Perencanaan 3G WCDMA

Perencanaan Jaringan SelulerGenerasi ke-3 (3G) WCDMA

Apa itu 3G?

• 3G adalah istilah yang digunakan untukteknologi telepon bergerak generasi ke-3,teknologi ini merupakan pengembangan darigenerasi ke-2 (2G).

• 3G merepresentasikan evolusi untuk kapasitas,kecepatan data dan kemampuan layanan baru.

• Layanan yang terkait dengan 3G adalah layananperpindahan data baik berupa voice datamaupun non-voice data.

• 3G adalah istilah yang digunakan untukteknologi telepon bergerak generasi ke-3,teknologi ini merupakan pengembangan darigenerasi ke-2 (2G).

• 3G merepresentasikan evolusi untuk kapasitas,kecepatan data dan kemampuan layanan baru.

• Layanan yang terkait dengan 3G adalah layananperpindahan data baik berupa voice datamaupun non-voice data.

Sejarah singkat 3G

• 3G adalah hasil dari spesifikasi yangdiinginkan oleh IMT-2000 (InternationalMobile Telecommunication – 2000) ITU(International Telecommunication Union).

• 3G diharapkan merupakan satu teknologistandar yang digunakan oleh seluruhdunia, akan tetapi pada kenyataannya 3Gterbagi menjadi 3 kubu.

• 3G adalah hasil dari spesifikasi yangdiinginkan oleh IMT-2000 (InternationalMobile Telecommunication – 2000) ITU(International Telecommunication Union).

• 3G diharapkan merupakan satu teknologistandar yang digunakan oleh seluruhdunia, akan tetapi pada kenyataannya 3Gterbagi menjadi 3 kubu.

Contoh teknologi 3G

Teknologi 3G yang ada saat ini:• UMTS (W-CDMA)

UMTS (Universal Mobile TelecommunicationsSystem) dikembangkan oleh Eropa dan Jepang.

• CDMA2000Digunakan dan dikembangkan oleh Amerika.

• TD-SCDMASedang dalam pengembangan oleh RRC.

Teknologi 3G yang ada saat ini:• UMTS (W-CDMA)

UMTS (Universal Mobile TelecommunicationsSystem) dikembangkan oleh Eropa dan Jepang.

• CDMA2000Digunakan dan dikembangkan oleh Amerika.

• TD-SCDMASedang dalam pengembangan oleh RRC.

Mengapa 3G?

• Sistem 3G dibutuhkan untuk memberikanlayanan bit rate tinggi yangmemungkinkan gambar dan video dengankualitas tinggi dikirim dan diterima melaluiwireless network.

• 3G juga diharapkan untuk memberikanakses ke internet dengan bit rate yangtinggi pula.

• Sistem 3G dibutuhkan untuk memberikanlayanan bit rate tinggi yangmemungkinkan gambar dan video dengankualitas tinggi dikirim dan diterima melaluiwireless network.

• 3G juga diharapkan untuk memberikanakses ke internet dengan bit rate yangtinggi pula.

Karakteristik 3G

• Layanan suara dan data dengan bit ratetinggi, termasuk layanan multimedia.

• Packet-switch.• Campuran dari berbagai layanan• Enhanced Multiple Access Techniques.• Pola modulasi dengan efisiensi yang tinggi.• Bisa berdampingan dengan 2G.

• Layanan suara dan data dengan bit ratetinggi, termasuk layanan multimedia.

• Packet-switch.• Campuran dari berbagai layanan• Enhanced Multiple Access Techniques.• Pola modulasi dengan efisiensi yang tinggi.• Bisa berdampingan dengan 2G.

Kendala-kendala dalampengaplikasian 3G

• Mendefinisikan teknologi yang akandipakai

• Daerah yang akan diimplentasikan• Hambatan pada implementasi global• Siapa yang akan diuntungkan• Keuntungan apa yang akan diperoleh

• Mendefinisikan teknologi yang akandipakai

• Daerah yang akan diimplentasikan• Hambatan pada implementasi global• Siapa yang akan diuntungkan• Keuntungan apa yang akan diperoleh

Evolusi 3G

Perencanaan Jaringan(Network Planning)

Perancangan Jaringan (Network Planning)adalah suatu langkah-langkah yangdigunakan untuk menghasilkan suatujaringan yang optimal dengan tetapmemenuhi kapasitas dan cakupan yangdiinginkan oleh penyedia layanantelekomunikasi.

Perancangan Jaringan (Network Planning)adalah suatu langkah-langkah yangdigunakan untuk menghasilkan suatujaringan yang optimal dengan tetapmemenuhi kapasitas dan cakupan yangdiinginkan oleh penyedia layanantelekomunikasi.

Multidimensi Masalah dalamPerencanaan Jaringan

• Coverage• Capacity• Quality of Service (QoS)• Cost

• Coverage• Capacity• Quality of Service (QoS)• Cost

Mengapa PerencanaanJaringan diperlukan?

Selain untuk memenuhi cakupanpermintaan kebutuhan layanan seluler,perancangan jaringan juga diharapkandapat memberikan pengembangan untuklayanan seluler di masa yang akandatang.

Selain untuk memenuhi cakupanpermintaan kebutuhan layanan seluler,perancangan jaringan juga diharapkandapat memberikan pengembangan untuklayanan seluler di masa yang akandatang.

Cakupan Layanan Seluler

Parameter WCDMA

Parameter spesifik WCDMA padaLink Budget:

1. Interference Margin2. Fast Fading Margin3. Soft Handover Gain

Interference Margin

• Nilainya tergantung dari besarnya prosesloading pada cell.

• Nilai yang lebih besar adalah nilai interferencemargin pada uplink, nilai yang lebih rendahadalah daerah cakupan.

• Pada umumnya nilai tersebut berkisar antara1.0-3.0 dB pada daerah dengan kasus cakupanterbatas, yang berkisar proses loading sebesar20-50%.

• Nilainya tergantung dari besarnya prosesloading pada cell.

• Nilai yang lebih besar adalah nilai interferencemargin pada uplink, nilai yang lebih rendahadalah daerah cakupan.

• Pada umumnya nilai tersebut berkisar antara1.0-3.0 dB pada daerah dengan kasus cakupanterbatas, yang berkisar proses loading sebesar20-50%.

Fast Fading Margin

Besarnya fast fading margin sebesar 2.0-5.0 dB harus disertakan di dalamperencanaan link budget.

Besarnya fast fading margin sebesar 2.0-5.0 dB harus disertakan di dalamperencanaan link budget.

Soft Handover Gain

• Pada kondisi sambungan tidak salingberhubungan antara MS ke Node B,handover memberikan gain yang besarnyaberlawanan dengan slow fading.

• Soft handover juga memberikan tambahanmacro diversity gain terhadap fast fading.Jumlah total handover gain dapatdiasumsikan dalam range 2.0-3.0 dB.

• Pada kondisi sambungan tidak salingberhubungan antara MS ke Node B,handover memberikan gain yang besarnyaberlawanan dengan slow fading.

• Soft handover juga memberikan tambahanmacro diversity gain terhadap fast fading.Jumlah total handover gain dapatdiasumsikan dalam range 2.0-3.0 dB.

Perencanaan Jaringan(Network Planning)

1. Pendimensian jaringan2. Perencanaan kapasitas dan cakupan3. Pengoptimalan jaringan

Terdapat 3 tahap dalam perencanaan jaringan:

1. Pendimensian jaringan2. Perencanaan kapasitas dan cakupan3. Pengoptimalan jaringan

Tahap 1: Pendimensian Jaringan

Terdiri dari:• Radio Link Budget• Penentuan cakupan• Perkiraan kapasitas• Capacity upgrade paths• Kapasitas per km2

• Soft capacity• Network sharing

Terdiri dari:• Radio Link Budget• Penentuan cakupan• Perkiraan kapasitas• Capacity upgrade paths• Kapasitas per km2

• Soft capacity• Network sharing

Perkiraan ini berdasarkan kebutuhanpenyedia layanan seluler akan cakupan,kapasitas dan Quality of Service (QoS)

Tahap 1:Pendimensian Jaringan (contd)

Perkiraan ini berdasarkan kebutuhanpenyedia layanan seluler akan cakupan,kapasitas dan Quality of Service (QoS)

Pendekatan Link Budget

Contoh Uplink Link BudgetUplink Link Budget untuk layanan suara AMR 12.2 kbps

120 km/h, pengguna di dalam kendaraan bergerak,channel tipe A vehicular, soft handoverPada Mobile Phone (pengirim sinyal)

A Daya pengiriman mobile phone (125 mW) 21 dBmA Daya pengiriman mobile phone (125 mW) 21 dBmB Mobile antenna gain 0 dBiC Body loss 3 dB

DEquivalent Isotropic Radiated Power(EIRP)[D = A + B – C]

18 dBm

Contoh Uplink Link BudgetPada Node B (penerima sinyal)

E Thermal noise density -174 dBm/Hz

F Node B receive noise figure 5 dB

GReceiver noise density[G = E + F]

-169 dBm/HzGReceiver noise density[G = E + F]

-169 dBm/Hz

HReceiver noise power[H = G + 10 x log (3840000)]

-103.2 dBm

I Interference margin 3 dB

JTotal effective noise + interference[J = H + I]

-100.2 dBm

Contoh Uplink Link Budget

KProcessing gain[K = 10 x log (3840/12.2)]

25 dB

L Required Eb/No 5 dB

MReceiver sensitivity[M = L – K + J]

-120.2 dBMReceiver sensitivity[M = L – K + J]

-120.2 dB

N Node B antenna gain 18.0 dBi

O Cable loss in the Node B 2.0 dB

P Fast fading margin 0.0 dB

QMaximum path loss[Q = D – M + N – O – P]

154.2 dB

Contoh Uplink Link Budget

R Log normal fading margin 7.3 dB

S Soft handover gain, multicell 3.0 dB

T In-car loss 8.0 dB

UAllowed propagation loss for cell range[U = Q – R + S – T]

141.9 dBUAllowed propagation loss for cell range[U = Q – R + S – T]

141.9 dB

Nilai propagation loss yang didapat akandigunakan untuk menentukan besarnyacakupan cell range dari site area.

Perhitungan Cell Range

Propagation Model

Propagation model menjelaskan perambatanrata-rata sinyal pada daerah tersebut. Modeltersebut juga akan memungkinkan untukmengkonversikan besarnya rugi-rugiperambatan maksimum yang diperbolehkan(dalam satuan dB pada baris u di tabel)menjadi besarnya cell range maksimum(dalam satuan kilometer)

Propagation model menjelaskan perambatanrata-rata sinyal pada daerah tersebut. Modeltersebut juga akan memungkinkan untukmengkonversikan besarnya rugi-rugiperambatan maksimum yang diperbolehkan(dalam satuan dB pada baris u di tabel)menjadi besarnya cell range maksimum(dalam satuan kilometer)

Contoh Propagation Model

Propagation model yang digunakan adalahOkumura-Hata Model. Okumura-Hatapropagation model pada daerah perkotaanmacro-cell dengan ketinggian Node B antena 30m, ketinggian antena mobile phone 1,5 m danbesarnya frekuensi carrier 1950 MHz adalah:

L = 137.4 + 35.2 log (R)L = path loss (dalam satuan dB)R = cell range (dalam satuan km)

Propagation model yang digunakan adalahOkumura-Hata Model. Okumura-Hatapropagation model pada daerah perkotaanmacro-cell dengan ketinggian Node B antena 30m, ketinggian antena mobile phone 1,5 m danbesarnya frekuensi carrier 1950 MHz adalah:

L = 137.4 + 35.2 log (R)L = path loss (dalam satuan dB)R = cell range (dalam satuan km)

Contoh Propagation Model

Untuk daerah pinggiran kota diasumsikan adanyafaktor perbaikan area tambahan yang besarnya 8dB. Sehingga persamaan Okumura-Hatapropagation modelnya menjadi:

L = 129.4 + 35.2 log (R)Untuk cell berbentuk hexagonal yang dilingkupi olehantena omnidirectional, besarnya daerah cakupandapat diasumsikan sebesar 2.6R2

Untuk daerah pinggiran kota diasumsikan adanyafaktor perbaikan area tambahan yang besarnya 8dB. Sehingga persamaan Okumura-Hatapropagation modelnya menjadi:

L = 129.4 + 35.2 log (R)Untuk cell berbentuk hexagonal yang dilingkupi olehantena omnidirectional, besarnya daerah cakupandapat diasumsikan sebesar 2.6R2

Perkiraan Kapasitas

Bagian ke-2 dalam pendimensian adalahmemperkirakan kapasitas per cell (trafik yangdilayani per Node B). Kapasitas per cellditentukan oleh besarnya gangguan per cell.Trafik data yang ditentukan di sini adalahuplink load factor. dan downlink load factor.Dari nilai tersebut akan diperoleh load factor.

Bagian ke-2 dalam pendimensian adalahmemperkirakan kapasitas per cell (trafik yangdilayani per Node B). Kapasitas per cellditentukan oleh besarnya gangguan per cell.Trafik data yang ditentukan di sini adalahuplink load factor. dan downlink load factor.Dari nilai tersebut akan diperoleh load factor.

Perkiraan Kapasitas (contd)

Dengan mendapatkan nilai path lossmaksimum maka akan dapat ditentukanapakah perlu adanya pengaturan softhandover pada proses pendimensian.Untuk mendapatkan besarnya path lossmaksimum maka perlu dihitung besarnyathroughput, load factor dan path loss rata-rata.

Dengan mendapatkan nilai path lossmaksimum maka akan dapat ditentukanapakah perlu adanya pengaturan softhandover pada proses pendimensian.Untuk mendapatkan besarnya path lossmaksimum maka perlu dihitung besarnyathroughput, load factor dan path loss rata-rata.

Throughput per Cell

Throughput = N x R x (1 – BLER)

N = jumlah user per cellR = bit rateBLER = block error rate

Throughput = N x R x (1 – BLER)

N = jumlah user per cellR = bit rateBLER = block error rate

Capacity Upgrade Paths

Peningkatan kapasitas (upgrade) ini tidakmembutuhkan perubahan pada konfigurasiantena, hanya upgrade pada node Bcabinet.Kapasitas juga dapat ditingkatkan denganmenambah jumlah sektor antena.

Peningkatan kapasitas (upgrade) ini tidakmembutuhkan perubahan pada konfigurasiantena, hanya upgrade pada node Bcabinet.Kapasitas juga dapat ditingkatkan denganmenambah jumlah sektor antena.

Kapasitas per km2

Pada tahap ini akan dievaluasi kapasitasmaksimal per km2 yang dapat diberikandengan menggunakan macro dan microsite

Pada tahap ini akan dievaluasi kapasitasmaksimal per km2 yang dapat diberikandengan menggunakan macro dan microsite

Soft Capacity

Soft capacity sangat penting untuk bitrate tinggi pada pengguna yangmembutuhkan data real-time.Nilai soft capacity tergantung pula darilingkungan perambatannya dan dariperencanaan jaringan yangmempengaruhi nilai i.

Soft capacity sangat penting untuk bitrate tinggi pada pengguna yangmembutuhkan data real-time.Nilai soft capacity tergantung pula darilingkungan perambatannya dan dariperencanaan jaringan yangmempengaruhi nilai i.

Soft Capacity (contd)

Prosedur untuk memperkirakan soft capacity dapatdisimpulkan sebagai berikut:• Hitung jumlah kanal per cell (N)• Kalikan jumlah kanal tersebut dengan 1 + i untuk

mendapatkan kelompok kanal total pada kasussoft blocking.

• Hitung trafik maksimum yang ditawarkan.• Bagilah kapasitas Erlang dengan 1 + i.

Prosedur untuk memperkirakan soft capacity dapatdisimpulkan sebagai berikut:• Hitung jumlah kanal per cell (N)• Kalikan jumlah kanal tersebut dengan 1 + i untuk

mendapatkan kelompok kanal total pada kasussoft blocking.

• Hitung trafik maksimum yang ditawarkan.• Bagilah kapasitas Erlang dengan 1 + i.

Network SharingTerjadi bila terdapat dua operator selularyang memiliki core network masing-masing akan tetapi saling berbagi RadioAccess Network (RAN).Dengan solusi ini dimungkinkanpenghematan untuk pengeluarankepemilikan site, pembangunan menara,transmisi data , biaya peralatan RAN danbiaya operasi sehari-hari.

Terjadi bila terdapat dua operator selularyang memiliki core network masing-masing akan tetapi saling berbagi RadioAccess Network (RAN).Dengan solusi ini dimungkinkanpenghematan untuk pengeluarankepemilikan site, pembangunan menara,transmisi data , biaya peralatan RAN danbiaya operasi sehari-hari.

Tahap 2:Perencanaan Kapasitas dan Cakupan

Pada tahap ini data propagation asli yangdiperoleh dari perencanaan area,perkiraan peningkatan pengguna dantrafik digunakan.Hasil dari tahap ini adalah letak posisiNode B, konfigurasi dan parameterjaringan.

Pada tahap ini data propagation asli yangdiperoleh dari perencanaan area,perkiraan peningkatan pengguna dantrafik digunakan.Hasil dari tahap ini adalah letak posisiNode B, konfigurasi dan parameterjaringan.

Perencanaan Kapasitas dan Cakupan

• Memprediksi secara iterasi kapasitas dancakupan yang diinginkan.

• Planning tool• Studi kasus

• Memprediksi secara iterasi kapasitas dancakupan yang diinginkan.

• Planning tool• Studi kasus

Iterasi Kapasitas dan Cakupan

Hal ini dilakukan karena pada W-CDMAsemua user saling berbagi sumber sinyalsehingga tidak bisa dianalisis secaraterpisah. Oleh karena itu, semua prosesperkiraan harus dilakukan secara iterasisampai daya transmisi stabil.

Hal ini dilakukan karena pada W-CDMAsemua user saling berbagi sumber sinyalsehingga tidak bisa dianalisis secaraterpisah. Oleh karena itu, semua prosesperkiraan harus dilakukan secara iterasisampai daya transmisi stabil.

Flowchart Iterasi Kapasitas dan Cakupan

Planning Tool

Alat ini dapat membantu perencanaanuntuk pengoptimasian konfigurasi padanode B, pemilihan antena yang digunakan,arah antena, bahkan sampai kepadaposisi site.

Alat ini dapat membantu perencanaanuntuk pengoptimasian konfigurasi padanode B, pemilihan antena yang digunakan,arah antena, bahkan sampai kepadaposisi site.

Planning Tool

Contoh Simulator Statis

Contoh Planning Tool: OPnet

Studi Kasus

Membandingkan antara asumsi yang telahdilakukan dengan kenyataan yang terjadidilapangan. Kadang penyesuaiandiperlukan untuk tetap memenuhikapasitas dan cakupan.

Membandingkan antara asumsi yang telahdilakukan dengan kenyataan yang terjadidilapangan. Kadang penyesuaiandiperlukan untuk tetap memenuhikapasitas dan cakupan.

Tahap 3:Pengoptimasian

Pengoptimasian perencanaan jaringan akanmengurangi jumlah site yang diperlukan untuktetap memberikan target cakupan dan QoS yangdiinginkan.Dengan menggunakan perangkat optimizer akandapat diberikan data otomatis mengenaikemiringan, arah dan pensektoran untukmemperoleh target cakupan dan QoS yangdiinginkan.

Pengoptimasian perencanaan jaringan akanmengurangi jumlah site yang diperlukan untuktetap memberikan target cakupan dan QoS yangdiinginkan.Dengan menggunakan perangkat optimizer akandapat diberikan data otomatis mengenaikemiringan, arah dan pensektoran untukmemperoleh target cakupan dan QoS yangdiinginkan.

Tahap Optimasi

Kesimpulan1. Dengan adanya perencanaan jaringan akan

diperoleh penghematan dalam biaya dan tata letakstrategis untuk lokasi Node B untuk memperolehdaerah cakupan dan Quality of Service (QoS)yang diinginkan oleh penyedia layanan seluler.

2. Dengan adanya perencanaan jaringan ini makamigrasi teknologi dari 2G ke 3G akan lebih mudahdilakukan karena site-site yang telah ada dapat diupgrade (tanpa perlu mengganti site yang telahada)

1. Dengan adanya perencanaan jaringan akandiperoleh penghematan dalam biaya dan tata letakstrategis untuk lokasi Node B untuk memperolehdaerah cakupan dan Quality of Service (QoS)yang diinginkan oleh penyedia layanan seluler.

2. Dengan adanya perencanaan jaringan ini makamigrasi teknologi dari 2G ke 3G akan lebih mudahdilakukan karena site-site yang telah ada dapat diupgrade (tanpa perlu mengganti site yang telahada)

3G haruslah menjadipelengkap 2G, bukan

pengganti ataupun menjadilayanan utama yang berdiri

sendiri.

3G haruslah menjadipelengkap 2G, bukan

pengganti ataupun menjadilayanan utama yang berdiri

sendiri.