PT3163-HANDOUT-SISKOMBER Objective Setelah mengikuti dan mempelajari modul ini siswa diharapkan memahami ; faktor-faktor yang dapat menentukan kapasitas jaringan CDMA, mekanisme pengaturan daya up-link dan mekanisme pengalihan layanan antar sektor/cell (handoff).
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Objective
Setelah mengikuti dan mempelajari modul ini siswa diharapkan memahami ;faktor-faktor yang dapat menentukan kapasitas jaringan CDMA,mekanisme pengaturan daya up-link dan mekanisme pengalihan layanan antar sektor/cell (handoff).
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Prinsip CDMA adalah sejumlah user menggunakan resource band RF yang sama, namun setiap user dibedakan dengan menggunakan kode-kode orthogonal. Standar IS-95, laju data pada akhir spreading adalah 1,2288Mcps dan ini membutuhkan bandwidth lebih kurang 1,25 MHz. Kinerja sistem CDMA dibatasi oleh interferensi, artinya kapasitas dan kualitas dibatasi oleh daya interferensi yang terjadi pada band RF yang dipakai. Kapasitas didifinisikan sebagai jumlah user secara simultan yang dapat didukung oleh sistem. Kualitas adalah BER yang dipersyaratkan dalam melayani user
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Dalam komunikasi digital untuk menunjukkan kualitas seringdigunakan istilah Eb/N0, Eb menyatakan energi bit, N0 menyatakan kerapatan daya noise.
User 1
User 4
User 3
User M
User 2
M = W/R
Eb/N0
Cell tunggal
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
INTERFERENCE FACTOR
A
B
C
a1
a2
a3 a4
a5
a6a7
b1
b2
c1c2
Cell A mendapat beban interferensi dari cell B & C
Cell jamak
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
b1
b2
c1
c2
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
interferer
frekuensi
power
M = W/R
Eb/N0 (1+ )
= interference factor ±0,55
interference factor menyebabkankapasitas menurun
Dengan interference factor rumusmenjadi
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
EFFEK SEKTORISASI
Efek interference dapat direduksidengan cara mengganti antenaomni dengan antena sektor,sehingga user di luar patternakan ditolak. Sekarang rumusmenjadi :
M = W/R
Eb/N0 (1+ )
= gain sektor 2,5 untuk1200 dan 5 untuk 600
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
EFFEK VOICE ACTIVITY
Seperti kita ketahui CDMA IS-95 menggunakan vocoder denganoutput variable, artinya aktivitas voice bukan 100% tetapi 40-50%.Dengan demikian pada saat tidak aktif daya yang dipancarkan sangat kecil, hal ini dapat mengurangi interferensi dan kapasitasdapat meningkat, rumus menjadi
M = W/R
Eb/N0 (1+ ) v V = activity factor
EFFEK POWER CONTROL
Dalam praktek pengontrolan daya untuk arah up-link biasanyatidak bisa sempurna 100 %, faktor akurasi power control berkisar 85 %, sehingga rumus menjadi
M = W/R
Eb/N0 (1+ ) v .
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
EFFEK LOADING FACTOR
M = W/R
Eb/N0 (1+ ) v ..
-146
-144
-142
-140
-138
-136
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Tra
nsm
issi
on lo
ss (
dB)
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Kapasitas proporsional dengan processing gain. Untuk mendapat acceptable BER diperlukan nilai Eb/N0 tertentu, dan kapasitas berbanding terbalik denga Eb/N0. Kapasitas dapat ditingkatkan jika interf. factor dari cell tetangga dapat dikurangi Sektorisasi adalah solusi mereduksi interference Disamping itu kesempurnaan power kontrol sangat berpengaruh terhadap kapasitas Loading factor 100 % hanya bersifat teoritis dan tidak pernah dicapai.
KESIMPULAN
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Pt Pt
Pr1
Pr1
Menjadi sangat fital karena sharing resource yang sama, setiapuser berprilaku sebagai random noise terhadap yang lain.
user 2user 1
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
User 2
User 1 S/N = 1/10
S/N = 10
frekuensi
power Distribusi power di penerima
Kualitas voice user 2 >> user 1, fenomena ini disebut problemnear-far. Dari dua user tadi kalau ditambahkan user ketiga akan menurunkan kualitas baik user 3 maupun dua user yangsudah ada.
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Mengatasi problem near-far sehingga Pr(i) di BTS (up-link)akan sama. Jika syarat S/N tiap user = 1/10, maka kapasitas akan menjadi 11 user (meningkat signifikan).
Pt Pt
Pr1Pr2
user 1user 2
user 3user M
Pr3 PrM
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
frekuensi
power
User 1, S/N = 1/10
User 2, S/N = 1/10
User 4, S/N = 1/10
User 3, S/N = 1/10
User 5, S/N = 1/10
User 6, S/N = 1/10
User 8, S/N = 1/10
User 7, S/N = 1/10
User 9, S/N = 1/10
User 10, S/N = 1/10
User 11, S/N = 1/10
Dengan power kontrol kapasitas dimaksimalkan
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
MS mengirim Pt maksimum ; pasti akan bisa diterima oleh BTS, namun interferensi akan meningkat MS mengirim Pt minimum ; ada kemungkinan tidak diterima oleh BTS tetapi interferensi sangat kecil IS-95 memberi solusi dengan :
Open loop mekanisme initial transmit power tanpa bantuan BTS close loop mekanisme pengendalian transmit power dengan bantuan BTS
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Untuk mengatasi log-normal shadowing Dengan access probe Pt MS diestimasi dengan Pr MS
Pt Pr
1
n
Access probe
Pt(1) = -Pr - 73 +NOM_PWR +INIT_PWR IS-95
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
PATH LOSS
RAYLEIGH FADING (fading cepat)
LOGNORMAL FADING (fading lambat)
Distance (km)
Sig
na
l Le
vel (
dB
m)
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Koreksiaccess probe
pertama
Koreksiaccess probe
kedua
Waktu
MStrans. power
initial
random random
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Untuk mengatasi fluktuasi receive power karena Rayleigh fading (fading cepat). BTS memeriksa kualitas up-link secara kontinyu. Jika kualitas jelek, BTS akan mengirim command(PCB)via down-link untuk menaikan Pt MS. Jika kualitas terlalu bagus akan dilakukan hal sebaliknya. Eb/N0 digunakan sebagai indikator kualitas link. PCB = +1dB jika Pt MS harus dinaikan dan -1dB jika sebaliknya Karena digunakan untuk mengatasi fading cepat, maka proses pengendalian harus berlangsung cepat sehingga PCB disisipkan pada kanal traffik arah down-link
PCB = 0 MS harus naik 1 dBPCB = 1 MS harus turun 1 dB
CONTROL POSITION
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
UL
DL
PCG0 PCG1 PCG2 PCG3 PCG4 PCG5 PCG6 PCG7 PCG8
PCG0 PCG1 PCG2 PCG3 PCG4 PCG5 PCG6 PCG7 PCG8 PCG9
Eb/N0 diukur di BTS
Selama menerima PCG8BTS memutuskan kirim 1 atau 0
BTS MENGIRIMPCB
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
RX
DEM ESTIMASI
FER Th. Eb/N0
DECISIONEST >Th PCB = 1
EST < Th PCB = 0
ESTIMASIEb/N0
FTC TRANSMITTER
PCB
BASE STATION
DARI MS
KE MS
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
TRANSMITTER RTC
DECISION PCB = 0 , +1dBPCB = 1, -1dB
(-1)
RX DEM
ESTIMASIRX TOTAL
Pr -Pr
K= -73 (dB)
NOM_PWR (dB)
INIT_PWR (dB)
Pt yang harus dipakaiselama 1,25 ms
TCH
+1 dB atau -1 dB
MOBILE STATION
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
HAND-OFFHAND-OFF
Handoff adalah merupakan fasilitas di dalam sistem cellular untuk menjamin adanya kontinyuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu cell ke cell yang lain. Handover diperlukan pada saat :
Kualitas signal yang diterima MS < threshold Kualitas dikonversi dengan Ec/I0
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
BSC BSC
CCAA11 CCAA22 CCAA33 CCBB11 CCBB22 CCBB33
HOHO
HOHOHO
MSC
Ilustrasi kontinyuitas layanan
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Soft handoff : Selama proses handoff MS terhubung ke dua atau tiga BTS
BSC
Menggunakan Rake receiver
Down-link
BTS BTS MS
Daerah soft handoff MSC
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Lanjutan soft-handoff
Up-link
BSC
BTS BTS
Daerah soft handoff
MSC
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
BSC
Sektor A
Sektor B
Sektor C
Softer handoff : pengalihan layanan dari satu sektor ke sektor lain dalam satu cell. Arah down-link sama dengan soft handoff sedang arah up-link proses seleksi terjadi di BTS.
BTS
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Hard handoff
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
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Basis handoff
Didasari atas hasil diteksi PILOT_PN oleh MS yaitu Ec/I0 Setiap Cell atau sektor mempunyai PILOT_PN yang berbeda Ingat short PN code ada 512 nomor Pilot tersebut akan dideteksi nilai Ec/I0
Pilot ch (all 0)
Paging ch
Synch ch
Traffic ch
Traffic ch
MODQPSK
I PILOT_PN
Q PILOT_PN
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
19
5
28
20
27
13
36
21
7
30
22
14
6
a
a
a
a
a
a
a
a
aa
a
a
Contoh pengaturan PILOT_PN
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Status maintenance set
Active set : berisi pilot-pilot dari beberapa cell atau sector yang secara aktif berkomunikasi dengan MS pada kanal trafik . Jika active set hanya berisi 1 pilot saja maka MS bukan pada kondisi soft handoff.
Candidate set : berisi pilot-pilot dengan Ec/I0 yang memadai sebagai calon untuk melakukan handoff, artinya pilot yang mempunyai Ec/I0 > pilot detection threshold T_ADD akan dimasukan sebagai candidate. Satu pilot akan dipindahkan ke posisi neighbor set jika kuat sinyalnya jatuh dibawah pilot drop threshold T_DROP untuk durasi lebih besar dari T_TDROP Neighbor set : berisi pilot-pilot tetangga dari cell yang sedang
aktif melayani MS tetapi di luar active & candidate set
Remaining set : pilot-pilot di luar yang disebut di atas.
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Proses handoff
T_ADD
T_DROP
Ec/I0
Active set 1 pilot A
Active set2 pilot A & B
Active set 1 pilot B
Jarak (1)
Start T_TDROP
(2) (3) (4) (5) (6)(7)
Cell-A Cell-BMS
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Langkah-langkah
(1) MS hanya dilayani oleh cell A dan active set hanya terdiri dari pilot A. MS mengukur pilot B (Ec/Io), diperoleh kecen drungan > T_ADD. MS mengirim pesan hasil ukur pilot B dan memindahkan status pilot B dari neighbor ke candidate set.
(2) MS menerima pesan dari cell A berisi PN offset cell B dan alokasi Walsh code untuk TCH dan MS start komunikasi menggunakan TCH tsb.
(3) MS memindahkan status pilot B dari candidate set ke active set, MS mengirim pesan handoff complited. Sekarang ada 2 pilot yang aktif.
(4) MS menditeksi pilot A jatuh < T_DROP, MS start mengaktif kan timer.
(6) MS menerima handoff direction message , pesan ini berisi hanya PN offset cell B ( tanpa PN offset cell A ).
(7) MS memindahkan status pilot A dari active set ke neighbor set
lanjutan
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
LCIN
CCP TSB
LCIN
CCP TSB
BTS BTS
GCIN
SOURCE BSC TARGET BSC
Inter-BSC soft handoff
1 GCIN tersambung kebeberapa LCIN
MS
MSC
PT3163-HANDOUT-SISKOMBER
Power control berfungsi untuk menjaga agar kapasitas cell menjadi maksimal. Initial transmit power dari MS ditentukan recive power di MS, konstatan K, NOM_PWR dan INIT_PWR, dua terakhir diten tukan oleh operator Ada dua macam power control ; open loop untuk mengatasi fading lambat, close loop digunakan untuk mengatasi fading cepat. PCB diintegrasikan di kanal traffik dengan l;aju 800bps. Handoff menjamin kotinyuitas komunikasi. Macam-macam handoff : soft, softer dan hard handoff Handoff dilakukan atas dasar kualitas Ec/Io pilot PN. Status maintenance set : active, candidate, neighbor dan remaining set