traffic channel digunakan untuk pengiriman informasi pelanggan dan informasi signaling terhadap MS saat terjadi panggilan. Pada reverse link supplemental code channel digunakan untuk mendukung high speed data. 2.5 Analisis Sistem CDMA Dengan beberapa kelebihan yang dimiliki oleh sistem CDMA 2000-1X, merupakan suatu peluang yang baik untuk aplikasi sistem seluler. Analisis-analisis yang dapat membandingkan antara sistem CDMA dengan sistem yang lain adalah sebagai berikut : 1. Pada sistem CDMA tidak ditemukan adanya guard band atau guard time seperti pada sistem FDMA dan TDMA, sehingga sistem CDMA tidak terjadi overlap. Hal ini berhubungan dengan penggunaan frekuensi pada sistem CDMA yang sangat efesien. Pada gambar 2.8 menunjukkan terjadinya overlap pada sistem FDMA dan TDMA. 2. Efisiensi penggunaan frekuensi ini disebabkan sistem CDMA merupakan sistem yang menggunakan kode deret acak atau kode PN, maka kapasitas pada sistem CDMA akan lebih besar karena menggunakan frekuensi yang sama akan tidak diperlukannya alokasi frekuensi. Sehingga pada setiap MS akan dapat menggunakan lebar pita frekuensi yang tersedia. Dengan lebar bandwidth 1,25 MHz pada sistem CDMA, semua sel yang ada dapat menggunakan seluruh spectrum frekuensi yang tersedia secara bersamaan tanpa ada gangguan satu dengan yang lainnya. Hal tersebut tidak dipengaruhi ole jauh atau dekatnya jarak antar sel. Pada sistem FDMA dan TDMA penggunaan frekuensi reuse tidak seperti sistem CDMA, karena harus melakukan pengaturan frekuensi. Pada CDMA dengan satu saluran dapat menggunakan frekuensi yang sama secara bersamaan sehingga tidak diperlukannya pengaturan frekuensi. 3. Dengan adanya kode PN pada CDMA yang mempunyai sifat kerahasiaan yang tinggi maka tersedia milyaran kode yang dapat dipakai untuk setiap MS. Kode-kode tersebut 13

hanya dimiliki oleh masing-masing MS, sehingga tidak terjadi kode yang sama dengan MS yang lainnya. Selain itu setiap MS dapat mengirimkan sinyal secara simultan baik itu dalam waktu dan frekuensi yang sama. 4. Pada sistem CDMA sinyal informasi dikirim melalui sinyal pembawa yang lebar sinyalnya lebih besar dari sinyal informasi yang dikirimkan, sehingga sinyal informasi dapat disembunyikan dan dapat mengurangi jamming. 5. Pada sistem FDMAdan TDMA sektorisasi digunakan untuk mengurangi interferensi. Interferensi dapat dikurangi dengan cara menggunakan antenna berarah, sehingga sel dapat dibagi dalam beberapa sector. Pada setiap sektor mempunyai sejumlah kanal atau frekuensi. Penggunaan antenna dapat mengurangi interferensi tetapi tidak dapat meningkatkan kapasitas. Dengan sektorisasi pada sistem CDMA dapat meningkatkan kapasitas menjadi tiga kali lipat. 6. Sistem CDMA mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan sistem FDMA dan TDMA, sehingga dapat menampung jumlah pelanggan yang lebih besar. 2.5.1 Soft Handoff Soft handoff pada sistem CDMA terjadi bila suatu pengalihan pelayanan dari BS satu ke BS lain yang terdekat. Dengan menggunakan soft handoff pada sistem CDMA dapat mengatasi dropped call (gagal panggil) lebih baik dibandingkan sistem FDMA dan TDMA. Dropped call dapat terjadi jika teputusnya hubungan yang disebabkan oleh sinyal yang diterima sangat lemah jika MS bergerak. Pada gambar 2.9 menunjukkan peristiwa soft handoff pada sistem CDMA, dimana terjadi pengalihan dari BTS satu ke BTS yang lain. 14

Gambar 2.8 Overlap pada FDMA dan TDMA 2.5.2 Cell Breathing Masalah yang sering terjadi pada sistem CDMA adalah tingkat interferensi yang terjadi dengan jumlah user pada sel tersebut. Dengan meningkatnya daya interferensi pada sel maka MS yang terletak jauh dari BTS akan kehilangan daya pancar sehingga hubungan akan terputus. Hal diatas dapat diatasi dengan memindahkan sejumlah user aktif yang terletak pada perbatasan sel menuju sel yang memiliki user aktif yang lebih rendah sehingga kapasitas sistem yang dicapai akan optimal. Untuk memindahkan user aktif tersebut dibutuhkan adanya pengaturan sinyal pilot pada BTS. Peristiwa cell breathing pada CDMA ditunjukkan pada gambar 2.10 apabila suatu sel sedang padat pelanggan maka interferensi pada sel tersebut akan meningkat. Interferensi yang terjadi akan menurunan nilai Eb/Io sistem. Pada keadaan seperti ini BTS akan menurunkan level sinyal pilotnya. Dengan turunnya sinyal pilot maka ukuran sel akan mengecil, MS yang berada pada pinggir sel akan menerima pilot yang lebih kecil sehingga akan terjadi handoff ke sel tetangganya. Mekanisme handoff yang digunakan pada pengontrolan sinyal pilot adalah sebagai berikut : 1. Sinyal pilot tidak boleh turun hingga tak terbatas untuk menjaga daerah overlapping antar sel yang berguna saat terjadinya handoff. 2. Pelanggan yang terletak pada daerah overlapping antar sel akan melakukan handoff menuju sel dengan sinyal pilot yang lebih tinggi. 15

3. Ketika suatu sel sedang padat dan interferensi yang timbul cukup padat untuk menurunkan nilai Eb/No, maka BTS mulai menurunkan daya. 4. Daya sinyal pilot akan naik secara perlahan-lahan kembali jika nilai Eb/No telah berada diatas nilai standar. Keuntungan yang didapat dari mekanisme adalah : 1. Prosedur handoff yang terjadi tidak rumit. 2. Meminimalkan biaya, masing-masing MS mengukur kuat sinyal pilot tersebut untuk menentukan perlunya handoff, Ketika handoff diperlukan maka MS mengkomunikasikan dengan BTS untuk menginisialkan handoff. Jadi antar BTS tidak perlu berkomunikasi untuk bertukar informasi. 3. Diperlukan penambahan peralatan pada BTS, diperlukan adanya sistem kontrol umpan balik untuk mengukur kuat sinyal pilot sesuai dengan tingkat interferensi. 2.6 Interferensi Pada Sistem Seluler CDMA Pada sistem CDMA kanal radio dibedakan menjadi forward link dan reverse link. Kedua kanal tersebut menggunakan alokasi frekuensi tertentu, untuk sel-sel yang berdekatan digunakan frekuensi yang sama (co-channel). Kondisi menyebabkan terjadinya interferensi baik pada arah forward dan arah reverse. Secara umum ada dua macam interferensi pada sistem komunikasi seluler yaitu co-channel interference dan adjancent channel interference. Interferensi ini sangat berpengaruh pada kapasitas sistem CDMA, jika interferensi yang terjadi semakin besar maka kapasitas sistem seluler akan semakin kecil dan sebaliknya jika interferensinya semakin kecil maka kapasitas akan meningkat. 2.6.1 Co-Channel Interference Co-Channel Interference adalah interferensi yang terjadi karena sistem komunikasi bergerak mempunyai frekuensi yang sama untuk beberapa kanal komunikasi. Tujuan dari penggunaan frekuensi yang sama untuk beberapa kanal dalam satu sel ini adalah untuk memperoleh efisiensi spectrum yang semakin meningkat. Parameter utama dalam co-channel interference adalah Co-Channel Interference Reduction Factor (CIRF) yang biasa disimbolkan dengan q, Nilai ini ditentukan oleh persamaan berikut : 16

q = D R. (2.1) Dimana : q = co-channel factor D = jarak antara dua co-channel cell (m) R = jari jari sel (m) Pada sistem CDMA dikenal dua macam nilai co-channel reduction factor, yaitu : 1. Adjencent CIRF Menggunakan Adjancent CIRF berarti kanal radio yang sama bias diulang pada seluruh sel tetangga. Nilai Adjancent CIRF adalah q = 2 2. Self CIRF Self CIRF berarti kode sequence yang berbeda menggunakan kanal radio yang sama untuk membawa kanal trafik yang berbeda. Self CIRF ini terjadi pada satu sel yang sama. Nilai self CIRF adalah q = 1 Penggambaran model dari adjancent CIRF dan self CIRF bisa kita lihat pada gambar 2.11 Gambar 2.11 Penggambaran dari 2 macam CIRF 17

Pada sistem CDMA interferensi berasal dari user dalam satu sel dan user lain pada sel yang berdekatan. Persamaan interferensi yang berasal dari sel yang berdekatan adalah : α r I r = Pr.. (2.2) R Dimana : Ir = daya interferensi dari pelanggan lain (W) Pr = Daya yang diterima BS (W) r = jarak MS dengan BS nya sendiri (m) R = jarak MS penginterferensi dengan BS utama (m) α = path loss exponent 2.6.2 Adjancent Channel Interference Kanal-kanal yang berdekatan bisa memberikan kontribusi interferensi karena jarak pemisah antara kedua kanal bersebelahan tersebut kurang besar. Interferensi akan timbul pada kanal bersebelahan tersebut yang di sebut sebagai adjancent channel interference. 2.7 Power Control Dalam CDMA Pada Sistem CDMA keinginan untuk meningkatkan kapasitas panggilan pada lebar pita yang ada dilakukan dengan mengontrol daya yang berasal dari setiap MS sehingga sinyal yang tiba pada MS akan memenuhi perbandingan signal to noise ratio (S/N) yang minimum. Bila tingkat daya yang diterima pada BS terlalu rendah dari nilai daya yang diterima maka rate kesalahan bit akan terlalu tinggi sehingga tidak terjadi komunikasi dengan kualitas yang bagus. Sedangkan jika daya yang diterima terlalu tinggi maka performa dari MS akan memenuhi standar tetapi interferensi terhadap MS lain akan berbagi kanal akan meningkat mengakibatkan kemampuan dari MS lain akan menjadi buruk. Tingkat daya yang akan ditransmisikan di atur oleh Mobile Switching Centre (MSC). MSC adalah pusat system komunikasi seluler yang bertugas melakukan koordinasi pusat dan administrasi selular, selain itu merupakan pusat koordinasi pusat koordinasi bagi elemen-elemen yang berhubungan dengan komunikasi. Dalam ini kontrol daya, fungsi dari MSC adalah : 18

1. Mengontrol tingkat daya yang dipancarkan oleh MS. Saat MS sedang mendekati sel, maka tingkat dayanya harus diturunkan dengan alasan sebagai berikut: a. Menurunkan tingkat daya akan mengurangi kesempatan untuk menginterferensi sel-sel yang lain. b. Mengontrol tingkat daya yang dipancarkan oleh sel. Saat sinyal yang diterima oleh sel dari MS sangat kuat, MSC akan mengurangi tingkat daya pada MS tersebut. Keuntungan yang didapat dari prose situ adalah interferensi dari kanal yang berdekatan akan berkurang. Sistem kontrol daya dalam CDMA terdiri dari : 1. Kontrol daya link balik (Reverse link power control), terdiri dari : a. Kontrol daya link balik loop terbuka (Reverse link open-loop power control) b. Kontrol daya link balik loop tertutup (Reverse link closed-loop power control). 2. Kontrol daya link maju (Forward link power control) 2.7.1 Reverse Link Power Control Reverse link power control mempengaruhi pada access channel dan reverse traffic channel. Kontrol daya ini biasanya digunakan untuk menetapkan saluran ketika sedang memulai panggilan dan bereaksi terhadap fluktuasi path loss yang besar. Reverse link power control terdiri dari Reverse link open-loop power control dan reverse link closedloop power control. 2.7.1.a Reverse Link Open Loop Power Control Pada reverse link open loop power control didasarkan pada prinsip apabila sebuah MS lebih dekat dengan BS akan membutuhkan lebih sedikit daya dibandingkan dengan MS yang letaknya lebih jauh dari BS. MS akan melakukan penyesuaian terhadap daya yang dipancarkan sesuai dengan daya total yang diterima. Daya total ini termasuk daya yang diterima dari semua BS dalam forward link, jika daya yang diterima besar maka MS mengurangi daya yang dipancarkan begitupun sebaliknya jika daya yang diterima kecil MS akan meningkatkan daya yang dipancarkan. Dalam open loop power control BS tidak dilibatkan, MS menentukan daya yang dipancarkan dalam access channel dan traffic channel melalui open loop power control. Reverse link open loop power control menyediakan daya yang dipancarkan berdasarkan daya total yang diterima dalam forward link. Respond dari reverse link open loop power control 19

sangat cepat karena tidak membutuhkan timing alignment dari BTS. Reverse open loop power control ini terjadi setiap 20 ms atau dalam satu menit terjadi sebanyak 50 kali. MS selama proses reverse open loop power control tersebut menerima dan memproses pilot channel, sync channel dan paging channel. Paging channel menyediakan access parameters message yang berisi parameter yang digunakan MS saat sedang memancarkan ke BS dalam sebuah access channel. Berdasarkan informasi yang diterima pada pilot,sync dan paging channel, MS berusaha untuk mengakses sistem melalui salah satu access channel yang tersedia. Selama proses berlangsung dan selama reverse open loop power control tidak aktif, maka MS memulai penyesuaian daya yang dibutuhkan untuk beroperasi. Saat MS menerima sinyal yang kuat berupa pilot channel dari BS, MS akan mengirim sinyal yang lemah ke BS. Sinyal kuat yang diterima oleh MS menunjukkan bahwa terjadi loss propagasi yang kecil pada forward link. Saat MS menerima sinyal yang lemah berupa pilot channel dari BS, MS akan mengirimkan sinyal yang sangat kuat ke BS. Sinyal Lemah yang diterima oleh MS menunjukkan bahwa terjadi loss propagasi yang besar pada forward link. 2.7.1.b Reverse Link Closed Loop Power Control Untuk mengatasi multipath fading membutuhkan reverse link closed loop power control yang lebih cepat dibandingkan reverse link open power control. Penyesuaian daya yang dibutuhkan untuk mengganti daya yang hilang karena adanya fading losses yang dikontrol oleh reverse link closed loop power control, yang mempunyai respon setiap 1.25ms untuk 1dB. Waktu respon yang lebih cepat memberikan reverse link closed loop power control kemampuan untuk mengesampingkan mekanisme dari reverse link open loop power control dalam aplikasi di lapangan. Reverse link closed loop power control juga memberikan koreksi pada reverse link open loop power control. Reverse link closed loop power control di BS bertujuan agar sel memberikan koreksi yang sangat cepat bagi loop terbuka BS agar tetap menjaga daya pancar yang optimum. BS akan mengukur daya yang diterima dari MS dengan daya pembanding, kemudian setiap 1.25 ms diberikan perintah untuk mengurangi atau menaikan daya agar diperoleh daya yang optimum. 20

2.7.2 Forward Link Power Control Forward link power control bertujuan mengurangi interferensi pada forward link. Forward link power control tidak hanya terbatas pada interferensi di dalam sel, tetapi juga di khususkan pada efektifitas penggunaan interferensi pada sel lain. BS menunjang control daya link maju dengan menyamakan daya link maju setiap sinyal pelanggan sebagai respons dari pengukuran yang dilakukan MS. Tujuannya agar mengurangi daya bagi MS yang dekat pada BS sedangkan bagi sistem penerima yang jauh dari BS akan dialokasikan daya yang lebih besar. Di beberapa lokasi forward link mungkin merupakan penyebab buruknya kondisi penerimaan sinyal. Pada situasi ini MS dapat meminta penambahan daya yang di transmisikan ke MS melalui BS. Saat forward link power control mulai menggantikan peran dari BS dalam mentransmisikan daya, maka BS secara priodik mengurangi daya yang dipancarkan ke MS tersebut. Proses ini terus berlanjut sampai MS tersebut mendapatkan peningkatan frame error rate (FER). Kemudian MS melaporkan jumlah dari FER tersebut ke BS, dengan laporan tersebut BS dapat memutuskan untuk menaikan atau menurunkan daya. Forward link power control berusaha untuk menetapkan tiap daya yang ditransmisikan ke kanal trafik pada keadaan minimum sesuai yang dibutuhkan untuk mempertahankan FER pada MS. BS juga membatasi jangkauan dari kanal dinamis sehingga pentransmisian daya tidak pernah melebihi suatu sinyal maksimal karena akan menyebabkan interferensi yang berlebihan atau jatuh dibawah nilai minimum yang dibutuhkan untuk kualitas suara yang cukup. Rata-rata penyesuaian yang dilakukan oleh forward link power control lebih lambat daripada reverse link power control. 21

BAB III KAPASITAS SISTEM SELULER CDMA 2000-1X Kapasitas sistem seluler CDMA 2000-1X adalah parameter sistem yang menggambarkan banyaknya user yang bisa dilayani oleh sistem tersebut. Parameter yang menentukan kapasitas sistem seluler CDMA adalah carrier to interference ratio (C/I) yang menunjukkan kinerja dari suatu sistem seluler CDMA, selain itu ada parameter lain yang juga mempengaruhinya yaitu energi bit per kerapatan daya interferensi (Eb/Io) faktor aktivitas suara dan sektorisasi sel. Kapasitas CDMA meliputi kapasitas kanal dan kapasitas trafik sistem, kapasitas trafik sistem tergantung pada kanal yang tersedia dan intensitas trafik user. Pada sistem seluler CDMA kapasitas kanal dipengaruhi oleh interferensi yang terjadi dalam sistem. Interferensi tersebut dapat dikurangi dengan menggunakan kontrol daya, oleh karena itu penggunaan kontrol daya akan berpengaruh terhadap kapasitas sistem forward link dan reverse link baik untuk sel tunggal maupun untuk sel jamak. 3.1 PARAMETER KAPASITAS SISTEM SELULER CDMA 2000-1X 3.1.1 Carrier to Interference Ratio (C/I) Carrier to interference ratio (C/I) didefinisikan sebagai perbandingan daya sinyal pembawa (carrier) terhadap daya sinyal interferensi pada suatu system penerima. Daya sinyal adalah daya sinyal pembawa yang dikehendaki oleh suatu unit penerima (daya terima). Sedangkan daya interferensi adalah daya yang tidak dikehendaki yang diterima oleh suatu unit penerima (BS atau MS). Secara umum besarnya C/I pada BS ke n diberikan oleh persamaan berikut. C Dimana : I = P r I i k i= 1. (3.1) P r = daya terima sinyal yang dikehendaki BS (W) I i = daya interferensi dari sumber interferensi ke I sampai ke k (W) k = jumlah interferensi maksimum i = interferensi ke i 22

Besarnya daya sinyal yang dikehendaki oleh BS untuk kondisi tanpa kontrol daya adalah : P r = P t x r α (3.2) Dimana : P r = daya terima sinyal yang dikehendaki (W) P t = daya transmisi maksimum MS (W) r = jarak MS utama dengan BS utama (m) α = path loss exponent Untuk kondisi tanpa kontrol daya besarnya P t sama untuk semua MS atau dengan kata lain bukan merupakan fungsi jarak. Sedangkan jika menggunakan mekanisme pengontrolan daya, maka daya yang diterima BS dari masing-masing MS besarnya sama dalam hal ini diasumsikan P r = 1. Sedangkan daya pancarnya merupakan fungsi jarak. 3.1.2 Hubungan C/I dengan Eb/Io Parameter lain yang berhubungan dengan kapasitas kanal adalah energi bit / interferensi (Eb/Io). Kualitas suara atau sinyal yang dapat diterima oleh penerima ditentukan oleh FER yang berhubungan dengan Eb/Io. Untuk bandwidth sinyal spearding sebesar Bc dan laju informasi sebesar Rb, hubungan dengan C/I dengan Eb/Io adalah : Dimana : C = I Eb Bc 1 η λ.. (3.3) I o Rb C/I = carrier to interference ratio E b /I o = energi bit per interferensi R b = bit rate (bit/s) B c = bandwidth sinyal (Hz) η = faktor pemantauan aktivitas suara λ = sektorisasi sel 23

Rumusan C/I diatas diperoleh dengan memperhatikan faktor pemantauan aktivitas suara dan sektorisasi sel. Bit rate merupakan laju bit data pada vocoder. Vocoder ialah perangkat yang mengolah suara analog dan menggunakan algoritma prediktif, mengompres dan mengkodekan data suara tersebut. Untuk sistem CDMA besarnya bervariasi ada yang 8 kbps dan ada yang bisa mencapai 13 kbps. Dalam analisis ini nilai yang sering digunakan adalah 8 kbps yang merupakan besarnya human speech. 3.1.3 Faktor Pemantauan Aktivitas Suara Pemantauan aktivitas suara (voice activity monitoring) mempunyai pengertian bahwa pemancar pada MS tidak aktif selama periode diam. Hal tersebut memungkinkan dilakukannya pendeteksian sinyal pembicaraan dan penghentian pemancar pada MS untuk beberapa waktu. Faktor aktivitas suara (η ) sangat mempengaruhi kapasitas kanal, besarnya pada system komunikasi bergerak seluler adalah sekitar 0,375 tetapi pada kondisi terburuk sinyal tersebut menjadi dua kali lipat atau sekitar 0,75 jika termasuk overhead. Nilai tersebut diperoleh dari suatu studi ektensif yang dilakukan pada system selular. 3.1.4 Sektorisasi Sel Interferensi sel dapat di kurangi dengan jalan membuat sektorisasi pada sel. Sel yang terinterferensi bias disektorisasi menjadi 3 sektor ataupun 6 sektor sehingga masing-masing hanya menerima sinyal yang mencakup 120 dan 60. Sebagai akibatnya antenna akan menolak interferensi yang berada diluar cakupannya. Dengan adanya sektorisasi ini akan berpengaruh terhadap kapasitas kanal sistem. Untuk pemakaian sektorisasi sel 3 maka interferensinya akan turun menjadi 1/3 dan kapasitas akan naik menjadi 3 kali semula. Sedangkan untuk pemakaian sektorisasi 6 interferensinya akan turun menjadi 1/6 dan kapasitas akan naik 6 kali semula. Faktor ini dikenal sebagai sectorization gain (λ). 3.2 KAPASITAS KANAL FORWARD LINK Kapasitas kanal forward link disini berarti perhitungan kapasitas kanal yang diturunkan dari persamaan nilai C/I yang diperoleh pada arah forward link (dari BS ke MS) atau nilai C/I yang diterima pada MS. 24

3.2.1 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Tunggal Pada konfigurasi sel tunggal CDMA sumber interferensi yang berpengaruh terhadap sistem hanya berasal dari satu BS yang memancarkan daya yang sama untuk masing-masing MS dan tidak ada interferensi dari sel lain karena merupakan sel tunggal. Karena sistem CDMA menggunakan kanal yang sama untuk semua user maka besarnya interferensi yang timbul adalah kanal yang tersedia dikurangi dengan satu sinyal yang dikehendaki atau sebesar (N-1) kanal. Besarnya kapasitas kanal forward link untuk sel tunggal tanpa kontrol daya: Dimana : N f B c R b Bc n f = R Eb I o b.... (3.4) = kapasitas kanal sel tunggal forward link tanpa kontrol daya (kanal) = bandwidth system (Hz) = bit rate (bit/s) E b /I o = energi bit per interferensi 3.2.2 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Tunggal Dengan menerapkan pngontrolan daya pada sel tunggal maka besarnya kapasitas kanal forward link dipengaruhi oleh faktor power factor yang didefinisikan sebagai berikut: ε (r) = P S P ( r) nom (3.5) Dimana : ε (r) = power control factor Ps (r) = daya transmisi MS pada jarak r (W) P nom = daya nominal yang diberikan oleh MS jika berada dekat dengan BS (W) 25

Faktor power control ini akan mempengaruhi BS dalam menentukan daya pancarnya kearah MS. Besarnya faktor control daya yang digunakan untuk perhitungan kapasitas kanal di PT. Telkom Jakarta Selatan adalah 3,31. Maka besar kapasitas kanal forward link adalah : ( r ) n fpc = B ε c R Eb I o b. (3.6) Dimana: n fpc = kapasitas kanal sel tunggal forward link dengan kontrol daya (kanal) ε (r) = power control factor Bc = bandwidth system (Hz) Rb = bit rate (bit/s) Eb/Io = energi bit per interferensi 3.2.3 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Jamak Dalam konfigurasi sel jamak, MS dalam sel akan menerima interferensi dari BS nya sendiri dan dari BS pada sel tetangga disekitarnya. Adanya interferensi tambahan tersebut akan berpengaruh pada nilai C/I dan E b /I o. Besarnya kapasitas sel jamak tanpa control daya adalah : N f = B c α α [ + ( ) + ( )] E 3 3 2 6 2,633 b R b I o.... (3.7) Dimana: N f = kapasitas sel jamak forward link tanpa kontrol daya (kanal) Bc = bandwidth system (Hz) Rb = bit rate (bit/s) Eb/Io = energi bit per interferensi α = path loss exponent 26

3.2.4 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Jamak Dengan menerapkan pengontrolan daya pada sel jamak maka besarnya kapasitas kanal forward link dipengaruhi oleh faktor power control yang didefinisikan sebagai berikut : Dimana : ε (r) = P S P ( r) nom ε (r) = power control factor.. (3.8) P s (r) = daya transmisi MS pada jarak r (W) P nom = daya nominal yang diberikan oleh MS jika berada dekat dengan BS (W) Faktor power control ini akan mempengaruhi BS dalam menentukan daya pancarnya kearah MS. Jika MS berada pada tepi sel maka Ps (r) = Ps (R) = daya pancar maksimum (P R ) sedangkan P nom kita asumsikan sebesar 0,302 P R. Dimana : Maka besarnya kapasitas kanal forward link adalah : N fpc = ε ( r) B α α [ + ( ) + ( )] E 3 3 2 6 2,633 b c R b I o (3.9) N fpc = kapasitas sel jamak forward link tanpa kontrol daya (kanal) ε (r) = power control factor Bc = bandwidth system (Hz) Rb = bit rate (bit/s) Eb/Io = energi bit per interferensi α = path loss exponent 3.3 KAPASITAS KANAL REVERSE LINK Kapasitas kanal reverse link disini berarti perhitungan kapasitas kanal yang diturunkan dari persamaan nilai C/I yang diperoleh pada arah reverse link nilai C/I yang diterima BS. (dari MS ke BS) atau 3.3.1 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Tunggal Pada konfigurasi sel tunggal CDMA sumber interferensi yang berpengaruh terhadap sistem hanya berasal dari satu BS yang memancarkan daya yang sama untuk masing-masing MS 27

dan tidak ada interferensi dari sel lain karena merupakan sel tunggal. Besarnya kapasitas kanal reverse link sel tunggal tanpa kontrol daya adalah : Dimana : B 2 c Rb n r =.. (3.10) Eb ( 2 + α ) I o n r = kapasitas kanal sel tunggal reverse link tanpa kontrol daya (kanal) Bc = bandwidth sistem (Hz) Rb = bit rate (bit/s) Eb/Io = energi bit per interferensi α = path loss exponent 3.3.2 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Tunggal Dengan menerapkan pengontrolan daya sel tunggal maka besarnya kapasitas kanal reverse link dengan faktor power control : Bc Rb n rpc = +1. (3.11) Eb I o Dimana : n rpc = kapasitas kanal sel tunggal reverse link dengan kontrol daya (kanal) Bc = bandwidth sistem (Hz) Rb = bit rate (bit/s) Eb/Io = energi bit per interferensi 3.3.3 Kapasitas Kanal Tanpa Kontrol Daya untuk Sel Jamak Dalam konfigurasi sel jamak, MS dalam sel akan menerima interferensi dari BSnya sendiri dan dari BS pada sel tetangga disekitarnya. Adanya interferensi tambahan tersebut akan 28

berpengaruh pada nilai C/I dan Eb/Io. Besarnya kapasitas kanal sel jamak tanpa kontrol daya adalah : Dimana : N r = B c α α [ + ( ) + ( )] E 3 3 2 6 2,633 b Nr = kapasitas kanal sel jamak reverse link (kanal) Bc = bandwidth sistem (Hz) Rb = bit rate (bit/s) Eb/Io = energi bit per interferensi α = path loss exponent R b I o.. (3.12) 3.3.4 Kapasitas Kanal dengan Kontrol Daya untuk Sel Jamak Untuk sel jamak, besarnya daya penginterferensi berasal dari user dalam sel itu sendiri dan user yang berada pada sel tetangganya. Besarnya kapasitas kanal reverse link dengan kontrol daya untuk sel jamak bisa dihitung dari persamaan berikut : N B R = c b rpc ( Eb I o )( 1+ I r / Prec ) (3.13) Dimana : N rpc = kapasitas kanal sel jamak reverse link dengan kontrol daya (kanal) B c = bandwidth sistem (Hz) R b = bit rate (bit/s) E b /I o = energi bit per interferensi I r / P rec = Interferensi ternomalisasi Interferensi ternomalisasi (Ir / Prec adalah interferensi total dari user yang berada disel tetangga dibagi daya total yang diterima oleh BS, besarnya tergantung pada nilai path loss exponent (α). Gambar 3.1 berikut ini adalah grafik dari interferensi ternomalisasi terhadap daya terima total sebagai fungsi path loss exponent. 29