Teknik Transmisi Seluler (DTG3G3) Yuyun Siti Rohmah, ST.,MT Dadan Nur Ramadan,S.Pd,MT Trinopiani Damayanti,ST.,MT Suci Aulia,ST.,MT KONSEP DASAR SISTEM SELULER
OUTLINES LATAR BELAKANG
KONFIGURASI SEL
PARAMETER PADA SISTEM KOMUNIKASI SELULER
ARSITEKTUR UMUM SISTEM KOMUNIKASI SELULER
FREKUENSI REUSE
KONSEP PENOMORAN SEL
HANDOVER
Latar Belakang Perkembangan Teknologi Seluler Keterbatasan spektrum frekuensi Efisiensi penggunaan spektrum frekuensi
• High power transmitter • Large coverage area
• • • • • •
Low power transmitter Small coverage area Frequency reuse Handoff Central control Cell splitting to increase call capacity
REPRESENTASI CAKUPAN SEL Sel menunjukkan cakupan sinyal
Sel berbentuk heksagonal ( atau bentuk yang lain ) hanya digunakan untuk mempermudah penggambaran pada layout perencanaan
SEL IDEAL
SEL REAL
SEL MODEL
Konfigurasi Sel 1. Omnidirectional Rx
2. Sectoring 120o
3. Sectoring 60o
Rx Tx
Pada kondisi awal biasanya digunakan pola omnidirectional ( tergantung demand ). Kegunaan dari pola Sectoring a. Menambah kapasitas b. Mengurangi interferensi
Mixed Cell Architecture
Macrocell, Microcell, dan Picocell serta femtocell Satellite Cell
Macrocell
Microcell
Indoor Picocells
Parameter Dasar Sistem Komunikasi Bergerak Seluler Frekuensi Reuse
• Konsep frequency reuse memungkinkan penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda (pada cluster yg berbeda), diluar jangkauan interferensinya. Parameter yang menjadi ukuran adalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total daya.
Handover
• Handover 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.
ARSITEKTUR UMUM Voice link Data link RBS / BTS MS
PSTN
SEL # 1
Base Station Controller
RBS / BTS
MS
SEL # 2 BSC
Mobile Station Gateway
Radio Base Station (AMPS) or Base Transceiver System (GSM)
MSC/ MTSO HLR
Operation and Maintenance Centre
OMC VLR
Home Location Register
Mobile Switching Centre (GSM) or Mobile Telephone Switching Office (AMPS) Visitor Location Register
ARSITEKTUR UMUM Cont’ MS
• Mobile Station • Perangkat yang terdiri dari : • Subscriber Transceiver • Control Unit • Antena
MSC
• MobileSwitching Center • Merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada + berfungsi sebagai perangkat penyambung utama.
Unit Data Base
• VLR (Visitor Location Register), penyimpan data-data temporer yang masuk dari MSC lain , dan sifatnya resident • HLR (Home Location Register), penyimpan data-data tetap dari pelanggan dalam MSC itu sendiri.
ARSITEKTUR UMUM Cont’ BTS
• 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
site 3 sektor dengan 7 array antena tiap sektornya
jalur transmisi gelombang mikro menuju BSC
How does site location look like ??? single antenna base station housing
FREKUENSI 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
FREKUENSI 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
FREKUENSI REUSE C/I minimum tergantung dari sistem seluler yang diimplementasikan
C 1 D I iO R D R
4
C 9K I i0
3K
2
AMPS, C/I = 18 dB K
63.i0 9
63.6 6,48 7 9
GSM, C/I = 12 dB K
R D
16i0 16.6 3,26 4 9 9
i0= Jumlah sel penginterferensi K = Ukuran Kluster
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 artinya terdapat 3 Sel dalam 1 kluster – K=4 artinya terdapat 4Sel dalam 1 kluster freq. reuse pattern / cluster
freq. reuse pattern
K=3
K=4 2
1
2
2
1
1 3
reuse
4
3 2
3
1
2
1
2 reuse
1
3
3
3 4
4
reuse reuse
KAIDAH PENENTUAN NOMOR SEL Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya ( garis lurus yang menghubungkan dua pusat sel), lalu berputar 60o berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel pada arah tersebut. Pada posisi akhir disitulah letak freq. reuse nya. Z2 = i2 + j2 - 2ij.cos 120o Z2 = i2 + j2 + 2.i.j (0,5) Z2 = i2 + j2 + i.j Z2 K ---- K = ukuran cluster
i,j = 0,1,2,3, ... sel referensi z
0
j=2
60
120
i=1
i
0
j
K = i2 + j2 + i.j i = 1 dan
j=1 K=3
i = 1 dan
j=2 K=7
i = 0 dan
j=2 K=4
i = 2 dan
j=0 K=4
FREKUENSI REUSE
Berbagai nilai kluster K atau N , yang mungkin terjadi
FREKUENSI REUSE Contoh # 1 : K = 3
utk i = 1 dan j = 1 K = 3 i=1,j=1
1
1
2
3
2
1
3
1
2
K = 12 + 12 + 1.1 = 3
Sumberinterferensi maksimum = 6.
3
1 2
1 2
3
3
2
1 2
3
3
Kluster
FREKUENSI REUSE Contoh # 2 : K = 4 i 0, j 2 K i 2 ij j 2 4 Q
3K 3,46
Kluster
FREKUENSI REUSE Contoh # 3 : K = 7
i 1, j 2 K i 2 ij j2 7 Q
Kluster
3K 4,58
FREKUENSI REUSE Contoh # 4 : K = 12 Kluster i 2, j 2 K i 2 ij j2 12 Q
3K 6
FREKUENSI REUSE i 3, j 2 K i 2 ij j2 19 Q
3K 7,55
Kluster
Contoh # 5 : K = 19
KAPASITAS KANAL TIAP SEL • Jumlah kanal tiap sel dinyatakan oleh rumus berikut :
jumlah kanal N
BWAlokasi BWch RF
ch RF K BW
1
2
3
F1
n
1'
2'
3'
n' 1'' 2'' 3''
F2
n''
F3
Dapat disimpulkan, jumlah frekuensi carrier dalam satu sel adalah lebih dari satu buaH
F2 F1
F2
F1
F3
F3 K= 3
Perbandingan 3 Teknologi Seluler Akses jamak Modulasi Bandwidth RF Kanal / carrier RF Uplink (MHz) Downlink (MHz)
AMPS FDMA FM 30 kHz 1 824-849 869-894
GSM TDMA GMSK 200 kHz 8 890-915 935-960
IS-95 CDMA QPSK 1,25 MHz 20 - 30 824-849 869-894
KONSEP KLUSTER CDMA Ukuran kluster di jaringan selular CDMA, KCDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua sel
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
HANDOFF •
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.O) ‘umumnya’ terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru.
Sel #1 F1
Sel #2
F2
Sel #3
F3 pergerakan MS
HO F1 ke F2
HO F2 ke F3
Alasan proses HO MS keluar dari cakupan BTS
Untuk keseimbangan beban jaringan
• Level sinyal terima terlalu rendah • Bit error rate (BER) terlalu tinggi • Trafik disatu sel terlalu tinggi sehingga beberapa MS ‘diserahkan’ ke sel yang lain
2 Fase HO MONITORING PHASE
HANDOVER HANDLING PHASE
• Pengukuran kualitas sinyal dan ‘melihat’ kemungkinan radio link alternati • Inisiasi handoff jika diperlukan • Penentuan point of attachment (PoA) yang baru • Inisiasi kemungkinan prosedur re-routing
HANDOFF Internal HandOver (Dikendalikan oleh BSC) • Intra-cell HandOver: pemindahan hubungan ke kanal yang berbeda pada satu BTS yang sama. • Inter-cell HandOver: pemindahan hubungan antar BTS yang berbeda dalam satu BSC.
External HandOver (Dikendalikan oleh MSC) • MSC intra HandOver: pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam satu MSC. • MSC inter HandOver : perpindahan hubungan yang terjadi pada 2 MSC yg berbeda.
Handover Types Intra-cell
Intra-BSC BTS
f 1, TS 1 BTS
f 2, TS 2
Intra-MSC
BSC
BSC Handover performed MSC
MSC
BTS
Inter-MSC
BSS
Handover performed
basic
MSC - A
MSC - B
MSC BSS
subsequent
MSC - C
MEKANISME HANDOFF
HO antar sektor dalam BTS HO antar sektor dalam BTS: pengalihan layanan dari satu sektor ke sektor lain dalam satu cell, proses seleksi terjadi di BTS.
Sektor B BSC
BTS Sektor A
Sektor C
HO antar sektor dalam BTS Sector 1
RNC Sector 2
BS
The same signal is sent from both sectors to an MS
MEKANISME HANDOFF
BSC to MSC (A): HO please!
Handover example cell B MSC (B)
BSC
VLR
BTS
MSC (A) BTS
B
VLR
BTS
BTS
MSC (B)
A Level:
BTS
BSC BTS
C
BTS
cell A cell B cell C
BTS BTS 1. BSC: HO necessary 2. Parallel connection setup 3. MS changes phys. channel
Macam-macam HO pada CDMA Soft handoff : Selama proses handoff MS terhubung ke dua atau tiga BTS MSC
BSC
Daerah soft handoff
Down-link
BTS
MS
BTS
Macam-macam HO pada CDMA CDMA to CDMA handoff melibatkan dua carrier ( bisa berbeda operator ) sering disebut D to D handoff. CDMA to Analog handoff, juga disebut D to A handoff.
F1 F1+n
TekTransSel-Modul#2
THANK YOU FOR YOUR TIME
