ANALISIS HCS (HIERARCHICAL CELL STRUCTURES) PADA SISTEM GSM TRIPLE BAND Fiska Jelita Puspitasari1, Sukiswo2, Imam Santoso2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jln. Prof Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia ABSTRACT Demand services GSM cellular mobile communication system that continuously increases have led to capacity problems due to limited available frequency spectrum allocation for GSM 900. GSM operator then start processing licenses for the application of the GSM 1800 and 3G (Third Generation). In general, operators utilizing a macro cell to solve problems and take advantage of the coverage area of the cell microenvironment to overcome capacity issues. Due to the use of micro cells is an increase in the number of handover. To overcome these problems required the operator to utilize the method of micro cells and macro cells effectively is by Hierarchical Cell Structures (HCS). This method is used to put MS on the layer of cells that have been given priority so that effective allocation MS coverage as needed. In this study, analysis was performed on a triple band GSM system is GSM 900, DCS 1800, and 3G (WCDMA). Measurements done by test drive with MS in idle mode and dedicated mode, as well as for the type of cell is the cell macro, micro, and indoor. The study was conducted to analyze the state of the cell is set up using HCS by setting parameters that can affect MS to remain in a particular cell, whether it is as expected or not. In 2G cell parameters affecting among other C1, C2, RxLev, Inter-layer HO Threshold and Hysteresis Inter-layer HO. In 3G cell parameters affecting among other CPICH RSCP, CPICH Ec / No and RSSI. From the research that has been done, it can be concluded that even for network optimization that has implemented a system of Hierarchical Cell Structures, but there are some conditions that cause MS is outside the expected range. For example, MS who should be in 3G coverage that has the highest priority layer is 1, but in a range of DCS 1800 which has a lower priority layers. With a data analysis through test drives and multiple parameter data can be seen the things that affect the scope of MS are beyond the expected conditions as RxLev poor condition, RxLev values that are outside the threshold, signal interference, and even the closing of 3G networks for voice services that more effectives use of traffic. Keyword : GSM, 3G, Hierarchical Cell Structures (HCS) I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Sistem GSM yang banyak digunakan oleh operator GSM di banyak negara saat ini adalah sistem GSM 900. Namun berhubung dengan makin sedikitnya alokasi frekuensi yang tersedia untuk GSM 900, maka operator GSM menerapkan sistem GSM 1800 (atau disebut juga DCS 1800) sehingga operator yang sebelumnya telah menerapkan GSM 900 dapat memperbesar kapasitas jaringannya dan mendistribusi trafik dari GSM 900 ke DCS 1800. Sekarang ini, manusia membutuhkan teknologi telekomunikasi kecepatan tinggi serta dapat dilakukan dimana saja. Salah satunya adalah dengan adanya jaringan 3G dengan teknologi Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) yang juga telah berkembang di Indonesia, sehingga para pengguna layanan dapat melakukan komunikasi dengan nyaman tanpa adanya kendala. Ketiga sistem tersebut diatur dalam konfigurasi sel. Kebutuhan pelanggan yang semakin dinamis membutuhkan pengaturan khusus mengenai sel-sel tersebut. Salah satu pengaturannya adalah dengan model Hierarchical Cell Structures (HCS). HCS merupakan sistem dimana sel-sel GSM dibagi dalam beberapa lapisan prioritas supaya penggunaan jaringan menjadi lebih efektif.
Merujuk pada penelitian yang sebelumnya (Susanto, 2003) mengenai implementasi HCS pada sistem GSM dual band, dimana penelitian tersebut menganalisis layer priority yang diterapkanpada GSM dual band yaitu GSM 900 dan DCS 1800 untuk layanan suara (voice), selain itu merujuk juga pada penelitian yang menganalisis tentang unjuk kerja jaringan operator 3G (WCDMA-UMTS) menggunakan metode drive test (Kiswanto, 2011) serta penelitian mengenai analisis kualitas panggilan layanan suara (voice) sistem WCDMA saat terjadi drop call berdasarkan data statistik dan drive test (Andhika, 2011), terbuka ide untuk menganalisis mengenai HCS pada sistem GSM triple band untuk layanan suara berdasarkan data drive test dan parameter yang dimiliki oleh PT Telkomsel. Maka penelitian Tugas Akhir ini akan dilakukan analisis mengenai HCS pada sistem GSM triple band yang mana akan membahas tentang analisis HCS pada GSM 900, DCS 1800, dan 3G (WCDMA). Dengan menggunakan HCS maka tiap sel dalam GSM triple band dapat diberi prioritas dengan cara yang aman dan efisien. 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efektivitas jaringan seluler dengan menggunakan model struktur HCS.
1.3 Batasan Masalah Dalam Tugas Akhir ini penulis membatasi masalah yang akan dibahas,yaitu : 1. Analisis lapisan pada Hierarchical Cell Structures pada sistem triple band yaitu GSM 900, DCS 1800, dan 3G. 2. Data drive test yang dianalisis adalah data suara (voice) saja. 3. Tidak membahas secara mendalam tentang perangkat yang dipakai dalam sistem 2G maupun 3G (WCDMA) PT. Telkomsel. 4. Data drive test diambil menggunakan perangkat lunak TEMS Investigation 8.0.4 II LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Selular Sel merupakan daerah layanan terkecil dalam sistem selular. Setiap sel dilayani oleh BS (Base Station) yang mempunyai seperangkat peralatan pemancar dan penerima dengan beberapa kanal frekuensi untuk berkomunikasi dengan pelanggan, maka sel didefinisikan sebagai luas cakupan dari sebuah base station untuk daerah tertentu. Tipe Sel 1). Sel makro (macrocell) Sebuah sel makro beroperasi dengan daya keluaran tinggi dan biasanya dipasang di atas gedung atau sebuah menara. 2). Sel payung (umbrellacell) Sel payung adalah sebuah sel makro yang digunakan untuk memperbesar daerah cakupan beberapa sel. 3). Sel mikro (microcell) Sebuah sel mikro beroperasi dengan daya keluaran yang rendah dan dipasang pada ketinggian sedang atau dibawah ketinggian gedung sekitarnya. 4). Sel piko (picocell) Sel piko didesain untuk keperluan dalam ruangan dan mampu mengatasi kondisi trafik informasi yang sangat padat. Jenis Sel 1). Sel Omni (Omni Cell) Sebuah sel yang menggunakan antena omnidirectional disebut sebagai sel omni. 2). Sel Sektorisasi (Sectoral Cell) Sel ini menggunakan antena terarah dengan daerah pancaran berbentuk sudut misal 120° atau 60°. 2.2 Handover[7] Handover merupakan peristiwa pemindahan kanal trafik pada pelanggan bergerak yang dilakukan oleh sistem untuk memelihara hubungan suatu pembicaraan. Terjadinya proses handover seringkali disebabkan oleh kondisi propagasi radio antara MS dengan BS. Kriteria radio yang menyebabkan terjadinya handover antara lain :
1). Kualitas penerimaan (received quality) 2). Level penerimaan (received level) 3). Jarak (MS-BS distance) 4). Power budget (better cell) Tiga penyebab yang pertama dikenal dengan mandatory/imperative causes dalam arti jika salah satu dari tiga penyebab tersebut terjadi, maka handover sangat diperlukan untuk mempertahankan / menjaga hubungan. Faktor penyebab yang keempat adalah optional handover dalam arti jika kualitas jaringan di dalam sel asal masih cukup bagus namun sel tetangga mempunyai level terima yang lebih baik, maka akan terjadi handover ke sel yang lebih baik Handover dapat dibedakan menjadi beberapa tipe sesuai dengan perubahan wilayah sel, area BSS atau area MSC : 1). Intracell handover Handover dalam satu sel antar sektor antena 2). Intra-BSS handover Handover antar sel dalam satu BSC 3). Intra-MSC handover Handover antar sel dalam satu MSC 4). Inter-MSC handover Handover antar MSC yang berbeda 2.3 Sistem GSM Triple Band Operator yang menerapkan sistem GSM triple band yang berarti satu operator GSM menerapkan 2 pita frekuensi GSM yang digabung dengan sistem 3G pada jaringan mereka. GSM triple band meliputi GSM 900, DCS 1800, dan 3G. Sehingga dengan menerapkan sistem triple band maka operator dapat meningkatkan kapasitas trafik menjadi lebih besar. 2.4 Hierarchical Cell Structures Dengan menggunakan HCS, maka tiap sel dalam GSM triple band dapat diberi prioritas dengan cara yang aman dan efisien[7]. Pada dasarnya pengalokasian sel untuk sebuat MS adalah berdasarkan istilah “The Best Server”, yang artinya bahwa sel yang melayani sebuah MS pada suatu daerah adalah sel yang mempunyai tingkat penerimaan paling kuat. Sedangkan pada daerah tersebut ada sel yang mempunyai tingkat sinyal penerimaan yang lebih lemah dan masih menyediakan kanal trafik bebas, maka dengan HCS, sel tersebut akan diberi prioritas terlebih dahulu, walaupun bukan sel dengan tingkat sinyal penerimaan paling kuat. Bila pada suatu daerah yang menerapkan HCS terdapat sel mikro dan sel makro, maka sel makro akan didefinisikan sebagai sel lapisan 2 dan sel mikro sebagai sel lapisan 1. Sel pada lapisan yang lebih rendah mempunyai prioritas pertama dalam distribusi trafik antar sel pada lapisan yang berbeda. Untuk mendistribusikan trafik ke sel pada lapisan yang berbeda terdapat beberapa parameter HCS yang digunakan untuk melewati antar lapisan secara sistematis[7]. Gambaran yang lebih jelas dari lapisan prioritas dari cakupan sel terlihat pada gambar 2.1.
2
Gambar 2.1 Skema lapisan prioritas HCS[11] Pada jaringan selular GSM 900, DCS 1800, atau 3G, masing-masing memiliki lapisan prioritas sendiri-sendiri. Paling tinggi lapisan prioritasnya adalah sel 3G (lapisan prioritas 1). Lapisan prioritas 2 adalah DCS 1800, sedangkan lapisan prioritas paling rendah dimiliki GSM 900. Jika suatu operator telekomunikasi menerapkan sistem HCS, maka daerah yang memiliki cakupan sel 3G pada setting parameter akan dibuat dalam keadaan apapun MS harus selalu pada jaringan 3G. Hanya saja hal tersebut harus dilihat efetivitasnya juga, karena bisa saja jika MS dipaksakan berada pada sel 3G kurang efektif karena kapasitas 2G masih cukup banyak. 2.5 Drive Test Drive test adalah pengukuran sinyal yang dilakukan untuk menguji performansi suatu sel BTS[2]. Tujuan dari drive test adalah untuk mengetahui kondisi gelombang radio (sinyal) pada BTS, menginformasikan level daya terima (Rx Level), kualitas sinyal terima (Rx Qual), interferensi, proses perpindahan MS ke BTS lain (handover) dan parameter lainnya, serta dengan adanya hasil pengukuran maka bisa diputuskan apakah keadaan radio suatu BTS masih layak atau perlu dilakukan suatu perbaikan. III HIERARCHICAL CELL STRUCTURES 3.1 Hierarchical Cell Structures (HCS) HCS yang digunakan dalam telekomunikasi seluler berarti pemecahan sel. Jenis struktur sel memungkinkan jaringan untuk secara efektif menggunakan wilayah geografis dan melayani populasi yang meningkat. Sel besar (disebut sel makro) yang disusun kembali dengan memasukkan sel-sel kecil di dalamnya yang terdiri dari sel mikro dan sel pico. Pada daerah urban sudah seharusnya diimplementasikan sistem lapisan (layering) dimana pada daerah tersebut sudah terdapat implemetasi Makro GSM 900, Makro DCS 1800, sel indoor, dan 3G (WCDMA). Beberapa vendor sudah memiliki fitur lapisan dimana sel makro, mikro, indoor, dan 3G dapat ditentukan lapisan prioritasnya[6]. Juga diantara pita 900 (GSM) dan pita 1800 (DCS) dapat ditentukan pita mana yang lebih prioritas. Perlu diingat bahwa sistem DCS lebih memiliki tingkat interferensi yang lebih rendah karena spektrum frekuensinya lebih lebar daripada sistem GSM. Pada setting BTS lapisan ditentukan oleh parameter Cell Priority dimana semakin kecil nomor lapisan pada pita yang sama akan menjadi lebih prioritas.
Sedangkan pengaturan prioritas pita ditentukan oleh parameter Layer of The Cell dimana semakin kecil nomor tersebut, pada HCS sebuah pita akan lebih menjadi prioritas. Parameter tersebut dipergunakan untuk mendistribusikan trafik ke sel pada lapisan yang berbeda berdasarkan kondisi MS, yaitu : 1). MS dalam kondisi idle mode 2). MS sedang melakukan panggilan (dedicated mode) Dalam setiap kondisi MS baik idle 2G dan 3G maupun dedicated 2G dan 3G, masing-masing memiliki parameter tersendiri. Parameter 2G Beberapa parameter yang dijadikan referensi umum untuk dapat melihat performansi dari jaringan 2G pada kondisi idle adalah seleksi sel dan seleksi ulang sel. MS Idle Mode : Seleksi Sel (Cell Selection) : Pada saat MS diaktifkan (power on), maka beberapa saat kemudian MS akan melaksanakan proses pencarian sel yang disebut seleksi sel. Parameter yang digunakan adalah parameter C1. C1 = (tingkat penerimaan – RXLEV_ACCESS_MIN) – (MS_TXPWR_MAX_CCH – P) (3.1) dengan : RXLEV_ACCESS_MIN adalah tingkat sinyal penerimaan downlink minimum yang diperlukan untuk bisa mengakses suatu sel (dBm). MS_TXPWR_MAX_CCH adalah tingkat daya keluaran maksimum dari sebuah MS yang diperbolehkan dalam sel (dBm). P adalah tingkat daya keluaran maksimum dari sebuah MS (dBm). Seleksi Ulang Sel (Cell Reselection) : Proses seleksi ulang sel (cell reselection) terjadi saat MS berpindah dari satu sel ke sel lain. MS akan mengukur secara terus menerus BCCH carrier yang dominan. Sel yang paling dominan akan diurutkan mulai dari yang paling kuat sampai paling lemah. C2 = C1 + CELL_RESELECT_OFFSET (3.2) dengan : CELL_RESELECT_OFFSET memiliki nilai 0 sampai 63 dan setiap poin menambah 2 dB (0 sampai 126 dB). Semakin tinggi CRO maka BTS semakin atraktif terhadap MS (dB). MS Melakukan Panggilan (Dedicated Mode) Pada saat MS melakukkan panggilan, MS melakukan pengukuran tingkat sinyal penerimaan downlink dari beberapa sel tetangga, baik sel GSM 900, DCS 1800, dan 3G. Data dari sel yang diterima diperlukan BSS untuk memerintahkan MS melakukan handover ke salah satu sel sekitarnya. Konsep Parameter Handover Konsepdari parameter handover adalah : 1). GSM HO ke DCS akan diperkuat dengan Inter layer handover Layer HO threshold adjustment :
3
•› Kriteria level penerima pada sel yang melayani = layer HO threshold – layer HO hysteresis •› Kriteria level penerima pada sel yang tetangga = layer HO threshold + layer HO hysteresis 2). DCS HO ke GSM akan diperkuat dengan Edge handover Kriteria Edge handover jika dalam N detik ada P detik yang mana level sinyal downlink atau uplink lebih rendah dari Edge HO Threshold, maka kriteria tercapai dan Edge HO dilakukan. Key Performace Indicator Key Performance Indicator (KPI) berfungsi untuk evaluasi sebuah jaringan seperti Accessibility, Retainability, dan Integrity[6]. Namun dalam penelitian HCS ini, kategori yang digunakan adalah Retainability dan Integrit. Retainability adalah kemampuan pengguna dan sistem jaringan untuk mempertahankan layanan setelah layanan tersebut berhasil diperoleh sampai batas waktu layanan tersebut dihentikan oleh pengguna. Contoh pada jaringan 2G yang digunakan pada penelitian ini adalah TCH Drop Rate. Integrity adalah derajat pengukuran disaat layanan berhasil diperoleh pengguna. Contoh pada jaringan 2G adalah HOSR (Handover Success Rate), FER, RxQual, dan SQI. Parameter 3G Beberapa parameter yang dijadikan referensi umum untuk dapat melihat performansi dari jaringan 3G pada kondisi idle adalah CPICH RSCP, CPICH Ec/No, RSSI. MS Idle Mode CPICH RSCP : adalah Common Pilot Channel Received Signal Code Power yang merupakan tingkat kekuatan sinyal untuk jaringan 3G. Skala RSCP yang diterapkan oleh PT Telkomsel adalah 0 sampai dengan -92 dBm baik, -92 sampai -102 dBm rata-rata (fair), dan <-102 dBm buruk. CPICH Ec/No : adalah Common Pilot Channel Energy Carrier Per Noice menunjukkan level daya maksimum dimana MS masih bisa melakukan panggilan. Nilai Ec/No biasanya menentukan kapan MS harus melakukan handover. Skala Ec/No yang diterapkan oleh PT Telkomsel adalah 0 sampai dengan -12 dB baik, -12 sampai dengan -18 dB rata-rata (fair), dan <-18 dB buruk. Rumus dari Ec/No adalah : CPICH Ec/No (dB) = CPICH (dBm) – RSSI (dBm) (3.3)
parameter dedicated mode sama seperti pada idle mode. CPICH RSCP : adalah Common Pilot Channel Received Signal Code Power yang merupakan tingkat kekuatan sinyal untuk jaringan 3G. Skala RSCP yang diterapkan oleh PT Telkomsel adalah 0 sampai dengan -92 dBm baik, -92 sampai -102 dBm rata-rata (fair), dan <-102 dBm buruk. CPICH Ec/No : adalah Common Pilot Channel Energy Carrier Per Noice menunjukkan level daya maksimum dimana MS masih bisa melakukan panggilan. Nilai Ec/No biasanya menentukan kapan MS harus melakukan handover. Skala Ec/No yang diterapkan oleh PT Telkomsel adalah 0 sampai dengan -12 dB baik, -12 sampai dengan -18 dB rata-rata (fair), dan <-18 dB buruk. Rumus dari Ec/No adalah : CPICH Ec/No (dB) = RSCP (dBm) – RSSI (dBm) (3.4) RSSI : adalah Received Signal Strength Indicator yang merupakan parameter yang menunjukkan daya terima dari seluruh sinyal pada band frekuensi channel pilot yang diukur. SQI : adalah Speech Quality Index (dB) yang dapat diartikan sebagai indikator kualitas suara dalam keadaan menelepon. TxPower : adalah Transmitter Power (dBm) yang menunjukkan level daya rata-rata pemancar yang dihasilkan dari seluruh BTS. 3.2 Metode Pengukuran Metode pengukuran yaitu dengan melakukan drive test. Diagram alur dari metode pengukuran yaitu : Survey lokasi BTS Pemilihan rute pengukuran
Drive test
Pengolahan data
RSSI : adalah Received Signal Strength Indicator yang merupakan parameter yang menunjukkan daya terima dari seluruh sinyal pada band frekuensi channel pilot yang diukur.
Gambar 3.1 Blok diagram alur sistem
MS Melakukan Panggilan (Dedicated Mode) Pada kondisi MS melakukan panggilan (dedicated mode), parameter untuk melihat performansi jaringan 3G adalah CPICH RSCP, CPICH Ec/No, SQI (Speech Quality Index), RSSI, dan TxPower. Beberapa dari
Data yang diambil merupakan data operator PT. Telkomsel meliputi : 1. Metode Normal Jaringan MS dapat menerima jaringan 2G dan 3G 2. Metode Lock Jaringan
Mapping data
4
MS hanya dapat menerima jaringan 3G Pengukuran dilakukan di beberapa daerah seperti Kotabaru, Kalasan (area Purwomartani-Selomartani), Malioboro (Gedung Agung Indoor), dan Ukrim. Setelah rute ditentukan, barulah drive test bisa dilakukan. Setelah pengukuran data selesai, maka data diolah dan disusun sesuai dengan kebutuhan untuk memenuhi parameter yang diperlukan untuk mengetahui performansi jaringan BTS. 3.3 Pengambilan Data Parameter Proses pengambilan data parameter ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak iManager M2000 Mobile Element Management System. Data parameter ini merupakan elemen-elemen yang diset secara khusus untuk mendukung performansi suatu BTS. Data parameter yang diambil adalah data 2G dan 3G. IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Perhitungan Parameter Sel Dalam Kondisi Idle Untuk Sel Indoor, Sel Makro DCS 1800, GSM 900, dan 3G Pada bagian ini akan ditunjukkan perhitungan yang dipergunakan untuk memperoleh C1 dan C2 dalam penentuan sel pelayan pada saat MS dalam kondisi idle untuk DCS 1800 dan GSM 900. Sel Indoor Dominan DCS (Makro) Idle Mode Perhitungan nilai C1 Seleksi Sel (Cell Selection) menggunakan persamaan (3.1) dan perhitungan nilai C2 Seleksi Ulang Sel (Cell Reselection) menggunakan persamaan (3.2).
Tabel 4.1 Daftar sel dan nilai C1 dan C2 C1 C2 Nama Sel (dBm) (dBm) Sel Makro (Kota 36 62 Baru DCS) Sel Makro (Kota 45 45 Baru GSM) Sel Indoor 24 50 (Grapari Yogya) Sel Makro (Kota 31 57 Baru II DCS-2) Sel Makro (Eldorado DCS26 52 1) Sel Makro (Kota 25 51 Baru II DCS-1)
Lapisan Prioritas 2 3 1 2 2 2
Dari tabel 4.1 dapat terlihat hasil dari C1 dan C2 pada beberapa sel BTS. Terdapat dua macam sel dalam contoh di atas yaitu sel makro dan sel indoor. Menurut teori HCS, sel indoor atau sel makro 3G mendapat lapisan prioritas 1, sel makro DCS 1800 mendapat lapisan prioritas 2, dan sel makro GSM 900 mendapat lapisan prioritas 3. Jika dilihat dari data yang ada pada tabel 4.1, nilai C2 paling tinggi adalah sel makro BTS Kota Baru DCS dengan nilai 62 dBm, sedangkan pada sel indoor Grapari Yogya memiliki nilai C2 50 dBm. Karena nilai C2 Grapari Yogya lebih rendah dari C2 Kota Baru DCS, maka MS dicakup oleh Kota Baru DCS. GSM Dominan DCS Idle Mode Dari hasil pengukuran yang didapat, contoh yang diambil adalah BTS Selomartani 2, Selomartani DCS, dan Selomartani 1.
Gambar 4.1 Data drive test sel Indoor dominan DCS (Makro) dalam kondisi Idle Parameter yang didapat dari hasil drive test adalah C1 (seleksi sel) dan C2 (seleksi ulang sel). Nilai dari parameter tersebut terlihat pada tabel 4.1.
Gambar 4.2 Data drive test BTS DCS dominan GSM dalam kondisi Idle
5
Parameter yang didapat dari hasil drive test adalah C1 (seleksi sel) dan C2 (seleksi ulang sel). Nilai dari parameter tersebut terlihat pada tabel 4.2. Tabel 4.2 Nama Sel dan nilai C1 dan C2 C1 C2 Nama Sel (dBm) (dBm) Selomartani 2 (ARFCN 39 39 64) Selomartani DCS 14 38 (ARFCN 606) Selomartani 1 (ARFCN 17 17 52) Tirto Martani (ARFCN 16 16 66) Gunung Patuk 14 14 (ARFCN 51)
BTS Wukirsari Mw memiliki nilai RSCP -95.00 dBm yang artinya kuat sinyal penerimaan rata-rata (fair). Karena kondisi sinyal masih bagus, maka MS tetap dalam cakupan sel 3G.
Lapisan Prioritas 3 2 3 3 3
Data pada tabel 4.2 nilai C2 pada data di atas yang paling tinggi terdapat pada BTS Selomartani 2 yang merupakan BTS GSM dengan nilai C2 39 dBm, lalu setelah itu BTS Selomartani DCS dengan nilai C2 38 dBm, dan yang paling rendah adalah BTS Gunung Patuk dengan nilai C2 14 dBm. Nilai C2 merupakan nilai acuan sebuah MS melakukan location update atau menempatkan kanal sebuah MS pada sel BTS. Sehingga tentu saja MS ditangani oleh sel BTS Selomartani 2 yang merupakan sel GSM yang memiliki lapisan prioritas 3, bukan ditangani oleh sel BTS Selomartani DCS yang memiliki lapisan prioritas 2 (lebih tinggi daripada GSM), dikarenakan nilai C2 BTS Selomartani DCS yang lebih rendah dari BTS Selomartani 2. 3G Dominan 3G Idle Mode Berdasarkan teori HCS, 3G mendapat lapisan prioritas paling tinggi yaitu 1, sehingga saat MS melewati area yang dicakup oleh 3G, MS berada pada cakupan 3G. Terdapat perbedaan nilai antara Ec/No pada data yang diperoleh saat drive test dengan Ec/No melalui perhitungan. Ec/No pada BTS Selomartani Mw saat drive test didapatkan nilai -7.00 dB, sedangkan melalui perhitungan didapatkan nilai -5.00 dB. Pada BTS Wukirsari Mw saat drive test didapatkan nilai -14.50 dB, sedangkan melalui perhitungan didapatka nilai -19.00 dB. Pada Ec/No BTS Selomartani Mw memiliki nilai Ec/No -7.00 dB yang artinya kualitas sinyal cukup baik. BTS Wukirsari Mw memiliki nilai Ec/No -14.50 dB yang artinya kualitas sinyal rata-rata (fair). Pada RSCP BTS Selomartani Mw memiliki nilai RSCP -81.00 dBm yang artinya kuat sinyal penerimaan cukup baik.
Gambar 4.3 Data drive test BTS 3G dominan 3G dalam kondisi Idle 3G Dominan 2G Idle Mode Gambar 4.4 merupakan rute drive test yang menunjukkan MS dicakup oleh 2G dalam area yang memiliki fasilitas cakupan 3G.
Gambar 4.4 Drive test sel 3G dominan 2G dalam kondisi Idle Sel yang ditangkap oleh MS saat melakukan drive test pada area ini adalah sel Kadirojo DCS dan Kadirojo GSM. Sel Kadirojo Mw memiliki nilai CPICH RSCP dan CPICH Ec/No yang kurang baik, sehingga MS diatasi oleh sel 2G. Sel yang mencakup MS adalah sel Kadirojo DCS dengan nilai C2 40 dBm. 4.2 Perhitungan Parameter Sel Dalam Kondisi Dedicated Untuk Sel Indoor, Sel Makro GSM 900, DCS 1800, dan 3G Parameter kondisi dedicated mode memiliki sedikit perbedaan dengan idle mode. Terutama pada sel 2G sudah tidak memakai analisis seleksi sel C1 dan seleksi ulang C2 yang sebelumnya diperhitungkan pada kondisi idle.
6
DCS Dominan DCS Dedicated Mode
Dari data grafik TCH Drop rate dan berdasarkan data KPI yang dimiliki PT Telkomsel nilai rata-rata TCH Drop Rate pada sel Purwomartani DCS adalah 0.2%, DCS Dominan GSM Dedicated Mode
Gambar 4.5 Drive test sel DCS dominan DCS dalam kondisi dedicated mode Gambar 4.5 menunjukkan area sel Purwomartani DCS. RxLev pada sel Purwomartani DCS paling baik yaitu -75 dBm, sehingga MS memilih berada pada sel tersebut. Sedangkan nilai RxLev sel tetangga lebih rendah dari sel Purwomartani DCS yaitu sel Purwomartani GSM dengan nilai RxLev -78 dBm. Tingkat keberhasilan handover pada sel Purwomartani DCS dapat terlihat pada grafik HOSR (Handover Success Rate) sebagai berikut :
Gambar 4.6 Grafik HOSR sel Purwomartani DCS Dari grafik dapat terlihat bahwa sel Purwomartani DCS memiliki tingkat keberhasilan handover rata-rata sebesar 97%. Kondisi TCH Drop rate pada sel Purwomartani DCS bisa dilihat pada grafik berikut ini:
Gambar 4.7 Grafik TCH Drop Rate sel Purwomartani DCS
Gambar 4.8 Drive test DCS dominan GSM dedicated mode Gambar 4.8 menunjukkan suatu sel yang memiliki fasilitas cakupan DCS namun ternyata MS berada pada cakupan GSM. Hal tersebut terjadi karena nilai RxLev dari sel GSM yang menduduki peringkat paling baik, dalam hal ini sel Selomartani GSM, lebih tinggi dari sel tetangga lainnya yaitu -77 dBm. Salah satu faktor sel GSM yang mendominasi sel DCS adalah karena pengaruh parameter yang diset oleh operator.Parameter yang berisi syarat yang mempengaruhi bagaimana sel GSM Selomartani tetap mendominasi adalah parameter untuk Inter-layer Handover. Parameter pada gambar 4.42 menunjukkan syarat terjadinya GSM handover ke DCS. Ada 2 syarat yang harus diperhatikan yaitu : 1). Lapisan prioritas pada sel target lebih rendah dari sel pelayan, yang artinya sel target memiliki prioritas lebih tinggi 2). Level terima pada sel target > Inter-layer cell threshold + Inter-layer cell hysteresis Berdasarkan syarat tersebut maka dapat dibuktikan bahwa: 1). Lapisan prioritas sel DCS lebih rendah dari sel GSM (sel DCS memiliki prioritas lebih tinggi dari GSM). Sel DCS memiliki lapisan prioritas 2, sedangkan sel GSM memiliki lapisan prioritas 3. 2). Level terima pada sel target DCS (Selomartani DCS) adalah -89 dBm, sedangkan perhitungan parameter threshold dan hysteresis adalah -110 dBm + (30+3) = -77 dBm. Oleh karena ternyata level terima pada sel target Selomartani tidak lebih besar dari batas parameter yang ada, maka handover tidak dapat dilakukan. Pada saat MS berada pada cakupan GSM, berarti sinyal GSM tersebut berada pada kondisi yang benarbenar bagus. Tingkat keberhasilan handover pada sel Selomartani GSM dapat dilihat pada grafik sebagai berikut :
7
Gambar 4.10 Grafik HOSR sel Selomartani GSM Nilai rata-rata keberhasilan handover dari data KPI yang dimiliki PT Telkomsel pada sel Selomartani GSM adalah 96.3%, lebih rendah jika dibandingkan dengan HOSR pada sel Selomartani DCS (HOSR sel Selomartani DCS 98%). Grafik HOSR Selomartani DCS adalah sebagai berikut :
Gambar 4.13 Grafik TCH Drop Rate sel Selomartani GSM Dari data KPI yang dimiliki PT Telkomsel, sel Selomartani DCS memiliki nilai TCH Drop Rate rata-rata sebesar 0.3%, sedangkan nilai TCH Drop Rate pada sel Selomartani GSM rata-rata sebesar 1.4. 3G Dominan 3GDedicated Mode
Gambar 4.14 Drive test 3G dominan 3G dedicated mode Gambar 4.11 Grafik HOSR sel Selomartani DCS Sel DCS memiliki kapasitas kanal yang lebih besar daripada GSM, sehingga kemungkinan penuhnya trafik pada sel DCS lebih kecil daripada sel GSM. Perbandingan tersebut dapat dilihat pada grafik TCH Drop Rate dari sel Selomartani DCS dan Selomartani GSM sebagai berikut :
Gambar 4.12 Grafik TCH Drop Rate sel Selomartani DCS
Gambar 4.14 menunjukkan area Purwomartani yang didominasi sel 3G. Sel yang mendominasi adalah sel Purwomartani Mw SC 12 (scrambling code 12) dengan nilai CPICH Ec/No -4.50 dB dan nilai CPICH RSCP 64.00 dBm. Nilai CPICH Ec/No dan RSCP pada sel Purwomartani Mw SC 12 tersebut masuk dalam kategori baik. Nilai CPICH RSCP sel tetangga Purwomartani Mw dengan SC 28 dan 30 masih cukup baik, namun CPICH Ec/No buruk. Nilai CPICH Ec/No Purwomartani Mw SC 28 adalah -19.50 dB berarti kondisi sinyal buruk. Sedangkan nilai RSCP -78.00 dB berada pada kondisi yang baik. Nilai CPICH Ec/No Purwomartani Mw SC 20 adalah -21.50 dB berarti kondisi sinyal buruk. Sedangkan nilai RSCP -82.00 dB berada pada kondisi yang baik, 3G Dominan 2G Dedicated Mode Ada beberapa kasus pada sel dengan kondisi area dengan cakupan 3G namun didominasi oleh sel 2G. Dalam HCS sel 3G paling diprioritaskan (lapisan prioritas paling tinggi yaitu 1) karena memiliki kapasitas yang paling besar. Gambar 4.15 menunjukkan area yang
8
memiliki fasilitas cakupan 3G namun ditangani oleh 2G karena jaringan 3G yang ditutup.
Sel indoor 3G terlihat pada gambar sebagai berikut :
Kasus Sel 3G Ukrim Ditutup untuk Layanan Suara
Gambar 4.17 Tampilan Serving Screambling Code plot Gambar 4.15 Jaringan 3G ditutup sehingga area dicakup sel 2G Jaringan 3G pada area Ukrim memiliki fasilitas cakupan 3G, namun pada hasil pengukuran pada drive test ternyata area tersebut dicakup oleh sel 2G. Hal tersebut bukan dikarenakan kualitas sinyal dari 3G yang buruk, namun memang tidak diizinkannya perpindahan sel dari sel 2G ke 3G dengan alasan efetivitas jaringan. Parameter yang digunakan untuk menutup handover dari sel 2G ke jaringan sel 3G pada daerah Ukrim adalah Inter-rat HO Preference dengan spesifikasi Pre_2G_CellThres. Kasus Sinyal Buruk Pada Sel 3G Selomartani Mw
Gambar 4.16 Drive test 3G dominan 2G dedicated mode Gambar 4.16 menunjukkan area Selomartani yang memiliki fasilitas cakupan 3G namun sel yang mendominasi adalah sel 2G. Hal tersebut disebabkan karena buruknya kualitas sinyal pada sel 3G di area Selomartani. Sel Indoor Data sel indoor yang diambil adalah sel indoor 2G dan 3G Gedung Agung Yogyakarta.
Gambar 4.18 Tampilan Gedung Agung 3G CPICH RSCP Sel indoor Gedung Agung memiliki RSCP rata-rata cukup baik yaitu antara -85 dBm sampai dengan -10 dBm.
Gambar 4.19 Gedung Agung 3G CPICH Ec/No Sel indoor Gedung Agung memiliki Ec/No rata-rata cukup baik yaitu antara -9 dB sampai dengan 0 dB. Area Gedung Agung dicakup oleh sel 2G dan 3G, dengan sel 2G hanya menggunakan DCS 1800 (tidak ada GSM). Hal tersebut dilakukan karena pertimbangan kapasitas yang masih efektif untuk menggunakan 2G DCS 1800. Hal tersebut bisa dilihat pada data drive test 2G indoor Gedung Agung pada gambar 4.62 sebagai berikut :
9
[3]
Gambar 4.22 Sel Gedung Agung DCS
[4]
PENUTUP Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sel 2G pada saat MS dalam kondisi idle mode, pemilihan cakupan hanya berdasarkan C1 (jika tanpa Cell Reselect Offset) dan C2 (jika menggunakan Cell Reselect Offset). Pada kondisi idle, untuk mempertahankan MS supaya tetap berada pada cakupan sel yang diinginkan digunakan suatu parameter untuk merekayasa kuat sinyal yang disebut Cell Reselect Offset. Dengan memberikan nilai offset didapatkan nilai C2 tertinggi sel DCS mendominasi sel GSM 62 dBm untuk sel Kota Baru DCS dan nilai C2 terendah 45 dBm untuk sel Kota Baru GSM. Nilai C2 tertinggi sel GSM mendominasi sel DCS 38 dBm untuk sel Kota Baru DCS dan nilai C2 terendah 37 dBm untuk sel Kota Baru GSM. Untuk sel 3G pada saat MS dalam kondisi idle mode, pemilihan cakupan berdasarkan lapisan prioritas dan UTRA Carrier RSSI. Pada saat sel 3G Selomartani Mw memiliki nilai UTRAN Carrier RSSI -76 dBm MS dicakup oleh sel tersebut, pada saat sel Kadirojo Mw memiliki nilai UTRA Carrier RSSI -86 dBm sedangkan nilai RxLev sel 2G Kadirojo DCS -81 dBm, maka MS dicakup oleh sel 2G Kadirojo DCS. Dengan menggunakan konsep HCS, suatu sel dapat diberi kebijakan untuk lebih memprioritaskan sel 2G atau 3G dengan mempertimbangkan efektivitas jaringan seperti pada sel Ukrim DCS yang diberi parameter settingPre_2G_CellThres untuk mempertahankan layanan suara berada disisi 2G.n Sel indoor Gedung Agung dicakup oleh sel 2G dan 3G, dengan sel 2G hanya menggunakan DCS 1800 (tanpa GSM 900) karena dengan prioritas 3G dan DCS 1800 jaringan masih efektif.
[5]
V
Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat disarankan pada analisis kualitas layanan suara (voice) ditambahkan beberapa parameter lain seperti analisis data statistik drop calldanparameter lain pada analisis drive test. Pengambilan data drive test pun sebaiknya dilakukan dalam jangka waktu yang lebih lama untuk memperoleh data yang lebih akurat, serta analisis HCS dapat ditambahkan aspek lain seperti kecepatan MS terhadap BTS yang diambil melalui drive test agar lebih akurat.
[6]
[7]
[8] [9] [10]
[11] [12]
Drive Test, Laporan Tugas Akhir Teknik Elektro Undip, 2011. Jürgen Deissner, Gerhard P. Fettweis, A Study on Hierarchical Celullar Structures with Inter-layer Reuse in an Enhanced GSM Radio Network, http://www.ifn.et.tu-dresden.de/, 1999. Goksel, Somer, Optimization and Log File Analysis in GSM, 2003. Kiswanto, Heri, Analisa Unjuk Kerja Jaringan Operator 3G (WCDMA-UMTS)Menggunakan Metode Drivetest, Laporan Tugas Akhir Teknik Elektro ITS, 2011 Wardhana, Lingga, 2G/3G RF Planning and Optimization for Consultant (plus introduction to 4G), www.nulisbuku.com, Jakarta, 2011 Susanto, Suksmo, Implementasi Hierarchical Cell Structures (HCS) Pada Sistem GSM Dual Band, 2003, Laporan Tugas Akhir Teknik Elektro Undip, Oktober 2012. -----, Cells-Hierarcy, http://www.privateline.com/, Agustus 2012 -----, Cell-Handoff, http://www.ratishnair.com/, Agustus 2012 -----, Hierarchical-CellStructures,http://freepatentsonline.com/, Agustus 2012 -----, Layer-Hierarchical-Cell-Structures, http://www.faqs.org/, Agustus 2012 -----, Operator HO Parameter New Setting and Basic Analysis, Huawei, 2012
Fiska Jelita Puspitasari (21060110151047) Lahir di Yogyakarta, 14 Januari 1988. Saat ini sedang melanjutkan studi pendidikan strata I di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang.
Mengetahui dan mengesahkan, Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Sukiswo, ST, MT
Imam Santoso, ST, MT NIP.197012031997021001 NIP.196907141997021001 Tanggal: _________ Tanggal: _________
DAFTAR PUSTAKA [1] Ajusady, Cell Selecion and Reselection, http://polarisnetworks.net/, April 2012 [2] Candra, Andhika, Analisis Kualitas Panggilan Layanan Suara (Voice) Sistem WCDMA Saat Terjadi Drop Call Berdasarkan Data Statistik dan
10
