KONSEP DASAR SELULER TEKNIK TRANSMISI SELULER (DTG3G3)
PRODI D3 TT Yuyun Siti Rohmah,ST.,MT
A. Pendahuluan Yang mendasari perkembangan 9 Keterbatasan spektrum frekuensi gg spektrum p frekuensi 9 Efisiensi ppenggunaan
• High power transmitter • Large coverage area
2
• • • • • •
Low power transmitter Small coverage area Frequency reuse Handoff Central control Cell splitting to increase call capacity 9/18/2013
A. Pendahuluan
R Representasi i cakupan k sell 9 Sel menunjukkan cakupan sinyal 9 Sell berbentuk b b k heksagonal h k l ( atau bentuk b k yang lain l i ) hanya digunakan untuk mempermudah penggambaran pada layout perencanaan
SEL IDEAL 3
SEL REAL
SEL MODEL 9/18/2013
A. Pendahuluan
Representasi coverage sistem selular
Bentuk geometris yang meliputi keseluruhan daerah service tanpa overlap dengan luas daerah yang sama
Realitas ? Jauh berbeda !
Grid sel teoritik digunakan untuk mempermudah penggambaran / perencanaan
4
9/18/2013
A. Pendahuluan
Macam-Macam Macam Macam Konfigurasi Sel ... 1) Omnidirectional Rx Rx Tx
2) Sectoring 120o
• Pada kondisi awal biasanya digunakan pola omnidirectional ( tergantung demand ). • Kegunaan dari pola Sectoring a Menambah a. Me a bah kapasitas b. Mengurangi interferensi
3) Sectoring 60o
5
9/18/2013
A. Pendahuluan
Macam Macam Konfigurasi Sel Macam-Macam
4 sector ( quad sector ) 6
9/18/2013
Geometri Sel
7
9/18/2013
A. Pendahuluan
Parameter Dasar Pada Siskomber Selular Konsep fundamental dalam teknologi komunikasi bergerak seluler:
11. Frequency F Reuse R 2. Konsep Hand Off • Konsep frequency reuse memungkinkan penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda (pada cluster yg berbeda), diluar jangkauan interferensinya. interferensinya Parameter yang menjadi ukuran adalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total daya interferensinya • Sedangkan handoff memungkinkan seorang pengguna pindah dari suatu sel ke sel yang lain tanpa adanya pemutusan hubungan. Terjadi pemindahan frekuensi / kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem 8
9/18/2013
A. Pendahuluan
Arsitektur Umum: Voice link Data link RBS / BTS MS
PSTN
SEL # 1
Base Station C t ll Controller
RBS / BTS
MS
SEL # 2 BSC
Mobile Station Gateway
Radio Base Station (AMPS) or Base T Transceiver i System S t (GSM)
MSC/ MTSO HLR OMC
Operation and Maintenance Centre
VLR
Home Location Register 9
Mobile Switching Centre (GSM) or Mobile Telephone Switching Office (AMPS) 9/18/2013 Visitor Location Register
A. Pendahuluan MS = Mobile M bil S Station i /M Mobile bil U Uniti = Perangkat yang terdiri dari : • Subscriber Transceiver • Control Unit • Antena MTSO / MSC = Mobile Telephone Switching Office / Mobile Switching Center. = Merupakan p pusat koordinasi dari semua cell site yyang p g ada + berfungsi sebagai perangkat penyambung utama. = Elemen-elemen : • Switching Unit • Prosesor : ♣ Database processor ♣ Switch processor ♣ Coordination processor • Data base unit berisi :
• VLR (Visitor Location Register), penyimpan data-data temporer yang masuk dari MSC lain , dan sifatnya resident 10
• HLR (Home Location Register), penyimpan data-data tetap dari 9/18/2013 pelanggan dalam MSC itu sendiri.
A. Pendahuluan RBS / BTS = Radio Base Station / Base Transceiver Station = Merupakan perangkat transceiver yang berhubungan dari / ke pelanggan (Interface / repeater antara MS dan MSC) . = Elemen-elemen RBS : • Transceiver • Control Unit / BSC / Base Station Controller • Antena • Data terminal site it 3 sektor kt dengan d 7
How does site location look like ?
11
array antena tiap sektornya
single antenna base station housing
jalur transmisi gelombang mikro menuju BSC
9/18/2013
Mixed i d Cell ll Architecture hi
12
9/18/2013
A. Pendahuluan
Macrocell Microcell, Macrocell, Microcell dan Picocell serta femtocell... femtocell Satellite Cell
Macrocell
Microcell Indoor Picocells
13
9/18/2013
B. Frequency Reuse Definisi Frequency Reuse Pengulangan atau menggunakan kembali frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya
Jarak 'bebas' interferensi
Sinyal yang diinginkan = C
F1
F3
F2
F2 titik A Sinyal interferensi = I
14
9/18/2013
B. Frequency Reuse
Parameter Kinerja → C/I ( Carrier to Interference Ratio ) Jarak 'bebas' interferensi
Sinyal yang diinginkan = C
F1
F3
F2
F2 titik A Sinyal interferensi = I
• Dari gambar di atas, kondisi kasus terburuk ada pada titik A • Pada kondisi kasus terburuk tersebut, perbandingan antara daya carrier terhadap daya interferensi ( C/I = Carrier to Interference ) harus tetap lebih besar atau sama dari C/I minimum yang dipersyaratkan oleh sistem seluler yang bersangkutan 15
9/18/2013
B. Frequency Reuse → C/I minimum i i tergantung t t dari d i sistem it seluler l l yang diimplementasikan…
C 1 ⎡ D⎤ = ⎢ ⎥ I iO ⎣ R ⎦
4
C 9K = I i0
D = 3K R
2
AMPS, C/I = 18 dB.i 63i 63 63.6 0 K= = = 6,48= 7 9 9 GSM, C/I = 12 GSM dB K=
R D 16
16i0 16.6 = = 3,26 ≈ 4 9 9
i0= Jumlah sel penginterferensi K = Ukuran Kluster 9/18/2013
B. Frequency Reuse
Konsep Kluster • •
Kluster adalah sekelompok sel yang masing-masing selnya memiliki 1 set frekuensi yang berbeda dengan sel yang lain . Ukuran kluster ( dilambangkan = K, sering juga dilambangkan = N ) adalah jumlah sel yang terdapat dalam 1 kluster Contoh : K=3 K=4
artinya terdapat 3 sel dalam 1 kluster artinya terdapat 4 sel dalam 1 kluster
freq. reuse pattern / cluster
freq. reuse pattern
K=3
K=4 2
1
2
1
1 3
reuse
2
1
2
1
2 reuse
3
3 4
3
1 17
2
3
3 4
4
reuse reuse
9/18/2013
B. Frequency Reuse
Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser
Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya ( garis a i lurus l yang a menghubungkan e h b ka dua d a pusat at sel), el) lalu lal berputar be ta 60o berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel pada arah tersebut. Pada posisi akhir Æ disitulah letak freq. reuse nya. i,j = 0,1,2,3, ...
sel referensi z
0
j=2
60
120
i=1
i
0
j
Z2 = i2 + j2 - 2ij.cos 2ij 120o Z2 = i2 + j2 + 2.i.j (0,5) Z2 = i2 + j2 + i.j Z2 ≅ K ---- K = ukuran cluster K = i2 + j2 + i.j untuk, i = 1 dan j = 1 Æ K = 3 i = 1 dan j = 2 Æ K = 7 i = 0 dan j = 2 Æ K = 4
18
9/18/2013
i = 2 dan j = 0 Æ K = 4
B. Frequency Reuse
Sistem Koordinat v
u
(v2 − v1 )
(u2 − u1 )sin 30o
19
9/18/2013
B. Frequency Reuse Berbagai nilai kluster K atau N , yang mungkin terjadi
20
9/18/2013
B. Frequency Reuse D = {(u − u ) (cos30 ) + [(v − v ) + (u − u )sin i 30 ] } 2
2
{
1 o 2 2
o 2
1
2
1
2
D = (u 2 − u1 ) + (v2 − v1 ) + (u 2 − u1 )(v2 − v1 ) 2
2
1
}
1 2
(u1, v1 ) = (0,0) (u 2 , v2 ) = merupakan nilai integer = ( i , j ) Jika,
Maka,
D = i 2 + ij + j2 Pada contoh di samping, i= 2 dan j = 1
D = i 2 + ij + j2 = 22 + 2.1 + 12 = 2,65 21
9/18/2013
B. Frequency Reuse Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser
C t h#1 : K=3 Contoh 1
1
2
3
2
1
3
1
2
3
utk i = 1 dan j = 1 Æ K = 3 • i=1,j=1 • K = 12 + 12 + 1.1 = 3
1 2
1 2
• Sumber maksimum = 6.
3
3
2
3
1 2
3
Kluster 22
9/18/2013
interferensi
B. Frequency Reuse
Contoh # 2 : K = 4
Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser
i = 0, j = 2 K = i 2 + ij + j2 = 4 Q = 3K = 3,46
Kluster 23
9/18/2013
B. Frequency Reuse Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser
Contoh # 3 : K = 7 i = 1, j = 2
K = i 2 + ij + j2 = 7 Q = 3K = 4,58
Kluster 24
9/18/2013
B. Frequency Reuse
Contoh # 4 : K = 12
Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser
Kluster i = 2, j = 2 K = i 2 + ij + j2 = 12 Q = 3K = 6
25
9/18/2013
B. Frequency Reuse
Contoh # 5 : K = 19
Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser
i = 3, j = 2 K = i 2 + ij + j2 = 19 Q = 3K = 7,55
Kluster
26
9/18/2013
B. Frequency Reuse
Kapasitas Kanal Tiap Sel • Jumlah kanal tiap sel dinyatakan oleh rumus berikut :
jumlahkanal BWAlokasi ch RF N= BWch RF K BW
1
2
3
n 1' 2' 3'
F1
n' 1'' 2'' 3''
F2
n''
F3
F2 F1
F2
27
Dapat disimpulkan, jumlah frekuensi carrier dalam satu sel adalah lebih dari satu buah…
F1
F3
F3
9/18/2013
K=3
B. Frequency Reuse
Konsepsi kluster pada CDMA CDMA… Dalam pengertian yang sama, yang sudah kita pahami…ukuran pahami ukuran kluster di jaringan selular CDMA, KCDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua sel Tetapi CDMA memakai konsep clustering untuk perencanaan kode PN, hal ini untuk mencegah kemungkinan terjadinya aliasing antar kode didalam satu sel. Pada jaringan CDMA, dikenal istilah PN reuse factor 28
9/18/2013
C. Handoff Definisi • Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal dari MS tanpa terjadinya pemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai. • Handoff tidak berbeda dengan handover kecuali bahwa istilah handoff digunakan di Amerika, sedangkan istilah handover digunakan di Eropa. • Peristiwa hand over (H (H.O) O) ‘umumnya’ umumnya terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru.
Sel #1 F1
S l #2 Sel F2
S l #3 Sel F3 pergerakan p g MS
29
HO F1 ke F2
HO F2 ke F3
9/18/2013
C. Handoff
2 Alasan dasar untuk handoff ... • MS keluar dari cakupan BTS ( alasan klasik ! ) - Level sinyal terima terlalu rendah - Bit error rate (BER) terlalu tinggi
• Untuk keseimbangan beban jaringan - Trafik disatu sel terlalu tinggi sehingga beberapa MS ‘di ‘diserahkan’ hk ’ kke sell yang llain i Catatan : Standar GSM mencatat 40 alasan untuk handover !!
2 Fase handoff ... 1. MONITORING PHASE g kualitas sinyal y dan ‘melihat’ kemungkinan g radio link alternatif - Pengukuran - Inisiasi handoff jika diperlukan 2. HANDOVER HANDLING PHASE
30
- Penentuan point of attachment (PoA) yang baru - Inisiasi kemungkinan prosedur re-routing
9/18/2013
C. Handoff Perbedaan konsepsi HO sistem seluler generasi pertama dan kedua ...
Generasi II : Sistem Digital TDMA
G Generasi i I : Sistem Si t Analog A l
- Keputusan HO dibantu MS ( MAHO M bil Assisted Mobile A i t d Handoff H d ff )
- Pengukuran kuat sinyal dilakukan oleh BS dan disupervisi oleh MSC SC
- Tiap MS mengukur sinyal yang diterima dari BS yang mengelilinginya dan melaporkan ke BS-nya
- BS secara konstan melakukan pengukuran sinyal dari tiap kanal voice
- Handoff diinisiasi jika level terima dari BS tetangga mulai meningkat melebihi level sinyal dari BS-nya sendiri
- Locator receiver mengukur kuat sinyal MS pada sel tetangga
- Keputusan K t atas t dasar d periode i d waktu kt atau derajat level tertentu (margin HO)
- MSC menentukan terjadi HO atau tidak
- MSC menentukan terjadi HO atau tidak
31
9/18/2013
C. Handoff
- Kasus paling umum - Sering disebabkan interferensi narrowband
32
- 2 kasus : (1) inter-cell inter cell / intraintra BSC, (2) inter-BSC / intra-MSC - BSC melakukan operasi HO, assign kanal di sel baru dan melepas kanal lama di sel sebelumnya
- Dikontrol oleh kedua MSC
9/18/2013
C. Handoff
Mekanisme handover ...
33
9/18/2013
C. Handoff
34
9/18/2013
C. Handoff
35
9/18/2013
