Konsep Dasar Sistem Cellular

LOGO

Konsep Dasar Sistem Cellular

Sigit Yatmono

DEFINISI.

Sistem komunikasi yang memberikan layanan jasa telekomunikasi bagi pelanggan bergerak dimana daerah layanannya dibagi-bagi menjadi daerah yang kecil-kecil yang disebut CELL / sel..

.SIFAT : Pelanggan mampu bergerak secara bebas

di dalam area layanan sambil berkomunikasi tanpa terjadi pemutusan hubungan.

CELL.DEFINISI :Area Cakupan (coverage area) dari Radio Base StationUkuran :Makrocell (>5km), Microcell (3-<5km),Picocell (<1km)

SEL IDEAL SEL REAL SEL MODEL

• Konsep bentuk sel dalam perencanaan :

Konsep Sel

Cluster - 1

41 2

36 7

5

41 2

36 7

5

41 2

36 7

5

Cluster - 2

Cluster - 3

aa a

aa a

aa

a aa

a aa

aa a

aa a

a

GSM CDMA

Disain frekuensi sederhana

Sistem Komunikasi Bergerak Seluler.

Yang mendasari perkembanganKeterbatasan spektrum frekuensi

Efisiensi penggunaan spektrum frekuensi

Parameter DasarFrequency ReuseKonsep Hand Off

Frequency Reuse.Definisi

Penggunaab kembali frekuensi yang sama pada area yang berbeda di luar jangkauan batas bebas

interferensinya

Reuse frekuensiF3F3F1

F2JARAK BEBAS INTERFERENSI

1

2

3

1

2

3

1

2

3Reuse frekuensi

Parameter – Parameter Dasar.

C/I (Carrier to Interference Ratio) Adalah ukuran kualitas komunikasi Besarnya tergantung dari teknik akses jamak

yang dipakai (FDMA, TDMA, dan CDMA) AMPS (FDMA) C/I > 18 dB GSM (TDMA C/I > 12 dB CDMA parameter kualitas yang ditinjau

adalah Eb/Io, karena C/I kecil sekali

Ukuran Kluster ( K ) Kluster adalah kumpulan sel yang memiliki kelompok

frekuensi operasi yang berbeda Kelompok frekuensi itu, nantinya diulang lagi pada

kluster yang lain Ukuran kluster tergantung dari (C/I) syarat sistem

Kluster.

K = 7

1 kluster

Rumus-Rumus.41

RD

NIC

KRD 3 N

KIC 29

D

R

AMPS, C/I = 18 dB

GSM, C/I = 12 dB

748,69

6.639

63

NK

426,39

6.169

16

NK

N = Jumlah sel penginterferensi

KAIDAH PENENTUAN NOMOR SEL.

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

i=1

j=2j

z60

0

sel referensi

i

120 0

Frequnecy Reuse.

12

3

1

2

3

reuse

12

3

freq. reuse pattern / clusterK = 3

12

3

freq. reuse patternK = 4

4

12

3

4

2

3

4

1reuse

reuse

reuse

Cell Splitting.

before cell splitting after cell splitting

• To increase the capacity, the operator performs cell splittings

1

0

2

1

0

0

1

PP

RR

CC

Latar Belakang Frequency Re-Use.1. Keterbatasan alokasi frekuensi2. Keterbatasan area cakupan cell (coverage

area).3. Menaikkan jumlah kanal.4. Membentuk cluster yang berisi beberapa cell.5. Co-channel interference.

Definisi HandOver. HandOver adalah proses perpindahan kanal trafik user pada saat user

aktif tanpa terjadi pemutusan hubungan dan campur tangan pengguna. Penyebab HandOver sel :

- RF kriteria (RF Level dan Kualitas Hubungan). - Network kriteria (masalah trafik load,O&M). Jenis HandOver : I. Internal HandOver (Dikendalikan oleh BSC)

1. Intra-cell HandOver: pemindahan hubungan ke kanal yang berbeda pada satu BTS yang sama.

2. Inter-cell HandOver: pemindahan hubungan antar BTS yang berbeda dalam satu BSC.

II. External HandOver (Dikendalikan oleh MSC)3. MSC intra HandOver: pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam

satu MSC.4. MSC inter HandOver : perpindahan hubungan yang terjadi pada 2 MSC yg

berbeda.

pergerakan MS

HO

F1

HO

F2Sel #1 Sel #2 Sel #3

F3

F1 ke F2 F2 ke F3

HandOver.

Normalized Distance from Base A0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Rec

eive

d Po

wer

dB

m

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-70

-60

base A base B

from base C

received powerfrom base A

received powerfrom base B

received powerfrom base C

• Handoff or Handover isa process of transferring a mobile station from one channel or base station to another one.• Margin: = Pr,HO - Pr,min- Too big Margin --> HO traffic burden- Too small Margin -->higher Drop Call• MAHO (Mobile Assisted

Hand Over) in GSM• Soft HO in IS-95

HandOver Pada FDMA/TDMA.

BS1 BS2

A B

RSL

Level at B

Level dimana terjadi HO

time

CDMA : Soft HandOver.

• The same signal is sent from BS1 and BS2 within one RNC, Except Power Control Command

RNC

BS 1

BS 2

20

Perkembangan Sistem Komunikasi Seluler

FDMA

21

Jalur evolusi ke 3G

22

SIM : subscriber identity module

Struktur Jaringan GSM

23

GSM Enhanced Data Services Pada awalnya GSM hanya menawarkan transmisi data berkecepatan

rendah (9,6 Kbps) Circuit-switching based

Untuk memenuhi naiknya permintaan transmisi data dilahirkanlah: Teknologi pengkodean kanal baru sehingga throughput user bisa sampai 14,4

Kbps• User-user yang berdekatan dengan BS menggunakan pengkodean ini sehingga bisa

mencapai throughput 14,4 Kbps• User-user yang jauh dengan BS menggunakan teknologi pengkodean yang semula

sehingga throughputnya maksimum 9,6 Kbps (agar tidak terganggu interferensi) Teknologi High-speed Circuit-switched Data (HSCSD)

• Throughput ditingkatkan dengan menggabungkan satu sampai empat timeslot di dalam satu frekuensi carrier

– Maximum user data rate = 4 × 14.4 Kbps = 57.6 Kbps.• Circuit-switching based

GPRS (General Packet Radio Service)• Packet-switching based• Implement new coding schemes• Data rate: 56 up to 114 Kbps

Enhanced Data rate in GSM Evolution (EDGE)• Data rate: up to 384 Kbps• 2,5 G Technology

24

HSDPAHigh Speed Downlink Packet AccessMerupakan layanan packet-based data service

dalam jaringan W-CDMA downlink Kecepatan transmisi data sampai 8-10 Mbps

Ada yang menyebut-nyebut bahwa HSDPA merupakan teknologi 3,5G

HSDPA merupakan bagian dari teknologi pada UMTS yang disebut HSPA (High Speed Packet Access) Pada sisi uplink, digunakan teknologi HSUPA (High

Speed Uplink Packet Access) HSUPA speed: up to 5,5 Mbps

25

Prinsip kerja CDMA

26

CDMA2000

CDMA2000 merupakan keluarga standard yang meliputi: CDMA2000 1X CDMA2000 1xEV-DO Technologies

• CDMA2000 1xEV-DO Rel 0 • CDMA2000 1xEV-DO Rev A • CDMA2000 1xEV-DO Rev B

CDMA2000 EV-DV Ultra Mobile Broadband - UMB

27

CDMA2000 1XKey features: Voice Capacity

Bisa mendukung 33-35 sampai 40 panggilan voice per satu kanal FDD 1.25 MHz

Teknologi codec baru, 4GV, untuk CDMA2000 1X akan meningkatkan kapasitas voice sampai 40%

High-Speed Data Release 0 : up to 153 kbps Release 1 : up to 307 kbps

Aplikasi: circuit-switched voice, short messaging service (SMS),

multimedia messaging service (MMS), games, GPS-based location services, music and video downloads

Handset CDMA2000 1X backwards compatible dengan cdmaOne

28

Source: CDMA Development Group

CDMA2000 Network Diagram

Uke Kurniawan Usman - 2005 29

CDMA2000 1x Network

BTS - Base Transceiver StationBSC - Base Station ControllerMS - Mobile StationMSC - Mobile Switching CenterHLR - Home Location RegistrySMS-SC - Short MessageService - Serving CenterSTM – Synchronous Transfer ModePDSN – Packet Data Serving Node AAA – Authentication, Authorization, and AccountingHome Agent – Mobile IP Home Agent

A10 – Bearer interface between BSC (PCF) and PDSN for packet dataA11 – Signaling interface between BSC (PCF) and PDSN for packet data

MSC

PSTNA Ref (A1, A2, A5) STM over

T1/T3

STM over T1/T3 or AAL1 over SONET

HLR

SMS-SC

BSCProprietary Interface

BTS

BTS

IS-2000

MS

PDSN

HomeAgent

IPFirewall

IPRouter

Internet

PrivataData

Network

IPRouter

AQuarter Ref (A10, A11) IP over Ethernet/AAL5

AAA

RADIUS over UDP/IP

30

CDMA2000 1xEV-DO Technologies

CDMA2000 1xEV-DO (Evolution-Data Optimized) menawarkan peak data rates lebih dari 2 Mbps CDMA200 1xEV-DO Release 0 (Rel 0) menawarkan high-speed data

access sampai 2.4 Mbps• Pada jaringan komersial, menawarkan throughput 300-700 pada forward link

dan 70-90 kbps pada reverse link CDMA2000 1xEV-DO Revision A (Rev A)

• Evolusi dari CDMA2000 1xEV-DO Rel 0 yang menawarkan peak data rate sampai 3,1 Mbps pada forward link dan 1,8 Mbps pada reverse link

– Pada jaringan komersial menawarkan throughput 450-800 kbps pada forward link dan 300-400 kbps pada reverse link

CDMA2000 1xEV-DO Revision B• Evolusi dari Rev A • Dapat memberikan peak rates 46.5 Mbps pada forward link dan 27 Mbps

pada reverse link• Baru akan ada tahun 2008

CDMA2000 EV-DV (Evolution-Data/Voice) Supports downlink (forward link) data rates up to 3.1 Mbit/s and uplink

(reverse link) data rates of up to 1.8 Mbit