BAB II TEORI DASAR TEKNOLOGI 3G WCDMA
2.1
Sejarah Telepon Seluler Saat ini sejarah perkembangan teknologi telepon seluler ada 3 generasi yang masing-masing disebut generasi-1 (1G), generasi-2 (2G), dan generasi-3 (3G). Generasi-1 dimulai pada akhir tahun 1970-an di Amerika (di Eropa pada awal tahun 1980-an). Advanced Mobile Phone Service (AMPS) pertama kali diperkenalkan di New Jersey dan Chicago pada tahun 1978. AMPS merupakan sistem telepon wireless analog, untuk ukuran waktu itu cukup sukses di Amerika. AMPS berhasil memberikan pelayanan telepon bergerak yang dapat menjangkau sebagian besar daratan Amerika Serikat. Namun AMPS masih banyak memiliki kelemahan, yaitu antara lain dalam hal mobilitas pengguna yang sangat terbatas karena belum adanya kemampuan handover yang menyebabkan pembicaraan dari pengguna akan segera terputus apabila dia berada di luar jangkauan area, efisiensi yang sangat kecil karena keterbatasan kapasitas spektrum yang menyebabkan hanya sedikit pengguna saja yang dapat berbicara dalam waktu bersamaan, dan sistem ini tidak dapat dioptimasi lebih lanjut karena keterbatasan kemampuan kompresi dan coding data. Selain dari hal-hal tersebut, sistem ini harus mempergunakan perangkat dan peralatan yang berat dan tidak praktis serta masih sangat mahal untuk ukuran waktu itu. Generasi-1 layanan wireless untuk kawasan Eropa ditandai dengan diluncurkannya paling tidak 9 standar sistem analog di awal tahun 1980an, seperti Nordic Mobile Telephony (NMT) di Skandinavia, Total Access Communications System (TACS) di Inggris, C450 di Jerman, dll., dimana satu sama lain tidak saling berinterkoneksi. Banyaknya standar jaringan yang muncul menjadikan kemampuan jelajah dari masing-masing jaringan yang sangat terbatas disamping efisiensi dari sistem sendiri yang masih sangat kecil.
4
Generasi-2 (2G) layanan wireless dipelopori dari kawasan Eropa yang diawali pada kebutuhan bersama terhadap satu sistem jaringan baru yang dapat menjadi standar jaringan yang berlaku dan dapat diterapkan di seluruh kawasan Eropa. Standar baru diperkenalkan dengan nama Global Standard for Mobile Communications (GSM). GSM pada awalnya adalah kepanjangan dari Groupe Speciale Mobile, sebuah badan gabungan dari para ahli yang melakukan studi bersama untuk menciptakan standar GSM tersebut.
Generasi-2
(2G)
di
Amerika
Serikat
ditandai
dengan
diluncurkannya standar jaringan baru yang juga bersistem digital yang diberi nama Digital AMPS (D-AMPS) (disebut juga Time Division Multiple Access–TDMA). Sistem digital lainnya yang muncul di Amerika adalah IS-95 atau cdma-One, yang merupakan sistem digital yang berbasis teknologi Code Division Multiple Access (CDMA) dan diperkenalkan oleh Qualcomm pada pertengahan 1990-an. Untuk negara-negara di benua Asia, pertama kali mereka mengadopsi sistem telepon wireless digital dengan menerapkan teknologi jaringan GSM. Khusus di negara Jepang, berkembang sistem Personal Digital Cellular (PDC) yang mereka kembangkan sendiri dan hanya berlaku di negeri itu. Jepang sendiri hingga saat ini telah mengembangkan sendiri sistem digital selulernya hingga meninggalkan negara-negara di kawasan lainnya ditandai dengan kemajuan layanan dan terus bertambahnya jumlah pelanggan di jaringan mereka, namun demikian sistem yang mereka kembangkan tetaplah sistem yang eksklusif dan hanya berlaku di Jepang saja. Teknologi wireless generasi-3 (3G) hingga saat ini dikembangkan oleh suatu kelompok yang diakui dan merupakan kumpulan para ahli dan pelaku bisnis yang berkompeten dalam bidang teknologi wireless di dunia. Kesepakatan 3G tertuang dalam International Mobile Telecommunications 2000 (IMT 2000) dan antara lain memutuskan bahwa standar 3G akan bercabang menjadi 3 standar sistem yang akan diberlakukan di dunia, yaitu Enhanced Datarates for GSM Evolution (EDGE), Wideband-CDMA (WCDMA), dan Code Division Multiple Access 2000 (CDMA 2000).
5
Teknologi 3G diperkenalkan pada awalnya adalah untuk tujuan sebagai berikut: a.
menambah efisiensi dan kapasitas jaringan
b.
menambah kemampuan jelajah (roaming)
c.
untuk mencapai kecepatan transfer data yang lebih tinggi
d.
peningkatan kualitas layanan (Quality of Service – QOS)
e.
mendukung kebutuhan internet bergerak (mobile internet) Tabel 2.1 Perbedaan antara 1G, 2G dan 3G
1G (Generasi
2G (Generasi Kedua)
3G (Generasi Ketiga)
- Advanced Mobility
- Seamless Roaming
Pertama) - Basic Mobility
(Roaming) - Basic Services
- More Services
- Service Concepts &
(Data Presence )
Models
- More Global
- Global Radio Access,
solution
- Global Solution
1G systems :
2G Systems: GSM,
3G Systems : WCDMA
NMT, AMPS,
DAMPS (Digital
(UMTS, UTRA
TACS
AMPS), IS-136, IS-
FDD+TDD), cdma2000,
95, PDC
EDGE
- Incompatible
Tabel 2.2 GSM(2G) vs WCDMA(3G)
6
2.2
Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Standard Eropa untuk sistem komunikasi bergerak 3G yang menyediakan cakupan yang lebih baik untuk layanan multimedia. Ini dikembangkan dari format dasar melalui pengembangan seperti HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) dan HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) untuk menyediakan kemampuan untuk bandwidth yang sangat tinggi untuk mendukung generasi selanjutnya dari layanan telekomunikasi. UMTS mendukung data rate transfer sampai dengan 1920 kbps (bukan 2 Mbps seperti yang sering terlihat), walaupun saat ini pelanggan di jaringan sesungguhnya dapat mengharapkan performance sampai dengan 384 kbps, di Jepang masih dalam persiapan di upgrade sampai dengan 3 Mbps. Bagaimanapun ini masih lebih besar dari 14,4 kbps dari sebuah sirkuit data channel GSM yang errornya telah dikoreksi atau banyak channel 14.4 kbps dalam HSCSD dan dalam kompetisi dengan teknologi jaringan lainnya seperti CDMA 2000, PHS atau WLAN yang menawarkan akses ke World Wide Web dan layanan data lainnya dalam perangkat bergerak. UMTS mengkombinasikan W-CDMA air interface, GSM’s Mobile Application Part (MAP) core dan sistem komunikasi suara GSM. Di dunia nyata Implementasi W-CDMA, menggunakan sepasang channel 5 Mhz, satu di 1900 Mhz untuk uplink dan satu lagi di 2100 Mhz untuk down link. Kontras dengan saingannya sistem CDMA2000 menggunakan 1 atau lebih 1.25 Mhz channel untuk setiap arah komunikasi. UMTS dan W-CDMA secara luas di kritik untuk penggunaan spektrum yang besar. Yang telah menghambat perluasan di negara yang tidak memiliki alokasi frekuensi baru khususnya untuk UMTS (contohnya Amerika Serikat). Spesifikasi band frekuensi baru sesungguhnya didefinisikan UMTS Standard adalah 1885-2025 Mhz untuk uplink dan 2110-2200 MHz untuk downlink.Untuk operator GSM yang ada, ini sederhana tapi membutuhkan
7
biaya untuk migrasi ke UMTS : kebanyakan infrastuktur di bagi dengan GSM, tetapi biaya untuk mendapatkan lisensi frekuensi baru dan menempatkan UMTS pada tower yang ada mahal dan menjadi penghalang.
2.3
Teknologi WCDMA (Wide Code Division Multiple Access) WCDMA adalah suatu wideband spread-spectrum sebagai air interface untuk telekomunikasi bergerak 3G yang menggunakan code division multiple access ( atau CDMA, skema multiplexing yang umum). Sistem ini menyediakan dukungan yang berkelanjutan untuk suatu cakupan yang luas dari jasa dengan karakteristik berbeda pada frekuensi 5 MHz. Istilah WCDMA juga mengacu pada standard Internasional Telecommunication Union (ITU) IMT-2000, untuk jenis jaringan 3G selular. WCDMA adalah teknologi dibalik standard 3G UMTS dan lekat dengan 2G GSM yang saat ini banyak dipakai oleh operator telekomunikasi. Standard ini menyediakan kemampuan layanan baru, meningkatkan kapasitas jaringan dan mengurangi biaya untuk layanan trafik suara dan data. Istilah 'WCDMA Envolved' menguraikan tentang evolusi WCDMA, menujukan bahawa kedua-duanya baik operator yang membutuhan efisiensi maupun permintaan user untuk meningkatkan kenyamanan dan pengalaman. Langkah-Langkah yang pertama dari evolusi ini adalah HSDPA(High speed Downlink Packet Access) dan meningkatkan kecepatan Uplink. 2.3.1
Sistem WCDMA Karakteristik sistem Spread Spektrum WCDMA adalah sebagai berikut :
Bandwidth transmisi jauh lebih besar dari pada bandwidth informasi.
Bandwidth tidak bergantung pada sinyal informasi.
8
Processing gain = Transmitted bandwidth/ Information bandwidth.
Klasifikasi :
Direct Sequence : data yang diacak oleh user specific pseudo noise code pada sisi pengirim.
Frekuensi Hopping : sinyal disebar dengan mengganti frekuensi pada saat sinyal dipancarkan. Ada dua jenis: Fast frequency Hopping dan Slow Frequency Hopping.
Time Hopping : data di bagi menjadi frame-frame berdasarkan interval waktu. Data berpindah-pindah di atas frame dengan pemanfaatan urutan kode
Semua para pemakai berbagi frekuensi yang sama daerah waktu.
Para user dibedakan oleh kode
Kode adalah orthogonal
..............................................................(2.1)
FDD ( Frequency Division Duplex): Uplink dan Downlink terpisah berdasarkan frekuensi.
TDD (Time Division Duplex) : Uplink dan Downlink terpisah berdasarkan waktu.
9
Gambar 2.1 Sistem Berbasis TDMA
Gambar 2.2 Sistem Berbasis WCDMA
10
2.3.2
Near Far Effect Near Far Effect terjadi karena pada sisi Uplink terjadi perbedaan attenuation signal sinyal attenuasi) dari para pemakai yang lebih dekat ke base station yang mendapatkan sinyal lebih kuat dari dari para pemakai yang letaknya lebih jauh, pada sisi Downlink sifat alami sinyal di perbatasan sel para pemakai mengalami gangguan interferensi yang
lebih tinggi dengan
pemakai yang lebih dekat dengan base station. Mereka mempunyai inteferensi yang tinggi terhadap base station tersebut dan base station lainnya. Maka itu diperlukan Power Control dalam WCDMA, selain untuk menghilangkan near far effect ini juga berguna untuk mungurangi fading, mengkompensasi perubahan kondisi-kondisi dalam propagasi, pada sistem level untuk mengurangi interferensi terhadap user lain dan menambah kapasitas sistem. Pada sisi uplink, power control harus membuat power sinyal
dari pengguna
yang berbeda hampir sama untuk
meningkatkan jumlah kapasitas sistem dalam satu cell. Pada sisi downlink, power control harus menjaga sinyal pada tingkat minimum yang diperlukan untuk mengurangi interferensi dengan pengguna di cell lainnya. Ada beberapa tipe power control dalam WCDMA :
Open Loop Power Control : ini adalah setting power awal MS (mobile service) melewati interface udara.
Fast Closed Loop Power Control : mengurangi kecepatan fading rate 1.5 kbps, ada di Downlink dan Uplink, menggunakan target kualitas yang tetap di MS/BS (Mobile Station/Base Station).
Outer Loop Power Control : mengkompensasi perubahan pada lingkungan,
11
Gambar 2.3 Power Control Berikut ini adalah langkah-langkah prosedur power control :
Initial power control adalah Open Loop Process, di mana UE menaksir tingkatan access power level oleh pengiriman suatu preamble signature dengan meningkatkan power. Jika itu tidak mendapatkan tanggapan apapun dari BTS, UE menunggu
beberapa
waktu
tertentu
memancarkan kembali signature pada
dan
kemudian
power yang lebih
tinggi. UE melanjut pengulangan ini sampai menerima suatu tanggapan dari BTS.
Ketika komunikasi dibentuk, power dikendalikan oleh Closed Loop Algoritma.
Prosedur yang berikut disebut Uplink Power Control :
RNC menetapkan suatu target BLER (Block Error Rate) tingkatan untuk layanan. Dari ini BLER, kita memperoleh suatu SIR (Signal to Interference Ratio) Target, dan mengirimkannya kepada BTS.
BTS menaksir suatu UL SIR, membandingkannya kepada target SIR, dan memutuskan jika Power UE harus ditingkatkan atau dikurangi. Ini adalah dilaksanakan 1500 kali/detik (Inner Loop) untuk mencapai suatu keluaran minimum Power.
12
RNC mengkalkulasi target SIR sekali setiap tiap-tiap 10 ms (atau lebih, tergantung pada layanan) dan melakukan penyesuaian target SIR. ( Outer Loop).
Dalam rangka menunjukkan kepada UE apakah perlu meningkatkan atau mengurangi daya keluaran nya, BTS mengirimkan TPC (Transmit Power Control) bit.
Downlink Power Control juga digunakan, di mana itu UE yang mengirimkan TPC bit kepada BTS ( RNC menentukan target BLER, dan mengirimkannya kepada UE). 2.3.3
Macro Diversity Macro-Diversity digunakan untuk memancarkan signal yang sama via dua sel atau lebih, untuk menetralkan gangguan interferensi. Dua jenis macro-diversity tersedia yaitu :
Combining macro-diversity Fungsi ini digunakan untuk mengkombinasi uplink transport block. Itu mengkombinasi blok transport yang dating dari Node B mengambil bagian dalam UE active set ke dalam arus tunggal dari transport blok.
Splitting macro-diversity Fungsi ini digunakan untuk salinan downlink transport blok. Itu menyiarkan transport block bagi semua Node B mengambil bagian dari UE active set.
2.3.4
Handover Dalam WCDMA Dalam sistem WCDMA ada beberapa tipe handover sebagai berikut :
Intra-system handovers : intra-frequency handovers dan inter-frequency handovers.
Inter-system handovers : handover antara WCDMA dengan GSM(2G), handover antara WCDMA FDD dengan TDD.
13
Berikut adalah prosedur-prosedur handover dalam sistem WCDMA :
Kekuatan sinyal cell A menjadi sepadan dengan ambang batas (threshold) terendah. Sinyal cell tetangga mempunyai sinyal cukup kuat. Dan cell B ditambahkan ke dalam active set.
Mutu sinyal cell B mulai menjadi lebih baik dari pada sinyal cell A. RNC menyimpan nilai itu sebagai titik awal untuk perhitungan margin handover.
Kekuatan sinyal cell B menjadi sama atau lebih baik dari pada ambang batas begitu
kekuatan
terendah yang didefinisikan. Dengan sinyalnya
cukup
untuk
memenuhi
persyaratan yang diperlukan untuk koneksi Qos (Quality of Service). Kekuatan sinyal yang dijumlahkan melebihi ambang batas atas yang sudah didefinisikan, menyebabkan gangguan interferensi tambahan kepada sistem. Sebagai hasilnya, RNC menghapus sinyal A dari active set.
Gambar 2.4 Prosedur Handover
14
Parameter-parameter dalam algoritma handover di WCDMA :
Upper Threshold : tingkatan di mana kekuatan sinyal dari koneksi ada pada tingkatan maksimum yang bisa diterima dan masih mengindahkan Qos yang diminta.
Lower Threshold : adalah tingkatan di mana kekuatan sinyal dari koneksi adalah pada tingkatan minimum yang bisa diterima untuk mencukupi persyaratan Qos. Dengan begitu kekuatan sinyal dari koneksi mestinya tidak jauh di bawah itu.
Handover
Margin
:
adalah
suatu
parameter
sudah
didefinisikan sebelumnya, yang mana di-set pada titik apabila kekuatan sinyal sel yang bertetangga (B) telah mulai untuk melebihi kekuatan sinyal cell (A) dengan suatu jumlah tertentu atau untuk suatu waktu tertentu.
Active Set : suatu set signal yang bercabang, dimana MS memiliki koneksi yang berkelanjutan terhadap UTRAN.
Candidate Set : : adalah daftar sel yang saat ini tidak digunakan dalam koneksi soft handover, tetapi sinyalnya cukup kuat untuk ditambahkan kepada di active set. Parameter ini tidak digunakan pada algoritma handover WCDMA.
Neighbour Set : neighbour set atau monitored set adalah daftar sel yang diukur oleh mobile station secara terusmenerus, tetapi tidak cukup kuat untuk ditambahkan kepada di active set.
2.3.5
Prosedur Call Setup CS Mari kita lihat suatu contoh suatu signaling prosedur untuk suatu pembentukan panggilan yang diaktipkan oleh suatu telepon seluler. Tiga dari kesatuan utama yang dilibatkan dalam prosedur ini : Peralatan pemakai, UTRAN dan Core Network. Seperti anda telah ketahui, UE berhubungan dengan UTRAN di atas Uu 15
interface, dan UTRAN berkomunikasi dengan Core Network melalui Iu interface. Pertama dari semua, UE membangun signaling link yang menghubungkan dengan Radio Network Controller (RNC) dari UTRAN ini. Prosedur ini disebut RRC Connection Establisment. Kemudian UE membuat "permintaan untuk suatu layanan". Itu dikirim kepada RNC melalui suatu pesan RRC signaling dan RNC meneruskan permintaan kepada MSC dengan suatu pesan RANAP. Di langkah yang berikutnya, autentikasi dan ciphering dilakukan antara Core Network dan UE. Pada tahapan call setup, UE menandai adanya kemampuan bearer yang diperlukan untuk panggilan. CN menterjemahkan ini kemampuan bearer ini ke dalam suatu layanan dasar. Ketika sisi terima, CN menterjemahkan kemampuan bearer ini ke dalam suatu layanan dasar dengan suatu alokasi RAB dan alokasi RAB akhirnya "Alert" dan pesan yang terhubung melengkapi proses pembentukan panggilan . Panggilan sekarang dapat dimulai.
Gambar 2.5 Contoh Prosedur : Call Setup CS dan Mobile Originating
16
Fungsi Radio Resource Management dibagi-bagikan ke seluruh UTRAN. Radio Resource Management adalah juga dilibatkan dalam mekanisme proses panggilan. Di sini adalah langkah-langkah yang utama untuk call setup : 1. RRC Connection Establisment (didasarkan pada RRC Connection Request), 2. Qos parameter analysis (sekali ketika perpindahan informasi telah dilakukan), 3. RAB (Radio Access Bearer) assignment request yang mana membawa ke arah RAB assigment. Fitur RAB menyediakan kemampuan untuk perpindahan data (sirkuit & paket) uplink dan downlink di jaringan UMTS. Sepanjang panggilan, radio link diatur melalui fungsi RRM. Fungsi itu dengan dinamis bisa memodifikasi parameter RAB. parameter RAB ini adalah: Apa yang akan dijamin oleh jaringan (bit rate guranteed) dan maksimum yang dapat diminta pada waktu yang ditentukan (maksimum bit rate). 2.3.6
Radio Access Bearer (RAB) Kita akan lihat di sini apakah suatu RAB itu. Di dalam suatu sistem, layanan jaringan (seperti suatu panggilan suara atau SMS) diperlakukan sebagai end-to-end. Ini berarti dari peralatan pemakai ke peralatan pemakai lain. Suatu layanan end-to-end mungkin punya suatu Quality of Service (Qos) tertentu yang mana disediakan untuk pemakai, dan pemakai yang memutuskan ya atau tidak pelanggan tersebut cukup dengan Qos yang disajikan. UMTS Bearer Service telah didefinisikan untuk menyediakan Qos dari UMTS. UMTS Bearer Service terdiri dari dua bagian, Radio Access Bearer Service dan Core Network Bearer Service. Kita hanya akan memusatkan pada Radio Access Bearer Service (juga disebut RAB) karena layanan ini yang disajikan oleh UTRAN menuju Core Network.
17
Radio Access Bearer Service menyediakan pengangkutan data yang penting antara UE dan Core Network dengan Qos yang cukup dinegosiasikan kepada UMTS Bearer Service. Layanan ini didasarkan pada karakteristik radio interface dan dijaga untuk seorang pemakai yang bergerak. Suatu RAB didukung oleh suatu Radio Access Bearer Service dengan interface udara, dan suatu Iu Bearer Service di atas Iu interface. Sebagai suatu contoh Bearer Service untuk mendukung suatu perpindahan data, karakteristik bearer bisa sebuah bit rate
9.6 kbps, tanpa acknowledgement
(dalam mode transparan), penggunaan kode turbo untuk mampu mendeteksi dan mengoreksi kesalahan, dan seterusnya. kamu dapat membayangkan RAB sebagai tabung yang disajikan oleh UTRAN yang mengijinkan untuk menghubungkan seorang pemakai dengan Core Network. Tujuan UMTS adalah untuk menawarkan jasa multimedia. Ini menyiratkan bahwa suatu UE dapat mempunyai koneksi pada waktu yang sama dengan Iu-Cs dan Iu-Ps. Sebuah UMTS Bearer Service dipetakan pada satu atau beberapa RAB, masing-masing RAB dapat mempunyai sendiri Qos yang dibutuhan menurut negosiasi dengan UMTS Bearer Service. Berterima kasih kepada Radio Bearer Sevice dan Iu Bearer Service, suatu RAB harus cukup fleksibel untuk mendukung jenis lalu lintas yang berbeda, tingkatan aktivitas, keluaran rate, delay transfer dan bit error rate. Parameter Qos ini mungkin berubah selama suatu koneksi yang aktif.
18
Gambar 2.6 Radio Access Bearer Service
Tabel 2.3 Radio Access Bearer
2.4.
Elemen Jaringan dan Interface UTRAN (Universal Terestrial Access Network) UTRAN terdiri atas beberapa Radio Network Subsystem (RNS). Masing-Masing RNS adalah terdiri atas hanya satu Radio Network 19
Controller (RNC). Masing-Masing RNC dihubungkan untuk beberapa Node B melalui suatu Iub interface. Dua RNS dapat dihubungkan bersama-sama melalui
suatu Iur interface dalam
rangka untuk
mengijinkan pembagian Radio Resource. Kita akan lihat kemudian dalam hal apa Iur interface ini dapat digunakan. Satu RNS dihubungkan dengan Core Network dengan menggunakan Iu interface. Iu-Cs adalah interface satu RNS kepada Circuit Core Network. Iu-Ps interface satu RNS kepada Packet Core Network. Fungsi masing-masing element UTRAN:
RNS
: Alokasi dan pelepasan radio resource untuk mengijinkan
koneksi antara UE dan UTRAN.
RNC : Mengontrol Radio Resource, mengontrol koneksi UE, Service Access Point (SAP)
NODE B : Radio Transmission dan Reception.
UTRAN terdiri dari beberapa Jaringan Radio Subsistem. Masingmasing RNS melaksanakan alokasi dan pelepasan sumber daya radio yang spesifik untuk mengijinkan koneksi antara mobile terminal dan UTRAN. Sebagai contoh, sumber daya itu meliputi transmit power dari beberapa element, scrambling codes, frekuensi, dan lain lain. Peran RNC hampir sama halnya RNS seperti otak dari UTRAN. Maka, RNC mengendalikan sumber daya radio di daerahnya , artinya semua Node B yang diterhubung. Fungsi RNC ini mengacu pada bagian pengendalian. Pengendalian RNC mempunyai keseluruhan kendali logika sumber daya tentang Node B-nya dan di sana hanya satu RNC mengendalikan setiap Node B. RNC juga mengendalikan koneksi peralatan pemakai. Fungsi RNC ini mengacu pada Serving Part RNC. Dalam hal ini, fungsi RNC secara langsung dihubungkan dengan para pemakai. Dan di sana hanya sebuah RNC melayani seorang pelanggan. Untuk satu pelanggan, RNC yang melayani dapat berubah tergantung pada lokasi pelanggan. Akhirnya, RNC adalah unsur dari UTRAN yang mengumpulkan data pelanggan untuk ditransfer ke Core Network. Maka, kita dapat
20
katakan bahwa RNC seperti sebuah titik akses layanan untuk Core Network. Tentu saja, Node B bertanggung jawab untuk radio transmission/reception dalam sel yang sinyalnya akan ke mobile terminal atau berasal dari mobile terminal. Node B juga mengambil bagian dalam manajemen radio resource dan mobility. RNC dan Node B dinamakan Network Element.
Gambar 2.7 Network Element dan Interfaces UTRAN
2.4.1
Serving RNC (Radio Network Control) Kita baru saja melihat RNC bekerja sebagai Controling RNC untuk semua Node B terpasang padanya. Satu RNC dapat juga bekerja sebagai "Serving RNC" untuk seorang pemakai bergerak ketika melaksanakan perpindahan data pemakai dan signaling untuk pemakai ini. Di sini, kita akan mendetil fungsi Serving RNC. Maka, sesaat sebuah UE dihubungkan kepada UTRAN, ini berarti bahwa satu RNC dan hanya satu yang sedang aktif sebagai Serving RNC untuk pemakai ini. Serving RNC mengatur sumber daya radio (seperti pemetaan parameter RAB ke interface udara, keputusan handover atau power control) dan itu menterminasikan protokol yang berhubungan dengan pemakai ini
21
dikedua sisi RNC. Oleh karena itu, ini menterminasikan keduaduanya baik protokol signaling dan transport dari Iub link untuk pengangkutan data pemakai antara UE dan UTRAN. ini juga menterminasikan kedua-duanya Iu link untuk data pemakai dan bersesuaian dengan signaling protokol (RANAP) ke atau dari Core Network. Maka, Serving RNC (SRNC) "melayani" suatu koneksi berhubungan dengan satu UE, membandingkan kepada Controling RNC (CRNC) yang mengendalikan satu set Node B, yang sangat berhubungan dengan satu atau lebih Node B. Tentu saja satu RNC dapat pada waktu yang sama suatu Controling RNC untuk Node B dan Serving RNC beberapa para pemakai bergerak.
Gambar 2.8 Serving RNC
2.4.2
Hard Handover dan Softer Handover Pada posisi ini kita akan mengingat kemungkinan yang berbeda dari berbagai handover di UMTS, dalam rangka memperkenalkan fungsi RNC yang ketiga ini. Di dalam contoh ini, sebuah gerakan dengan radio link dihubungkan kepada jaringan UMTS. Di batas coverage UMTS, UE akan handover ke suatu sel GSM dan dengan begitu ini tidak bisa memelihara kedua link secara berbarengan. Jika suatu gerakan perubahan frekuensi atau sistem, jaringan harus mengalokasikan sumber daya baru di sel 22
target dan untuk melepaskan UE di sel sumber: itu adalah suatu Hard Handover. Di contoh kedua ini, UE membagun suatu radio link pada sel A sebuah Node B dan kemudian terhubungkan kepada "Serving RNC". Ketika frekuensi digunakan di semua sektor Node B adalah sama, adalah mudah untuk mobile user menambahkan suatu radio link melalui sel B. Link yang baru ini harus diperlakukan sebagai suatu additional diversity path, untuk meningkatkan gain dari sinyal. Suatu kasus di mana sel yang aktif milik Node B yang sama disebut suatu Softer Handover. Ini memugkinkan kita untuk berkombinasi kedua sinyal ini, yang secara langsung di lapisan fisik di dalam Node B.
2.4.3
Drift RNC Soft HO adalah serupa dengan Softer Handover yang kita baru saja uraikan, tetapi sekarang UE dihubungkan untuk 2 Node B berbeda. Jika Node B kepunyaan RNC lain dibandingkan RNC yang serving, kemudian RNC ini disebut Drift RNC. Fungsi ketiga RNC ini mengijinkan kita untuk menyediakan UE dengan sumber daya radio dan komunikasi tetap diatur oleh Serving RNC. Drift RNC bertindak sebagai suatu Switch Relay. Kita lihat di sini kegunaan Iur menghubungkan antara 2 RNC: untuk mengijinkan Serving dan Drift RNC untuk melaksanakan inter-RNC handover.
Gambar 2.9 Serving dan Drift RNC
23
2.4.4
Peran dari BTS pada UMTS (Node B) Peran yang utama Node B adalah untuk menyampaikan transport channel antara user terminal dan RNC. Untuk melakukan itu, transport channel dipetakan pada channel fisik pada radio interface (di atas Uu interface), dan dipetakan ATM sel atau Ethernet frame antara Node B dan RNC (di atas Iub interface). Lebih dari itu, Node B dilibatkan dalam fast closed loop power control, sangat efisien dibandingkan open loop power control di GSM. Lebih terutama sekali Node B melaksanakan suatu bagian disebut inner loop power control. Alcatel-Lucent UMTS BTS mematuhi standard dari Third Generation Partnership Project (3GPP). Istilah yang umum BTS design Alcatel-Lucent UMTS Base Transceiver Station. Yang pertama dari semua, BTS adalah bertanggung jawab untuk radio transmission dan reception di dalam satu atau lebih sel dari UE. BTS dihubungkan melalui Iub interface. Versi yang baku penggunaan ATM di atas PCM-link, peralatan baru yang menggunakan IP di atas Ethernet Network. Seperti dinyatakan, tanggung jawab yang utama BTS adalah untuk memancarkan dan menerima sinyal radio dari peralatan pemakai di atas radio interface Uu. Untuk melaksanakan fungsi ini, sinyal dari arah downlink ke BTS melalui Uu dikodekan, dimodulasi, di kuatkan. Di arah uplink - dari Uu kepada BTS sinyal dikodekan dan dimodulasikan dan dikodekan kembali. BTS melaksanakan juga pengukuran radio dan melaporkan pengukuran ini kepada RNC. Kemudian BTS mendeteksi random access dari UE. Yang akhirnya, BTS menangani interface Uu dan Iub. Sekarang, mari kita bahas ikhtisar pada fungsi yang dilakukan oleh BTS.
24
Gambar 2.10 Basic Function Node B
BTS mendukung tiga fungsi dasar. Fungsi yang pertama adalah Call Processing meliputi :
Radio Resource Management (RRM) dalam BTS
Channel setup dan management kedua-duanya untuk common dan dedicated channel
Cell management
Power control,
Softer handover dan
Measurement sebagai contoh estimasi untuk Quality of Service (QoS). Kemudian BTS mendukung fungsi Network Interface.
Tentu saja, BTS adalah peralatan interface antara RNC dan UE. Akhirnya, fungsi dasar yang ketiga yang dilakukan oleh BTS adalah fungsi synchronization terhadap waktu untuk menghasilkan frekuensi radio yang sangat stabil. Acuan untuk sinkronisasi ini secara normal didapat kembali dari sinyal di Iub interface. Sekarang, mari kita masuk ke fungsi yang dilakukan oleh BTS.
25
2.4.5
UTRAN Interface Berdasarkan ATM (User Plane & Control Plane) Semua informasi yang dikirim dan yang diterima oleh pemakai, seperti suara yang dikodekan dalam suatu panggilan suara, atau paket dalam suatu koneksi internet, diangkut via user plane. Pada radio interface, paket kecil ditransfer melalui ATM model sebagai akibat oleh lapisan RLC/MAC. Paket itu mempunyai suatu ukuran yang mandiri dari jenis layanan. Itu sebabnya mengapa AAL2 digunakan di Iub dan Iur interface. Pada Iu interface, kita temukan paket layanan yang spesifik seperti IP paket pada Iu-Ps interface. Maka, AAL2 digunakan secara efisien pada Iu-Cs untuk suara sebab menggunakan silence suppression dan saluran yang kosong. AAL5 jadilah lebih pantas untuk Iu-Ps domain sebab lebih efisien untuk IP paket yang lebih besar. Di Control Plane, AAL5 digunakan di mana-mana untuk semua control signaling yang spesifik, sejak paket dari lapisan lebih tinggi dapat lebih besar dari RLC/MAC blok radio.
26
