I. Pembahasan 1. Frequency Reuse Frequency Reuse adalah penggunaan ulang sebuah frekuensi pada suatu sel, dimana frekuensi tersebut sebelumnya sudah digunakan pada satu atau beberapa sel lainnya. Jarak antara dua sel yang menggunakan frekuensi yang sama ini harus diatur sedemikain rupa sehingga tidak akan mengakibatkan interferensi. Latar belakang penerapan frequency reuse ini adalah karena adanya keterbatasan resource frekwensi yang dapat digunakan, sedangkan kebutuhan akan ketersedian coverage area yang lebih luas terus meningkat. Maka agar coverage area baru dapat diwujudkan, dibuatlah sel-sel baru dengan menggunakan frekwensi yang sudah pernah digunakan sebelumnya oleh sel lain. Gambar di bawah ini menunjukan pemetaan geographis penggunaan freukensi pada beberapa sel, dimana digunakan mekanisme frequency reuse. Inti dari konsep selular adalah konsep frekuensi reuse. Gambar pemetaan geographis penggunan frekuensi pada beberapa sel dengan menggunakan mekanisme frequency. Latar belakang penerapan frequency reuse ini adalah karena adanya keterbatasan resource frekuensi yang dapat digunakan, sedangkan kebutuhan akan ketersedian coverage area yang lebih luas terus meningkat. Maka agar coverage area baru dapat diwujudkan, dibuatlah sel-sel baru dengan menggunakan frekuensi yang sudah pernah digunakan sebelumnya oleh sel lain. Gambar di bawah ini menunjukan pemetaan geographis penggunaan freukensi pada beberapa sel, dimana digunakan 1
mekanisme frequency reuse. Inti dari konsep selular adalah konsep frekuensi reuse. walaupun ada ratusan kanal yang tersedia, bila setiap frekuensi hanya digunakan oleh satu sel, maka total kapasitas sistem akan sama dengan total jumlah kanal. Dalam penggunaan kembali kanal frekuensi diusahakan agar daya pemancar masing masing BS tidak terlalu besar, hal ini untuk menghindari adanya interferensi akibat pemakaian kanal yang sama Interferensi Co-Channel). Frekuensi Reuse Jarak minumum frekuensi reuse yang diperbolehkan ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu jumlah sel yang melakukan frekuensi reuse, bentuk geografis suatu wilayah, tinggi antena, dan besarnya daya pemancar pada masing masing base station. Jarak bebas interferensi frekuensi reuse Dalam hal ini jarak minimum frequency reuse dapat dicari dengan rumus pendekatan teori sel hexsagonal, yaitu : Rumus mencari jarak minimum frekuensi reuse 2
dimana : D = Jarak minimum sel yang menggunakan kanal frekuensi yang sama. R = Radius sel, dihitung dari pusat sel ke titik terjauh dalam sel. K = Banyaknya sel per kelompok / pola sel / pola frequency reuse. Pola frequency reuse pada sistem selular diperlihatkan gambar. Pengaturan pola tersebut harus sebaik mungkin, hal ini untuk menghindari interferensi akibat adanya penggunaan kanal yang berdekatan (Interferensi Adjacent Channel) dan interferensi co-channel. Gambar frekuensi reuse dengan K = 7 Besaran D/K disebut sebagai faktor reduksi kanal dengan frekuensi yang sama. Besaran tersebut menentukan kualitas transmisi dalam perencanaan sistem selular agar tidak terjadi interferensi co-channel. Dari persamaan juga terlihat bahwa, jika jarak D semakin besar, maka jumlah kelompok sel akan bertambah, sehingga interferensi co-channel akan berkurang, dengan catatan daya pemancar pada BS tidak terlalu besar. Tetapi untuk pita frekuensi yang sama, jumlah kanal/sel akan berkurang yang berarti kapasitas trafik per sel akan lebih kecil. 2. Handoff Istilah handoff merupakan proses transfer suatu ongoing call atau data session dari suatu kanal yang terhubung dalam satu inti jaringan ke kanal lain. Pada komunikasi satelit, istilah tersebut diartikan pengalihan tanggung jawab kontrol satelit dari satu stasiun bumi k stasiun yg lain tanpa kesalahan (loss) atau interupsi layanan. 3
Istilah British English untuk panggilan seluler adalah handover, yang terminologinya berstandar 3GPP yang berasal dari teknologi Eropa seperti GSM dan UMTS. 2.1 Jenis-jenis Handoff - Hard handoff Hard handoff adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber dilepaskan dan setelah itu baru menyambung dengan sel tujuan. Sehingga koneksi dengan sel sumber terputus sebelum menyambung dengan sel target untuk alasan tersebut hard handoff juga dikenal dengan sebutan break-before-make. Hard handoff dimaksudkan untuk meminimalkan gangguan panggilan secara instan. Suatu hard handoff dilakukan oleh jaringan selama panggilan berlangsung. - Soft handoff Soft Handoff adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber tetap tersambung dengan user sementara secara paralel juga menghubungi kanal pada sel target. Pada kasus ini, sambungan ke target harus berhasil dahulu sebelum memutus sambungan dengan sel sumber, karena itulah soft handoff juga disebut makebefore-break. Interval selama terjadinya dua sambungan dilakukan secara paralel bisa saja singkat maupun substansial (tergantung kondisi yang memungkinkan). Karena alasan inilah soft handoff dapat dilakukan dengan koneksi lebih dari satu sel, misalnya koneksi dengan tiga sel, empat atau lebih, semua dapat dilakukan oleh telepon dalam satu waktu. Ketika panggilan dalam keadaan soft handoff, sinyal yang terbaik dari semua penggunaan kanal dapat dimanfaatkan untuk panggilan pada saat itu atau semua sinyal dikombinasikan agar dapat menghasilkan duplikat sinyal yang lebih baik. Kemudian yang lebih menguntungkan adalah, ketika kedua performa dikombinasikan pada downlink (forward link) dan uplink (reverse link) maka handoff tersebut menjadi lebih halus (softer). Softer handoff dapat dilakukan apabila sel yang mengalami handoff berada dalam satu situs sel. 4
3. Co-channel interference dan Co-channel Adjacent Frekuensi Reuse berimplikasi bahwa pada wilayah cakupan tertentu beberapa sel menggunakan sekumpulan frekuensi yang sama. Sel-sel tersebut disebut cochannel cells dan interferensi antar sel tersebut disebut co-channel interference (cci). Tidak seperti noise suhu dpt diatasi dgn meningkatkan SNR, CCI tidak dapat diatasi dengan menaikan daya pembawa pemancar. Menaikkan daya pemancar meningkatkan interferensi co-channel cell disebelahnya. Untuk menurunkan CCI, perlu secara fisik menjauhkan co-channel cell sampai jarak minimal sehingga mencukupi isolasi propagasi. ACI : Interferensi dari sinyal yang dengan frekuensi didekatnya, ACI : terjadi karena ketidak tepatan filter penerima yang memungkinkan frekuensi berdekatan bocor kedalam passband 5
Cara mengurangi Interferensi: 1. Management Frekwensi yang baik. 2. Inteligent Frequency Assignment. 3. Memberikan Frekwensi yang tepat terhadap MS. 4. Desain bentuk Antena. 5. Kemiringan Antena. 6. Mengurangi ketinggian Antena. 7. Mengurangi daya pancar. 8. Pemilihan lokasi cell site yang tepat. 4. Power Control Power control memiliki peran penting dalam komunikasi wireless. Dimana teknik ini berfungsi untuk mengatur level daya transmisi yang diterima base station pada uplink dan downlink, selain itu untuk meminimalkan interferensi antara user aktif. Sistem CDMA IS-95, pengendalian daya pancar dilakukan setiap 1,25 ms dengan perubahan daya persatu db. Kanal uplink adalah kanal ketika user menstransmisikan informasi kepada BS. Pada transmisi uplink, sinkronisasi transmisi dari user yang berbeda sangat sulit diterapkan karena user mentransmisikan dari lokasi yang berbeda. Maka dari itu, orthogonal spread spectrum tidak digunakan dalam uplink karena ke-orthogonalan ini tidak dapat diperbaiki. Sinyal dari user lain merupakan subjek noise. Hasil propagasi/noise dan fading mempunyai level daya berbeda yang diterima BS. Nonorthogonal spread spectrum dan level daya yang berbeda pada uplink menyebabkan terjadinya Multiple Access Interference (MAI) yang merupakan masalah serius dalam CDMA. Pada BS, user akan melindungi simbol transmisi dengan cara mengkorelasi snyal receiver dengan spread spectrum pengguna. Hasil dari cross correlation yang tidak nol antara spread spectum dengan user yang lain maka user akan mengalamai MAI dari k-1 user lain. Jika level daya yang diterima BS tidak sama, correlating receiver tidak mampu mendeteksi sinyal pengguna yang lemah karena interferensi pengguna lain dengan level daya yang lebih besar. Pada transmisi uplink, sinyal yang 6
diterima BS dari user melewati kanal yang berbeda-beda sehingga daya sinyal tiap pelanggan yang diterima BS tidak sama Power control pada uplink sangat penting untuk menjaga interferensi dari user dan dapat meningkatkan kapasitas kanal. Kanal downlink adalah kanal ketika BS mengirim informasi ke user. Pada transmisi kanal downlink, BS mengirim semua sinyal kesetiap user. Sinyal yang diterima user ini yang terdiri dari sinyal user lain diransmisikan melalui kanal yang sama sehingga setiap sinyal mengalami peredaman dan fading yang sama. Hal ini meyebabkan daya sinyalsinyal tersebut pada user sama kuat. Sehingga jelas bahwa power control pada kanal uplink lebih penting daripada kanal downlink. Dalam sistem direct seguence - code division multiple access (DS-CDMA), kebutuhan terhadap power control merupakan hal yang harus mendapat perhatian. Masalah power control ini timbul akibat adanya interferensi multiseluler. Semua mobile station dalam sistem DS-CDMA mengirim data menggunakan bandwidth yang sama pada waktu yang sama dan karenanya semua mobile station : saling menginterferensi satu sama lain. Akibat mekanisme pro-pagansi, sinyal yang diterima oleh base station dari sebuah mobile station yang dekat dengan base station akan jauh lebih kuat dari-pada sinyal yang diterima dari mobile station lain yang terletak pada perbatasan sel Karenanya mobile station yang jauh akan didominasi oleh mobile station yang dekat dengan basc station. Jika ini terjadi, kapasitas sistem akan turun dengan signifikan. Untuk mencapai kapasitas yang optimum, semua sinyal tanpa tergantung pada jaralcnya ke base station, harus diterima base station dengan mean daya yang sama. Solusi untuk masalah ini adalah power control, yang berusaha agar mean daya yanlg diterima base station tetap konstan untuk tiap mobile station. Maka dari itu, kinerja mekanisme power control merupakan salah satu faktor yang penting dalam perencanaan sistem selular CDMA. Mekanisme power control dibutuhkan untuk meningkatkan kualitas suara dan kapasitas sistem. Pada sistem seluler berbasis CDMA, power control dibutuhkan untuk mengurangi near/far effect pada arah reverse dan othercell interference pada arah forward. Berdasarkan parameter yang akan diukur, teknik power control dapat diklasifikasikan menjadi tiga metode: 7
1.Berdasarkan kuat sinyal terima Pada metode ini, hasil pengukuran kuat sinyal terima di base station dibandingkan dengan kuat sinyal terima yang diinginkan. Perintah untuk menurunkan atau menaikkan daya pancar dilakukan berdasarkan hasil perbandingan tersebut. 2. Berdasarkan Signal to Noise Ratio (SNR) Pada metode ini, hasil perhitungan rasio kuat sinyal terima terhadap noise (SNR) dibandingkan dengan rasio kuat sinyal terima terhadap noise (SNR) yang telah ditentukan. Dimana noise tersebut terdiri dari channel noise dan multiuser interference. 3. Berdasarkan Bit Error Rate (BER) dan Frame Error Rate (FER) Bit Error Rate didefinisikan sebagai rata-rata jumlah bit yang salah jika dibandingkan dengan bit-bit dari persamaan awal. Sedangkan Frame Error Ratio didefinisikan sebagai rata-rata kesalahan frame yang diusahakan tidak lebih dari 1%. Sistem CDMA2000 1x menerapkan power control arah reverse dan power control arah forward. Dalam sistem selular CDMA, setiap base station mengirim sinyal ke semua mobile station yang aktif dalam daerah layanan-nya dengan menggunakan minimal satu antena. Karena itu setiap,mobile station menerima sinyal gabungan dari base station terdiri dari sinyal yang diinginkan dan N-l sinyak interferer, dengan asumsi Afmobile station persel 8