KONSEP DASAR SELULERTEKNIK TRANSMISI SELULER TEKNIK TRANSMISI SELULER (DTG3G3)

PRODI D3 TTYuyun Siti Rohmah,ST.,MT

A. PendahuluanYang mendasari perkembanganYang mendasari perkembangan

Keterbatasan spektrum frekuensiEfisiensi penggunaan spektrum frekuensip gg p

• Low power transmitter• Small coverage area

• High power transmitter• Large coverage area

• Frequency reuse • Handoff • Central control• Cell splitting to increase call capacity

9/18/20132

R i k l

A. Pendahuluan

Representasi cakupan sel Sel menunjukkan cakupan sinyal

l b b k h k l ( b k l i )Sel berbentuk heksagonal ( atau bentuk yang lain ) hanya digunakan untuk mempermudah penggambaran pada layout perencanaan

SEL IDEAL SEL REAL SEL MODEL

9/18/20133

Representasi coverage sistem selular

A. Pendahuluan

Representasi coverage sistem selular

Bentuk geometris yang meliputi keseluruhan daerah service tanpa overlap dengan luas daerah yang sama

Realitas ?

dengan luas daerah yang sama

Jauh berbeda ! Grid sel teoritik digunakan untuk mempermudah penggambaran / perencanaan

9/18/20134

Macam-Macam Konfigurasi Sel ...A. Pendahuluan

Macam Macam Konfigurasi Sel ...1) Omnidirectional

RxRx

• Pada kondisi awal biasanya digunakan pola omnidirectional

TxRx pola omnidirectional

( tergantung demand ).• Kegunaan dari pola

Sectoring a Me a bah 2) Sectoring 120o a. Menambah

kapasitasb. Mengurangi

interferensi

3) Sectoring 60o

9/18/20135

Macam Macam Konfigurasi Sel

A. Pendahuluan

Macam-Macam Konfigurasi Sel

4 sector ( quad sector )

9/18/20136

Geometri Sel

9/18/20137

Parameter Dasar Pada Siskomber Selular

A. Pendahuluan

Parameter Dasar Pada Siskomber Selular

1 F RKonsep fundamental dalam teknologi komunikasi bergerak seluler:

1. Frequency Reuse2. Konsep Hand Off

• Konsep frequency reuse memungkinkan penggunaan frekuensiyang sama pada sel yang berbeda (pada cluster yg berbeda), diluar jangkauan interferensinya Parameter yang menjadi ukurandiluar jangkauan interferensinya. Parameter yang menjadi ukuranadalah perbandingan daya sinyal / carrier terhadap total dayainterferensinya

• Sedangkan handoff memungkinkan seorang pengguna pindahSedangkan 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

9/18/20138dilakukan oleh sistem

Arsitektur Umum:

A. Pendahuluan

Arsitektur Umum:

RBS / BTSMS

Voice linkData link

PSTNSEL # 1

MS

Base Station C t llRBS / BTS

BSCSEL # 2

MS

Mobile Station

Controller

MSC/ MTSOHLR

GatewayRadio Base Station (AMPS) or Base T i S t (GSM)

Mobile Station

Operation and Maintenance Centre

OMC

VLR

Transceiver System (GSM)

Home Location RegisterMobile Switching Centre (GSM) or Mobile Telephone Switching Office (AMPS)

Centre

9/18/20139 Visitor Location RegisterSwitching Office (AMPS)

MS M bil S i / M bil U i

A. Pendahuluan

= Mobile Station / Mobile Unit= Perangkat yang terdiri dari :

• Subscriber Transceiver• Control Unit• Antena

MTSO / MSC= Mobile Telephone Switching Office / Mobile Switching Center.= Merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada +p p y g

berfungsi sebagai perangkat penyambung utama.= Elemen-elemen :

• Switching Unit• Prosesor : 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

9/18/201310• HLR (Home Location Register), penyimpan data-data tetap dari

pelanggan dalam MSC itu sendiri.

RBS / BTS

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 := Elemen-elemen RBS :

• Transceiver• Control Unit / BSC / Base Station Controller• Antena• Data terminal it 3 kt d 7• Data terminal

singleantenna

base station

site 3 sektor dengan 7array antena tiapsektornyaHow does site location

look like ?housingjalur transmisi

gelombangmikro menujuBSC

9/18/201311

i d ll hiMixed Cell Architecture

9/18/201312

Macrocell Microcell dan Picocell serta femtocell

A. Pendahuluan

Macrocell, Microcell, dan Picocell serta femtocell...SatelliteCell

Macrocell

MicrocellIndoorPicocells

Microcell

9/18/201313

B. Frequency ReuseDefinisi Frequency ReuseDefinisi Frequency Reuse

Pengulangan atau menggunakan kembali frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan interferensinya

Jarak 'bebas' interferensi

F1Sinyal yang diinginkan = C

F3 F2 F2

titik A

Sinyal interferensi = I

9/18/201314

Parameter Kinerja

B. Frequency Reuse

Parameter Kinerja

Jarak 'bebas' interferensi

→ C/I ( Carrier to Interference Ratio )

F1Sinyal yang diinginkan = C

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

9/18/201315yang bersangkutan

C/I i i t t d i i t l l

B. Frequency Reuse

41 ⎤⎡DC

→ C/I minimum tergantung dari sistem seluler yang diimplementasikan…

1⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

RD

iIC

O 29KC=

AMPS, C/I = 18 dB 66363i

KRD 3= 0iI

=

GSM C/I 12

748,69

6.639.63 0 ====iK

R

GSM, C/I = 12 dB

426,36.16160 ≈===iK

D

,99

i0= Jumlah sel penginterferensiK = Ukuran Kluster

9/18/201316

K Ukuran Kluster

Konsep KlusterB. 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 )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 klusterK 3 artinya terdapat 3 sel dalam 1 klusterK = 4 artinya terdapat 4 sel dalam 1 kluster

22

freq. reuse pattern / clusterK = 3

2

freq. reuse patternK = 4

12

3

12

3

12

3

4 2

12

3

reuse 1 3

4

2

3

4

1reuse

reuse

9/18/201317 reuse

reuse

Kaidah Penentuan Nomor

B. Frequency Reuse

Kaidah Penentuan Nomor Sel → Kaidah Parameter Geser

Lalui sejauh i sel dari sel referensi sepanjang rantai heksagonalnya (a i l a e h b ka d a at el) lal be ta 60ogaris lurus yang menghubungkan dua pusat sel), lalu berputar 60o

berlawanan dengan arah jarum jam, kemudian lalui sepanjang j sel padaarah tersebut. Pada posisi akhir disitulah letak freq. reuse nya.

Z2 i2 + j2 2ij 120o

i,j = 0,1,2,3, ...

sel referensi

Z2 = i2 + j2 - 2ij.cos 120o

Z2 = i2 + j2 + 2.i.j (0,5)Z2 = i2 + j2 + i.jZ2 ≅ K ---- K = ukuran

i=1

j=2j

z60

0

120 0

clusterK = i2 + j2 + i.j

untuk,

i i = 1 dan j = 1 K = 3

i = 1 dan j = 2 K = 7

i = 0 dan j = 2 K = 49/18/201318

i = 0 dan j = 2 K = 4

i = 2 dan j = 0 K = 4

Sistem Koordinat

B. Frequency Reuse

Sistem Koordinatv

( )12 vv −u

( ) ouu 30sin12 −

9/18/201319

B. Frequency Reuse

Berbagai nilai kluster Katau N , yang mungkin terjadi

9/18/201320

( ) ( ) ( ) ( )[ ]{ }212o2o2 30i30D

B. Frequency Reuse

( ) ( ) ( )( ){ }21

12122

122

12 vvuuvvuuD −−+−+−=

( ) ( ) ( ) ( )[ ]{ }2o1212

o212 30sinuuvv30cosuuD −+−+−=

( ) ( ) ( )( ){ }Jika, ( ) ( )0,0v,u 11 =

( ) =vu merupakan nilai integer = ( i j )( ) =22 v,u merupakan nilai integer = ( i , j )

Maka,

22 jijiD ++=

Pada contoh di samping,

65,211.22jijiD 2222 =++=++=

i= 2 dan j = 1

9/18/201321

Kaidah Penentuan Nomor C t h # 1 K 3

B. Frequency Reuse

1

Sel → Kaidah Parameter GeserContoh # 1 : K = 3

1

11

2

32

2

utk i = 1 dan j = 1 K =3• i = 1 j = 11

11

2 3

2 332 3• i = 1 , j = 1

• K = 12 + 12 + 1.1 = 3

• Sumber interferensi

12 32 3

2 3

maksimum = 6.

2 3

Kluster

9/18/201322

Kaidah Penentuan Nomor Contoh # 2 : K = 4

B. Frequency Reuse

Sel → Kaidah Parameter GeserContoh # 2 : K = 4

4jijiK2j,0i

22

==

46,3K3Q

4jijiK 22

==

=++=

Kluster

9/18/201323

Contoh # 3 : K = 7 Kaidah Penentuan Nomor

B. Frequency Reuse

Contoh # 3 : K 7 Sel → Kaidah Parameter Geser

7jijiK2j,1i

22

==

58,4K3Q

7jijiK 22

==

=++=

Kluster9/18/201324

Contoh # 4 : K = 12 Kaidah Penentuan Nomor

B. Frequency Reuse

Contoh # 4 : K = 12 Sel → Kaidah Parameter Geser

Kluster

2j,2i ==

Kluster

6K3Q

12jijiK 22

==

=++=

Q

9/18/201325

Contoh # 5 : K = 19 Kaidah Penentuan Nomor

B. Frequency Reuse

Contoh # 5 : K 19Sel → Kaidah Parameter Geser

2j,3i ==

55,7K3Q

19jijiKj,

22

==

=++=

55,7K3Q

Kluster

9/18/201326

Kapasitas Kanal Tiap Sel

B. Frequency Reuse

Kapasitas Kanal Tiap Sel

RFchkanaljumlah

BWN Alokasi=

• Jumlah kanal tiap sel dinyatakan oleh rumus berikut :

KBWN

RFch

=

BW

1 2 3 1' 2' 3'n n' 1'' 2'' 3'' n''

F3F2F1

F2

F1

F2

F3

F1F3

Dapat disimpulkan, jumlah frekuensi carrier dalam satu sel adalah lebih dari

9/18/201327K = 3

F1

satu buah…

Konsepsi kluster pada CDMA

B. Frequency Reuse

Konsepsi kluster pada CDMA…

Dalam pengertian yang sama, yang sudah kita pahami ukuran kluster diDalam pengertian yang sama, yang sudah kita pahami ukuran kluster disudah kita pahami…ukuran kluster di jaringan selular CDMA, KCDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua sel

sudah kita pahami…ukuran kluster di jaringan selular CDMA, KCDMA = 1, artinya frekuensi operasi yang sama diterapkan disemua selditerapkan disemua selditerapkan disemua sel

Tetapi CDMA memakai konsepTetapi CDMA memakai konsep clustering untuk perencanaan kode PN, hal ini untuk mencegah kemungkinan terjadinya aliasingkemungkinan terjadinya aliasingantar kode didalam satu sel. Pada jaringan CDMA, dikenal istilah PN reuse factor

9/18/201328

reuse factor

C. HandoffDefinisi

• Handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal dari MS tanpa terjadinyapemutusan hubungan dan tanpa melalui campur tangan dari pemakai.

Definisi

• Handoff tidak berbeda dengan handover kecuali bahwa istilah handoffdigunakan di Amerika, sedangkan istilah handover digunakan di Eropa.

• Peristiwa hand over (H O) ‘umumnya’ terjadi karena pergerakan MS sehinggaPeristiwa hand over (H.O) umumnya terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari cakupan sel asal dan masuk cakupan sel baru.

S l #2 S l #3

pergerakan MS

F1 F2

Sel #1 Sel #2 Sel #3

F3

p g

HO HO

9/18/201329F1 ke F2 F2 ke F3

2 Alasan dasar untuk handoff

C. Handoff

2 Alasan dasar untuk handoff ...• MS keluar dari cakupan BTS ( alasan klasik ! )

- Level sinyal terima terlalu rendah

• Untuk keseimbangan beban jaringan- Bit error rate (BER) terlalu tinggi

- Trafik disatu sel terlalu tinggi sehingga beberapa MS ‘di hk ’ k l l i‘diserahkan’ ke sel yang lain

Catatan : Standar GSM mencatat 40 alasan untuk handover !!

2 Fase handoff ...1. MONITORING PHASE

- Pengukuran kualitas sinyal dan ‘melihat’ kemungkinan radio link alternatif

2. HANDOVER HANDLING PHASE

g y g- Inisiasi handoff jika diperlukan

- Penentuan point of attachment (PoA) yang baru9/18/201330

- Inisiasi kemungkinan prosedur re-routing

Perbedaan konsepsi HO sistem

C. Handoff

Perbedaan konsepsi HO sistem seluler generasi pertama dan kedua ...

G i I Si t A l

Generasi II : Sistem Digital TDMA

- Keputusan HO dibantu MS ( MAHO -M bil A i t d H d ff )Generasi I : Sistem Analog

- Pengukuran kuat sinyal dilakukan oleh BS dan disupervisi oleh MSC

Mobile Assisted Handoff )- Tiap MS mengukur sinyal yang

diterima dari BS yang mengelilinginya dan melaporkan ke BS-nyaSC

- 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 K t t d i d kt- Locator receiver mengukur kuat

sinyal MS pada sel tetangga- MSC menentukan terjadi HO atau

tidak

- Keputusan atas dasar periode waktu atau derajat level tertentu (margin HO)

- MSC menentukan terjadi HO atau tidak

9/18/201331

C. Handoff

- Sering disebabkan - Kasus paling umum

- 2 kasus : (1) inter-cell / intra-- Dikontrol oleh

kedua MSCinterferensi narrowband

2 kasus : (1) inter cell / intraBSC, (2) inter-BSC / intra-MSC

- BSC melakukan operasi HO, assign kanal di sel baru dan melepas kanal lama di sel

kedua MSC

9/18/201332

melepas kanal lama di sel sebelumnya

Mekanisme handover ...

C. Handoff

Mekanisme handover ...

9/18/201333

C. Handoff

9/18/201334

C. Handoff

9/18/201335