TUGAS TRANSLATE III Mata Kuliah Sistem Komunikasi Nirkabel Generasi Baru Indra Agustian, 06264
8.1.8 Otentikasi dan Penyandian prinsip-prinsip keamanan di dalam jaringan GPRS hampir serupa dengan yang digunakan dalam jaringan GSM konvensional (bagian 5.6). Fungsi keamanan dalam jaringan GPRS adalah: melindungi dari penggunaan yang tidak sah layanan (dengan otentikasi dan layanan validasi permintaan); memberikan kerahasiaan data (menggunakan Penyandian); dan memberikan kerahasiaan identitas pelanggan. Seperti halnya di GSM, dua kunci yang digunakan: otentikasi pelanggan kunci Ki dan kunci cipher Kc. Perbedaan utama adalah bahwa SGSN, bukan MSC, yang menangani otentikasi. Selain itu, GPRS khusus algoritma penyandian (A5) telah didefinisikan, yang dioptimalkan untuk enkripsi pake data. Otentikasi pengguna Angka 8.19 dan 8.20 menggambarkan proses otentikasi GPRS. Algoritma standar GSM digunakan untuk menghasilkan data keamanan. algoritma A3 menghitung respon signature (SRES) dari kunci otentikasi pelanggan (Ki) dan nomor acak (RAND). Jika SGSN tidak memiliki sejumlah set otentikasi untuk pengguna (Kc, RAND, SRES), maka memintanya dari HLR dengan mengirimkan pesan SEND AUTHENTICATION INFO. HLR merespon dengan SEND AUTHENTICATION INFO ACK yang meliputi keamanan data. Selanjutnya, SGSN menawarkan nomor acak RAND ke MS (OTENTIKASI DAN Penyandian REQUEST). MS menghitung SRES dan mengirimkan kembali ke SGSN (OTENTIKASI DAN Penyandian RESPON). Jika SRES dari MS adalah sama dengan SRES terhitung (atau dipertahankan) oleh SGSN, pengguna diotentikasi dan diperbolehkan untuk menggunakan jaringan. Penyandian Fungsionalitas Penyandian dilakukan di lapisan LLC antara MS dan SGSN (lihat Gambar 8.7 dan 8.11). Dengan demikian, ruang lingkup penyandian meliputi dari MS sepanjang jalan ke SGSN (dan sebaliknya), sedangkan pada GSM konvensional lingkup hanya antara MS dan BTS / BSC. Seperti di Penyandian GSM, algoritma A8 menghasilkan kunci Kc dari kunci Ki dan nomor acak RAND (lihat Gambar 5,53). Kc ini kemudian digunakan oleh GPRS Algoritma Enkripsi (GEA) untuk enkripsi data (algoritma A5). Perhatikan bahwa kunci Kc yang ditangani oleh SGSN tidak tergantung pada kunci Kc yang ditangani oleh MSC untuk layanan GSM konvensional. Sebuah MS dapat memiliki lebih dari satu kunci Kc. MS dan SGSN mulai Penyandian setelah OTENTIKASI pesan DAN Penyandian RESPON dikirim atau diterima, masing-masing. Setelah itu, data pengguna GPRS dan sinyal selama transfer data yang ditransmisikan dengan cara dienkripsi.
Gambar 8.19 Otentikasi Pelanggan GPRS.
Gambar 8.20 Prinsip otentikasi pelanggan di GPRS. Kerahasiaan identitas Pelanggan Seperti di GSM, identitas pelanggan tersebut bersifat rahasia. Hal ini dilakukan dengan menggunakan identitas sementara pada saluran radio. Secara khusus, IMSI pengguna tidak ditransmisikan tanpa terenkripsi, melainkan, sebuah Packet Temporary Mobile Subscriber Identity (P-TMSI) ditugaskan untuk setiap pengguna oleh SGSN. Alamat ini bersifat sementara dan hanya berlaku dan unik di daerah layanan SGSN ini. Dari P-TMSI, sebuah TLLI dapat diturunkan. Pemetaan antara identitas sementara dan IMSI disimpan hanya dalam MS dan di SGSN. 8.1.9 Ringkasan Tentang GPRS GPRS telah menjadi langkah penting dalam evolusi jaringan selular 3G dan Internet mobile. Teknologi transmisi packet-oriented ini memungkinkan akses nirkabel yang efisien dan disederhanakan untuk jaringan IP. GPRS memperluas infrastruktur GSM yang ada khususnya dengan dua node jaringan, yaitu SGSN dan GGSN. Pada bagian 8.1.1 tugas mereka dan interworking dengan node jaringan GSM dan register (HLR, VLR dan EIR) telah dijelaskan. Fitur penting dari GPRS adalah dukungan QoS. Profil QoS individu (keutamaan layanan, keandalan, delay, dan throughput) dapat dinegosiasikan untuk setiap PDP context. Untuk
penggunaan simultan GPRS dan layanan GSM konvensional, tiga kelas MSS didefinisikan dalam standar. Sebelum MS GPRS dapat menggunakan layanan GPRS, harus mendapatkan alamat yang digunakan dalam jaringan data paket eksternal (misalnya alamat IP) dan menciptakan konteks PDP. Konteks ini menjelaskan karakteristik penting dari sesi ini (Jenis PDP, alamat PDP, QoS, dan GGSN). Dalam rangka mendukung sejumlah besar pengguna ponsel, adalah penting untuk menggunakan alokasi alamat dinamis, misalnya, menggunakan DHCP untuk penugasan alamat IP dinamis. Setelah MS memiliki konteks PDP aktif, paket-paket yang ditujukan dari jaringan data paket eksternal ke MS akan dialihkan ke GGSN. kemudian GGSN men-tunnels mereka ke SGSN pada pengguna mobile, yang akhirnya meneruskan data ke MS. Manajemen Lokasi GPRS didasarkan pada definisi model state MS. Tergantung pada keadaan MS (READY, STANDBY, atau IDLE), ia melakukan banyak atau hanya sedikit update lokasi. Untuk tujuan ini, area routing khusus didefinisikan, yang merupakan sub-wilayah di daerah lokasi yang didefinisikan dalam GSM. Meskipun GPRS memiliki manajemen mobilitas sendiri, ia bekerja sama dengan manajemen mobilitas GSM. Hasil ini, misalnya, dalam suatu mekanisme paging yang lebih efisien untuk MSS yang menggunakan sirkuit-dan layanan berbasis paket secara bersamaan. Pada bagian 8.1.4 kita menunjukkan arsitektur protokol transmisi sinyal. protokol GPRSspesifik termasuk protokol GTP, GMM/SM, dan SNDCP. Beberapa protokol GSM, seperti MAP, telah diperpanjang untuk digunakan dengan GPRS. Packet-oriented antarmuka udara merupakan salah satu aspek kunci dari GPRS. MSS dengan kemampuan multislot yang dapat mengirimkan beberapa kali slot dari frame TDMA, uplink dan downlink dialokasikan secara terpisah, dan saluran fisik hanya ditugaskan selama transmisi, yang mengarah ke keuntungan multipleks statistik. fleksibilitas pada alokasi saluran memberikan hasil pada pemanfaatan sumber daya yang lebih efisien. Di atas saluran fisik, sejumlah saluran logis paket telah dibakukan. Saluran lalu lintas PDTCH digunakan untuk transmisi payload. GPRS sinyal saluran yang digunakan, misalnya, untuk siaran dari sistem informasi (PBCCH), kontrol akses (PRACH, PAGCH), paging (PPCH), dan pemberitahuan pesan masuk PTM (PNCH). Sekali lagi, koordinasi antara saluran GPRS dan GSM menghemat sumber daya radio. saluran GPRS coding mendefinisikan empat skema pengkodean yang berbeda, yang memungkinkan tradeoff antara tingkat proteksi kesalahan dan data rate harus disesuaikan, tergantung pada kualitas saluran radio saat ini. prinsip-prinsip keamanan GPRS termasuk otentikasi, Penyandian, dan kerahasiaan identitas pelanggan. SGSN menangani otentikasi, dan GEA khusus telah ditetapkan. Selain itu, operator GPRS melindungi jaringan mereka dengan firewall untuk jaringan eksternal dan gateway ke jaringan GPRS lainnya. protokol keamanan IP (IPsec) dapat digunakan untuk berkomunikasi melalui jaringan tidak aman IP eksternal. skenario khas untuk GPRS adalah akses nirkabel ke Internet, komunikasi e-mail, WAP melalui GPRS, dan aplikasi di bidang telemetri. Pengguna dapat mengakses Internet tanpa terlebih dahulu memerlukan untuk dial ke penyedia layanan Internet. Secara khusus, ecommerce mobile dan layanan berbasis lokasi (misalnya pemandu wisata) telah sangat terbantukan dalam beberapa tahun terakhir. Keuntungan utama bagi para pengguna adalah
kecepatan data yang lebih tinggi dan penagihan volume-based. Yang terakhir ini memungkinkan mereka untuk tetap online untuk waktu yang lama. 8.2 HSCSD Sesuai namanya, High Speed Circuit Switched Data Service, berbeda dengan GPRS, circuitswitched. Artinya, pengguna memiliki tingkat pembawa data tetap tersedia untuk durasi sambungan data. Hal ini tergantung pada jumlah data yang sebenarnya dikirim, sehingga sambungan harus dibayar, bahkan selama periode, di mana tidak ada data yang dikirim, sesuai dengan lapisan masing-masing layanan yang lebih tinggi digunakan. Ini berarti bahwa HSCSD secara khusus berguna untuk aplikasi yang menuntut untuk kecepatan data tetap. Keuntungan ini, bagaimanapun, adalah bahwa tingkat data dijamin selama waktu koneksi, dalam hal layanan pembawa transparan yang diterapkan. Di sisi lain, QoS dijamin, jika layanan pembawa transparan diterapkan. HSCSD mendukung kedua pilihan. Sama seperti di GPRS, HSCSD juga memungkinkan untuk penggunaan paralel, katakanlah n, saluran lalu lintas untuk memberikan kecepatan data yang lebih tinggi. Gambar 8.21 menggambarkan sebuah contoh dengan n = 2, di mana timeslots TS2 TS1 dan digunakan untuk satu koneksi HSCSD, baik di uplink dan downlink. Pembatasan utama untuk jumlah n timeslots diberikan oleh persyaratan bahwa mereka semua harus berada pada saluran frekuensi yang sama. Oleh karena itu, standar memungkinkan untuk sampai n = 8 timeslots atau saluran yang akan ditugaskan pada satu pengguna. Ini memberi kita data rate maksimal yang dapat dicapai: menggunakan delapan saluran sekaligus, masing-masing membawa lalu lintas yang penuh-rate saluran TCH/F9.6, data jumlah tingkat 76,8 kb/s bisa dicapai. Namun, harus diingat bahwa, meskipun GSM menggunakan FDD, uplink dan downlink timeslots dari TCH sama memiliki offset, sehingga terminal mobile dapat melakukan pengiriman dan penerimaan kemudian. Hal ini karena terminal dengan kemampuan untuk operasi mengirim dan menerima secaara paralel akan berarti memiliki kompleksitas lebih tinggi di terminal dan dengan demikian akan membuat terminal jauh lebih mahal. Oleh karena itu, versi sebelumnya dari standar HSCSD hanya diizinkan untuk sampai n = 4 timeslots untuk digunakan sekaligus. Hal ini akan menyajikan kita dengan data rate 38,4 kb/s, ketika empat TCH/F9.6 media digunakan. Bahkan, dengan menerapkan skema pengkodean berbeda, data rate maksimum 57,6 kbit/s dicapai dengan n = 4. Gambar 8.21 menunjukkan, untuk contoh dari n = 2, bagaimana operasi yang dipersyaratkan di terminal mobile masih bisa dijalankan secara berurutan, seperti yang awalnya dimaksud dalam GSM klasik: mobile adalah menerima dalam timeslots TS1 dan TS2 dari frame downlink. Karena waktu offset tiga timeslots antara uplink dan downlink frame, terminal sudah selesai pencocokkan, ketika telah untuk memulai transmisi pada uplink, juga menggunakan TS1 dan TS2, tetapi sekarang pada frame uplink. Setelah selesai transmisi, dan sebelum harus menerima data lagi di TS1 berikut dan TS2 pada downlink, masih ada waktu cukup untuk memantau BCCH carrier sel tetangga, yang penting, misalnya, untuk masalah handover.
Gambar 8.21 Contoh saluran HSCSD dengan n = 2
Ketika menetapkan timeslots, layanan HSCSD mengambil kelas multislot MS kedalam pertimbangan. Kelas multislot A dipertimbangkan untuk HSCSD ditunjukkan pada Tabel 8.8. Ini daftar nama kelas, jumlah maksimum nomor yang diizinkan dari timeslots downlink (Rx), timeslots uplink (Tx), dan jumlah timeslots downlink dan uplink. Sebagai contoh, kelas multislot 3 terminal bisa menggunakan sampai dua timeslots untuk penerimaan (downlink) dan sampai dua timeslots untuk transmisi (uplink). Namun, jumlah timeslots uplink dan downlink tidak harus lebih besar dari tiga. Bila ponsel kelas multislot tertentu memulai koneksi HSCSD, RRM harus mempertimbangkan pembatasan kelas multislot yang bersangkutan, ketika menetapkan timeslots. Kolom terakhir pada Tabel 8.8 mengacu pada jenis MS: tipe 1 terminal tidak memiliki kemampuan untuk mengirim dan menerima pada waktu yang sama. Oleh karena itu, RRM harus memastikan pemilihan timeslots yang tepat. Sebaliknya, tipe 2 ponsel memiliki kemampuan untuk mengirim dan menerima secara paralel, yang memberikan lebih banyak pilihan RRM untuk mengalokasikan timeslots untuk HSCSD. 8.2.1 Arsitektur Dari sudut pandang arsitektur, HSCSD tidak menuntut banyak perubahan dibandingkan dengan standar layanan data GSM (lihat Lampiran A). Arsitektur GSM untuk dukungan HSCSD digambarkan pada Gambar 8.22. Pada antarmuka Um antara MS dan BTS sampai dengan n = 8 TCH / F kanal yang digunakan, yang diteruskan secara transparan melalui interface Abis dari BTS ke BSC. Berikut data dari semua saluran paralel multiplexing pada 64 kbit tunggal / koneksi s dan ditransmisikan melalui antarmuka A ke MSC. Saluran n tingkat penuh dianggap independen satu sama lain dan diperlakukan secara individu untuk tujuannya, misalnya, kontrol kesalahan antarmuka udara. Namun, secara logis mereka memiliki konfigurasi HSCSD sama dan dikendalikan sebagai satu link radio oleh jaringan untuk tujuan operasi seluler, seperti handover. Hal ini memerlukan fungsionalitas baru BSS. Perbedaan utama ke layanan data GSM standar dalam menggabungkan dan membelah fungsionalitas yang diminta pada MS dan MSC, menggabungkan dan pembagian, masingmasing, beberapa aliran data yang ditransmisikan antara kedua entitas. Fungsi ini disediakan dalam Adopsi Fungsi Terminal (TAF) pada MS dan di IWF di MSC, masing-masing (Gambar 8.22). 8.2.2 Antarmuka Udara Seperti dijelaskan sebelumnya pada interface udara, koneksi HSCSD terdiri n kanal trafik (TCH). Semua saluran n menggunakan urutan hopping yang sama, jika frekuensi hopping diterapkan. Juga urutan pelatihan ditetapkan, adalah sama untuk semua saluran n lalu lintas. Namun, setiap saluran lalu lintas diberikan saluran bebas SACCH, memungkinkan untuk tingkat sinyal independen dan pelaporan kualitas pada setiap timeslot, pada gilirannya, memungkinkan untuk kontrol daya individu pada setiap timeslot. Hal ini dilakukan, karena tingkat interferensi dapat berbeda pada setiap timeslot tersebut, dan tingkat daya yang berbeda mungkin diperlukan untuk menjamin kualitas sinyal yang diperlukan pada setiap timeslot tunggal. Gambar 8.22 GSM arsitektur untuk mendukung HSCSD.
Tabel 8.8 HSCSD MS multislot classes.
Gambar 8.22 GSM arsitektur untuk mendukung HSCSD. Sambungan HSCSD hanya memiliki satu saluran kontrol FACCH yang ditugaskan untuk tujuan manajemen. Untuk semua saluran HSCSD, pengkodean saluran yang sama diterapkan, namun untuk layanan transparan, pengkodean saluran yang berbeda dapat digunakan untuk uplink dan downlink, masing-masing. Untuk setiap saluran HSCSD, kunci Penyandian yang digunakan berbeda, berasal dari Kc. Konfigurasi tugas saluran dapat berupa simetris atau asimetris dan saluran bisa dialokasikan baik berturut-turut atau timeslots nonconsecutive dari pembawa yang sama, selama pembatasan dari kelas multislot yang diberikan dari MS dipertimbangkan. koneksi simetris
terdiri dari FACCH dua arah seperti TCH/F dan SACCH. Sebaliknya, koneksi asimetris dapat memiliki searah dan/atau bidirectional TCH/F dan SACCH di samping FACCH dua arah. saluran searah dalam HSCSD selalu downlink saluran saja. Kedua saluran HSCSD simetris dan asimetris memiliki saluran utama dua arah, yang membawa FACCH. 8.2.3 Alokasi Sumber Daya HSCSD Dan Masalah-Masalah Yang Berhubungan Dengan Kapasitas Saat melakukan koneksi HSCSD, selama setup, pengguna akan menunjukkan jumlah maksimum dari saluran lalu lintas, multislot kelas terminal, pengkodean saluran yang dapat diterima, dan tingkat penggunaan jaringan tetap yg diinginkan. Dalam kasus koneksi transparan, tingkat antarmuka udara yang diingikan juga ditunjukkan. Persyaratan koneksi dapat simetris atau asimetris, memperhitungkan faktor uplink dan downlink. Parameterparameter ini kemudian digunakan oleh jaringan untuk mengalokasikan sumber daya yang sesuai dan untuk setup koneksi HSCSD yang diminta. Persyaratan saluran minimum adalah selalu satu TCH/F. Ini berarti bahwa koneksi transparan dan non transparan dapat dibentuk dengan sejumlah TCH/F dari satu sampai dengan jumlah maksimum yang tercantum. Ketika tingkat kebutuhan pengguna tidak dapat dipenuhi, jaringan akan memberi prioritas untuk memenuhi kebutuhan udara antarmuka pengguna pada bagian downlink , kemungkinan besar menggunakan konfigurasi asimetris. Jaringan dapat menggunakan alokasi sumber daya yang dinamis untuk koneksi HSCSD transparan, selama konfigurasi saluran dialokasikan selalu sejalan dengan nilai batas yang ditentukan oleh MS dan dengan kelas multislot terminal. Dalam kasus koneksi HSCSD transparan, alokasi sumber daya yang dinamis hanya diperbolehkan jika data rate pengguna antar muka udara dipertahankan konstan. Jaringan melakukan perubahan konfigurasi alokasi kanal selama koneksi HSCSD, dengan cara prosedur meningkatkan atau menurunkan sumnber daya yang ada. Jika diindikasikan oleh MS selama call setup, MS dapat mengeluarkan permintaan upgrade atau downgrade dari tingkat pelayanan kapan saja selama sambungan HSCSD. Jelas sekali bahwa HSCSD dapat meningkatkan data rate dari single user. Namun bagaimanapun, hal ini dicapai dengan memberikan sumber daya frekuensi yang lebih untuk single user. Ini berarti bahwa dari sudut pandang penyedia jaringan, sumber daya yang ada akan lebih sering digunakan. Seorang pengguna HSCSD tunggal dengan menggunakan n = 4 TCHs akan menghabiskan sumber daya dari empat kemungkinan koneksi suara Karena itu, ketika banyak pengguna menggunakan HSCSD sekaligus dalam satu sel, kinerja blocking dalam sel yang akan memburuk. Ini akan mempengaruhi strategi manajemen sumber daya radio yang akan digunakan penyedia jaringan: jika memungkinkan, provider mungkin akan mencoba untuk memberikan frekuensi pembawa lebih banyak ke sel-sel di daerah di mana sepertinya sering menggunakan HSCSD, misalnya di bandara atau di area bisnis suatu kota. Selain itu, provider memiliki pilihan untuk membatasi jumlah koneksi HSCSD dalam sel, demi mendukung koneksi suara. Aspek lain yang menarik dari pengelolaan sumber daya radio HSCSD adalah serah- terima (handover). Ketika diperlukan serah terima sambungan HSCSD ke sel tetangga, ada kemungkinan tidak dapat menemukan n TCHs bebas di saluran frekuensi tunggal dalam sel target. Dalam hal ini, ada dua kemungkinan: koneksi HSCSD akan putus atau sambungan dilanjutkan dengan angka TCHs yang lebih rendah. Untuk tujuan ini, prosedur merendahkan
sumber daya (downgrade) yang diterapkan, seperti diuraikan di atas untuk kasus alokasi sumber daya yang dinamis. Dengan konsep ini, kemungkinan gagalnya serah terima dan juga kegagalan panggilan HSCSD dapat dikurangi. Kemudian, prosedur peningkatan sumber daya (upgrade) dapat diterapkan jika sumber daya yang tepat tersedia, dan konfigurasi alokasi saluran asli dapat diciptakan kembali. 8.3 EDGE Sebagaimana dibahas di atas, dalam bab ini HSCSD dan GPRS dapat mencapai tingkat data yang lebih tinggi karena MS dapat menggunakan beberapa time slot dari frame TDMA yang sama dan sebagian lagi karena menerapkan skema coding baru. Sistem EDGE2 berjalan satu langkah lebih maju, dengan meningkatkan efisiensi spektral pada lapisan fisik pada sebuah timeslot tunggal (Furuskär dkk, 1999.). Secara teknis, pada umumnya EDGE dapat dianggap sebagai perbaikan antarmuka udara. Namun, pada dasarnya EDGE merupakan konsep sistem yang digunakan dalam rangka memperkenalkan layanan pembawa baru ke dalam sistem GSM. Dalam konteks ini menarik untuk dicatat bahwa baik GPRS dan EDGE juga telah standar untuk jaringan selular Amerika Utara TDMA-136 (GPRS-136 dan GPRS-136HS EDGE). Dalam GSMcontext, EDGE digunakan untuk meningkatkan layanan data yang ada dengan fokus pada GPRS dan HSCSD, yang menjadi Enhanced GPRS (EGPRS) dan Enhanced Circuit Switched Data (ECSD), masing-masing, bila dikombinasikan dengan teknologi EDGE. 8.3.1 Konsep EDGE Sebuah sistem GSM klasik dirancang dan direncanakan dalam kasus dengan situasi terburuk: perencanaan jaringan radio dilakukan sedemikian rupa sehingga ada kemungkinan tinggi bahwa semua pengguna dalam jaringan akan mengalami kualitas sinyal minimum yang cukup untuk mendapatkan probabilitas kesalahan rendah dengan modulasi tetap dan skema error coding. Bahkan, pertimbangan utama untuk perencanaan jaringan radio berasal dari para pengguna yang terletak di tepi sel, jauh dari BTS. Jadi, dapat dikatakan bahwa jaringan GSM dirancang untuk pengguna tepi sel. Namun, pengguna yang terletak dekat dengan stasiun pangkalan (base station) tentu saja akan mengalami tingkat kualitas sinyal yang jauh lebih baik daripada yang diperlukan untuk modulasi standar GSM dan skema pengkodean. Untuk tujuan ini, EDGE memperkenalkan beberapa tambahan kombinasi modulasi dan skema pengkodean, yang memungkinkan terminal untuk menyesuaikan tarif data mereka ke tingkat kualitas sinyal masing-masing. Untuk tujuan ini teknik adaptasi link diperkenalkan bersama EDGE, yang secara dinamis memilih skema modulasi dan pengkodean sesuai dengan kondisi saluran radio saat ini.
Gambar 8.23 Simbol konstelasi ruang untuk GMSK dan 8-PSK.
Gambar 8.24 EDGE burst memiliki urutan pelatihan 26 simbol di tengah, tiga simbol ekor di kedua ujung, dan simbol penjaga 8,25 di akhir. Burst carrier ini membawa 2 × 58 simbol data. 8.3.2 EDGE layer fisik, modulasi dan pengkodean Untuk EDGE, selain skema modulasi GMSK yang digunakan dalam GSM, tersedia pula sebuah skema 8-Phase Shift Keying (8-PSK), yang akan menghasilkan sekitar tiga kali kecepatan data yang lebih tinggi per slot waktu dan karenanya efisiensi spektral yang lebih tinggi. Menggunakan GMSK, satu bit data di dipetakan ke satu ai simbol (lihat bagian 4.2.1), dengan 8-PSK, tiga data bit di digabungkan menjadi satu ai simbol dan ditransmisikan bersama-sama. Gambar 8.23 menunjukkan konstelasi simbol dalam bidang kompleks dan urutan bit yang terkait. Berbeda dengan GMSK, 8-PSK tidak memiliki bagian amplop konstan dan karena itu menempatkan persyaratan yang lebih tinggi pada penerima baru di BTS dan MS. Untuk mencapai kompatibilitas dengan sistem GSM, kebanyakan parameter layer fisik EDGE parameter adalah sama seperti pada GSM: jarak pembawa 200 kHz dan struktur frame TDMA tetap tidak berubah. Format ledakan (burst) untuk transmisi modulasi 8-PSK juga mirip dengan frame GSM standar (Gambar 8.24): suatu burst terdiri dari urutan 26-simbol pelatihan sebagai midamble, tiga simbol ekor pada awal dan akhir frame, dan 8,25 simbol penjaga di akhir. Sebelum dan sesudah midamble, bingkai membawa 58 simbol data, setiap simbol mewakili tiga bit sesuai dengan modulasi 8-PSK yang digunakan. Beberapa skema pengkodean yang berbeda dengan tingkat kode yang berbeda dapat dikombinasikan dengan dua skema modulasi yang tersedia (Tabel 8.9 dan 8.10) (Molkdar et al, 2002.). Dalam rangka untuk memilih skema yang optimal, EDGE menerapkan adaptasi link berdasarkan pada kualitas kanal saat ini.
Selain modulasi tambahan dan skema coding, EDGE juga memperkenalkan suatu teknik menggabungkan kode yang disebut redundansi kode yang meningkat (incremental), juga dikenal sebagai Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ). Dalam modus redundansi incremental, blok data RLC pertama dapat ditransmisikan dengan beberapa atau bahkan tanpa penambahan redudansi. Jika blok data tidak dapat diterjemahkan dengan benar, di pengulangan transmisi berikutnya, akan dikirimkan lebih banyak redundansi, menerapkan skema punctured berbeda di blok RLC yang sama. Blok yang error disimpan, sehingga mereka dapat dikombinasikan dengan setiap pengiriman ulang yang diperlukan, sampai RLC dapat diterjemahkan dengan benar. Dan juga, RLC / MAC layer telah ditingkatkan dengan RLC yang sesuai / fungsi pemetaan burst. Dengan RLC / lapisan MAC yang ditingkatkan memungkinkan untuk melakukan resegmentasi untuk mengaktifkan transmisi ulang dengan skema pengkodean yang berbeda, independen coding dari RLC / header MAC dan peningkatan ukuran window ACK / NACK. Adapun untuk segmentasi, setiap PDU LLC ini dibagi menjadi 20 ms blok data RLC, agar sesuai dengan struktur burst TDMA untuk GSM. Tergantung pada skema pengkodean yang dipilih oleh adaptasi link, jumlah bit yang masuk ke sebuah blok data RLC dapat bervariasi. RLC / header MAC yang dibutuhkan akan ditambahkan ke data pengguna sebelum transmisi. Isi dari header RLC / MAC termasuk Blok urutan Number (BSN), dan indicator Coding and Punctured Scheme (CPS), yang diperlukan untuk proses menggabungkan kode dalam prosedur HARQ. Kemudian, urutan periksa untuk data pengguna (BCS) dan untuk header (HCS) ditambahkan untuk membentuk sebuah blok radio RLC. Blok radio RLC ini kemudian diteruskan ke lapisan fisik. Ada data pengguna dan header dengan kode secara terpisah dan akhirnya dipetakan menjadi dua atau empat semburan TDMA, tergantung pada skema pengkodean. Modulasi dan skema pengkodean dapat diubah untuk setiap blok RLC, yaitu biasanya setiap empat semburan TDMA. Namun, modifikasi akan didasarkan pada pantauan kualitas saluran dan, pada kenyataannya, perubahan akan lebih jarang, tergantung pada pengukuran kanal dan frekuensi pelaporan. 8.3.3 EDGE: efeknya pada arsitektur sistem GSM Penyebab utamanya adalah peningkatan kecepatan data EDGE yang memberlakukan persyaratan baru untuk GSM / arsitektur jaringan GPRS: bottleneck utama untuk EDGE dalam jaringan GSM adalah interface Abis antara BTS dan BSC. Dalam standar GSM, interface ini hanya mendukung 16 kbit / s per saluran lalu lintas. Namun, EDGE dapat mendukung hampir 64 kbit / s untuk satu saluran lalu lintas. Oleh karena itu, EDGE memerlukan alokasi slot Abis ganda untuk satu saluran lalu lintas. Untuk arsitektur jaringan 3G di masa depan, persyaratan ini mungkin juga dipenuhi dengan menerapkan ATM atau solusi berbasis IP. Antarmuka A antara BSC dan MSC dapat menangani 64 kbit / s pada standar GSM dan karenanya tidak ada masalah. Selain itu, GSM / GPRS arsitektur jaringan tidak terpengaruh oleh pengenalan EDGE. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa EDGE terutama hanya sebuah peningkatan teknologi antarmuka udara. Dua jenis terminal mobile EDGE dianggap termasuk dalam standar: terminal yang mampu modulasi 8-PSK pada downlink saja, dan terminal yang menyediakan kemampuan 8-PSK pada kedua uplink dan downlink. Kelas pertama dari terminal bisa mendapatkan keuntungan dari kecepatan data yang lebih tinggi pada downlink, yang masih dianggap sebagai link yang lebih penting, karena popularitas pelayanan yang lebih menitikberatkan pada jumlah data downlink, seperti browsing dan download file. Di sisi lain, kelas kedua terminal dapat mendukung bandwidth yang lebih tinggi pada kedua link dan tentu saja membuat penggunaan sumber daya frekuensi lebih efisien, bahkan ketika
memperhitungkan layanan non simetris. Keharusan untuk memiliki kemampuan informasi ini dalam jaringan memiliki beberapa implikasi kecil pada lapisan control plane: mobilitas modifikasi manajemen terkait dengan kemampuan pengenalan informasi EGPRS dari terminal masing-masing. Ini termasuk kelas multislot serta kemampuan modulasi EDGE (downlink atau uplink dan downlink) dan juga kelas power 8-PSK. Beberapa modifikasi juga dibutuhkan pada lapisan RRM untuk mendukung, menyiapkan, dan memelihara arus blok sementara EGPRS. Selain itu, sinyal untuk mendukung kontrol radio link, kontrol kualitas link, dan prosedur pengukuran juga diperkenalkan. Dan itu, bagaimanapun, tidak berdampak pada manajemen sesi. Tabel 8.9 EGPRS mode transmisi.
Tabel 8.10 ECSD mode transmisi.
8.3.4 ECSD dan EGPRS EDGE dapat digunakan untuk meningkatkan baik itu GPRS dan layanan data HSCSD dalam sistem GSM. Dalam kombinasi dengan EDGE, GPRS menjadi EGPRS. Demikian juga, HSCSD menjadi ECSD ketika ditingkatkan oleh EDGE. Data yang berbeda yang dicapai per timeslot untuk kombinasi yang berbeda dari modulasi dan skema pengkodean diringkas dalam Tabel 8.9 dan 8.10, untuk setiap bagian. Tabel menunjukkan kombinasi skema modulasi dan laju kode yang dapat diterapkan dalam masing-masing EGPRS dan ECSD. Data rate tertinggi dicapai pada EGPRS ketika skema modulasi 8-PSK dikombinasikan dengan tingkat kode satu. Namun hal ini menuntut adanya kondisi kanal yang baik, karena laju kode satu menyiratkan bahwa tidak ada perlindungan kesalahan. Sehingga pada kenyataannya, jarang ada kemungkinan untuk menerapkan mode ini, kecuali jika aplikasi yang bersangkutan dapat mentolerir losses paket ke tingkat yang baik. Tingkat data yang
dapat dicapai dengan EGPRS dan ECSD jelas adalah kelipatan dari nilai dalam tabel ketika beberapa timeslots digabungkan. Adaptasi link untuk kedua EGPRS dan ECSD memerlukan sinyal yang sesuai. Untuk tujuan ini, mekanisme sinyal yang telah ada yang diterapkan, khususnya prosedur mode modifikasi saluran RR, prosedur tugas, dan prosedur serah terima intra-sel. 8.3.5 EDGE Classic dan EDGE Compact standarisasi EDGE dimulai ketika diperkenalkan sebagai hal yang digunakan di ETSI pada tahun 1997. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kinerja HSCSD dan GPRS, seperti dijelaskan di atas. Hasilnya adalah-seperti di atas dibahas apa yang disebut EDGE Tahap I dengan ECSD dan EGPRS. Spesifikasi EDGE dari Release 99 memperluas standar sebelumnya dengan memasukkan dua konfigurasi antarmuka udara yang berbeda, yaitu EDGE dan EDGE Classic Compact. Hal yang baru adalah penambahan EDGE Compact, yang hanya ditetapkan untuk layanan berbasis paket, yaitu hanya dipertimbangkan untuk EGPRS, bukan ECSD. Gagasan utama di balik EDGE Compact adalah sebagai berikut. sistem GSM klasik relatif jarang memiliki penggunaan kembali (reuse) untuk mengamankan kualitas sinyal yang cukup untuk layanan suara. Pola penggunaan kembali yang khas dalam sistem GSM sekarang ini adalah tiga sektor sistem dengan empat cluster sel. Ini berarti bahwa jumlah kelompok saluran yang dibutuhkan adalah tiga kali empat, yaitu, 12. Mengingat saluran frekuensi bandwidth 200 kHz dalam sistem GSM, kebutuhan bandwidth minimum untuk suatu konfigurasi jaringan menjadi 12 kali 200 kHz, yaitu, 2,4 MHz dari spektrum. Untuk layanan suara, yang hampir tidak dapat mentoleransi transmisi ulang karena keterlambatan persyaratan, persyaratan C / I nya cukup berat dan tidak dapat diabaikan, yang berarti bahwa ia tidak dianjurkan untuk bekerja dengan penggunaan kembali yang sering. Berbeda dengan ini, aplikasi data dapat mentoleransi keterlambatan ke tingkat yang lebih besar. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk diterapkan, misalnya, EGPRS dalam skenario penggunaan kembali dengan menggunakan kembali frekuensi yang lebih rapat dan dengan demikian menghasilkan C/I yang lebih rendah dan mengkompensasi kesalahan dengan rasio sedikit lebih tinggi yang diinduksi pada saluran melalui transmisi ulang dan HARQ. Untuk tujuan ini, EDGE Compact memungkinkan untuk mengkonfigurasi penggunaan kembali dengan tiga sektor dan hanya satu kelompok sel. Itu berarti, setiap sel menggunakan kembali frekuensi yang ada, yang bagaimanapun, di dalam sel masing-masing tiga kelompok saluran yang berbeda sudah ditugaskan untuk masing-masing sektor dari tiga sektor tersebut. Dengan demikian kebutuhan bandwidth minimum untuk suatu sistem Compact EDGE hanya tiga kali 200 kHz, yaitu 0,6 MHz. Sejauh ini bisa dianggap bahwa EDGE Compact hanya Classic EDGE dengan frekuensi reuse yang lebih padat. Perbedaan arsitektur, bagaimanapun, berasal dari persyaratan, bahwa berbeda dengan saluran lalu lintas Compact EDGE, saluran kontrolnya masih harus memiliki nilai C/I yang tinggi, seperti yang dikenal pada sistem GSM klasik. Untuk tujuan ini, GSM Compact mengembangkan pembagian waktu timeslots untuk saluran kontrol: situs Co-channel secara bergantian mengambil giliran pada pengendalian saluran transmisi pada downlink. Sel dipisahkan menjadi kelompok waktu yang berbeda menurut ukuran sel cluster dari empat atau tiga, dan keanggotaan kelompok menentukan waktu saat sel dapat menggunakan (downlink dan uplink) saluran kontrol. Untuk rincian, lihat, misalnya, Sexton (2000) atau Molkdar dan Featherstone (2001).
