Minggu, 25 April 2010

WCDMA


TUGAS INTERNET DAN INFRASTRUKTUR

WCDMCA












OLEH :

NAMA : ADE FIRMANSYAH
NIM : 090010036
MATA KULIAH : INTERNET DAN INFRASTRUKTUR


STIMIK STIKOM BALI
2009 / 2010






WCDMA

Ade Firmansyah
NIM 090010036
Internet dan Infrastruktur
STMIK STIKOM BALI, Indonesia
capt_subi@yahoo.com

ABSTRAK
Wideband Code-Division Multiple Access atau biasa ditulis Wideband-CDMA atau W-CDMA, merupakan teknologi generasi ketiga (3G), biasa disebut juga UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).
Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) merupakan salah satu teknologi selular generasi ke-3 (3rd Generation atau 3G) yang dapat memberikan layanan dengan bit rate yang tinggi sehingga tidak hanya paket suara dan data tetapi dimungkinkan pula gambar dan video dengan kualitas tinggi ditransmisikan. Pada makalah ini akan dipaparkan mengenai W-CDMA dari segi perencanaan jaringan. Perencanaan yang baik akan memperoleh penghematan dalam biaya dan tata letak strategis untuk lokasi node B sehingga diperoleh daerah cakupan dan Quality of Service (QoS) yang diinginkan oleh penyedia layanan seluler.
Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) merupakan salah satu teknologi selular generasi ke-3 (3rd Generation atau 3G) yang dapat memberikan layanan dengan bit rate yang tinggi sehingga tidak hanya paket suara dan data tetapi dimungkinkan pula gambar dan video dengan kualitas tinggi ditransmisikan. Pada makalah ini akan dipaparkan mengenai W-CDMA dari segi perencanaan jaringan. Perencanaan yang baik akan memperoleh penghematan dalam biaya dan tata letak strategis untuk lokasi node B sehingga diperoleh daerah cakupan dan Quality of Service (QoS) yang diinginkan oleh penyedia layanan seluler.
Kecepatan WCDMA bisa mencapai 384 kbps dan dimasa akan datang akan meningkat sampai mungkin sekitar 10Mbps.
Teknologi ini menggunakan Wideband-AMR (Adaptive Multi-rate) untuk kodifikasi suara (voice codec) sehingga kualitas suara yang didapat menjadi lebih baik dari generasi sebelumnya.
.
Kata Kunci:
Quality of Service,3G,Wideband-AMR,Voice codec,UMTS



BAB I
PENDAHULUAN
WCDMA
a. Pengenalan WCDMA
WCDMA merupakan sebuah teknologi banyak akses yang menggunakan modulasi DS-SS dan dapat menyediakan fasilitas pengaksesan pengguna ke jaringan Public Switched Telephone Network (PSTN) serta dapat mengirimkan layanan layanan suara, data, faksimili, ataupun multimedia. Teknologi ini berbeda dengan teknik akses radio konvensional yang menggunakan teknik pembagian lebar bidang frekuensi yang tersedia ke kanal narrow atau kedalam slot waktu. Teknologi WCDMA dalam mengakses data dilakukan secara terus menerus cellebar bidang frekuensi tertentu (5-15 MHz). Beberapa keunggulan WCDMA adalah tahan terhadap interferensi, memiliki efisiensi tinggi dan kapasitas tinggi bila diterapkan dalam konfigurasi multicell, kemampuan transfer data yang tinggi sampai 384 Kbps untuk area luas dan 2 Mbps untuk area dalam, dapat digunakan untuk komunikasi multimedia, tidak memerlukan sinkronisasi antar BTS, memiliki biaya infrastruktur yang rendah, dan mendukung Antena Array Adaptive serta deteksi multiuser.
WCDMA adalah singkatan dari Wideband CDMA yang diperkenalkan secara umum pada tahun 2001-2002 di Jepang dan selanjutnya memasuki daratan eropa. Di Amerika Serikat beberapa alternatif sistim jaringan komunikasi 3G dapat diperoleh operator GSM dan TDMA yang berkembang ke arah EDGE dengan WCDMA. WCDMA merupakan sistim operasi generasi ketiga (3G) yang beroperasi pada bandwidth 5 MHz. Rata-rata data sampai 384 kbps untuk area jangkauan yang cukup luas. Variasi penyebaran dan operasi multi kode telah digunakan untuk mendukung banyaknya perbedaan batasan access radio. Perbedaan kelas layanan telah didukung oleh Quality of Service (QoS).
Evolusi WCDMA adalah berdasarkan teknologi HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Teknologi ini merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dengan WCDMA dan mengikuti standar WCDMA 3GPP keluaran 5. Standar ini antara lain mencakup format transmisi baru bernama high-speed downlink shared channel yang memungkinkan pelayanan interaktif, latar belakang dan streaming yang lebih baik.
1. Wideband CDMA Teknologi Wireless
Pada awal abad 21 teknologi komunikasi wireless sudah memasuki generasi ke tiga. Dimana teknologi komunikasi saat ini harus memenuhi persyaratan diantaranya service yang bersifat global dan portabel, mendukung untuk layanan pita lebar (multimedia) baik untuk mobile maupun WLL (Wireless Local Loop), Wireless BOD (Bandwidth on Demand) sampai rate 2 Mbps, interworking dengan sistem eksisting, performansi yang cukup baik terhadap problema propagasi (multi environment) dan harus memiliki efisiensi spektrum yang tinggi.
Menurut standar baik dari Eropa, Jepang maupun USA maka teknologi di atas dikenal dengan istilah IMT-2000 atau UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Di sisi air interfacenya teknologi akses yang dipakai bisa berupa : W-CDMA, TD-CDMA atau Wideband CDMAone tergantung dari kebijaksanaan negara masing-masing.
Untuk lebih jelasnya dapat digambarkan sebagai berikut :





Gambar 1. Air interface Sistem Generasi 3


1.1 Roadmap Menuju W-CDMA
Kebutuhan akses informasi yang cepat akan terus berkembang. Hal tersebut dipengaruhi dengan adanya kebutuhan fleksibilitas dan produktifitas yang lebih tinggi dan kebutuhan mengurangi "dead" time. Kebutuhan-kebutuhan tersebut setidaknya akan terpenuhi dengan munculnya sistem komunikasi generasi ke-3. Hal ini dapat kita lihat karena dengan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi untuk memasuki ke generasi tersebut.
Persyaratan yang dimaksud dapat diterangkan seperti di bawah ini :
• Layanan-layanan komunikasi dengan data rate yang tinggi dan transmisi data asimetric
• Mendukung untuk service baik packet maupun circuit switched, seperti Internet (IP) trafik dan video conference
• Mekanisme charging yang baru, data volume vs time

• Kapasitas jaringan yang lebih besar dengan efisiensi spektrum
• Mendukung untuk koneksi yang besar dan simultan, contoh user dapat mengebrowse Internet dan menerima fax atau panggilan telpon
• Mempunyai kapabilitas interworking dengan sistem eksisting
• Portabilitas layanan secara global
Sebelum menuju ke generasi di atas maka telah ada generasi sebelumnya yaitu generasi ke-1 dan generasi ke-2. Generasi ke-1 ditandai dengan teknologi analog sedangkan teknologi ke-2 yang ditandai dengan teknologi digital dengan kecepatan rendah.
Perkembangan menuju sistem komunikasi wireless generasi ke-3 (UMTS/IMT-2000) dapat diterangkan seperti gambar di bawah ini :


Gambar 2. Evolusi menuju W-CDMA


1.2 Teknologi Wideband CDMA
Standar teknologi CDMA, dilihat dari spread signalnya relative lebih besar dari teknologi selular lainnya, pengurangan problem propagasi (multipath dan fading). Dikenal dua standar untuk aplikasi dengan metode akses CDMA. Standar yang dimaksud adalah IS-95 dan poprietary. Wideband CDMA mengambil konsep ini lebih lanjut dengan pengurangan multipath-fading, penawaran kapasitas dalam tiap cell dan kualitas suara yang lebih baik. Bandwidth yang luas juga membuat kemungkinan features ke depan termasuk ISDN dan bandwidth on demand. Bandwidth yang ditawarkan bersifat variatif dari mulai 1,26 MHz, 5 MHz, 10 MHz bahkan sampai 20 MHz. Wideband CDMA dengan wireless mempunyai potensi untuk menyediakan "transparan" local loop dengan fungsi penuh seperti wireline.
Wideband CDMA sebagai WLL didesain untuk menyediakan layanan fixed dan mobile yang dikoneksikan dengan PSTN dari layanan POTS (Plain Old Telephone Service) ke features-features selanjutnya seperti ISDN dan bandwidth on demand. Service-service akan termasuk voice, high speed fax, data dan multimedia, termasuk juga video. Teknologi ini memungkinkan aplikasi ISDN ke desktop fixed wiireless dan mobile wireless.
Peluncuran layanan-layanan wideband multimedia akan menambah performansi dibanding dengan standar wireless yang ada sekarang. W-CDMA sangat mendukung baik untuk komunikasi packet dan circuit switched seperti browsing Internet.
Dari awalnya, W-CDMA didesain untuk layanan data kecepatan tinggi seperti internet base packet data menawarkan sampai 2 Mbps dalam lingkungan kantor dan sampai 384 Kbps di outdoor atau lingkungan yang bergerak. Secara rinci hubungan antara besarnya carrier spacing dengan dengan bit rate maksimum yang dapat dicapai adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Hubungan carrier spacing dan bit rate

CARRIER SPACING (MHz) MAKSIMUM BIT RATE
1,26 13 kbps(~ 64 kbps)
5 64 kbps ~ 384 kbps
20 266 kbps ~ 2 Mbps

Sedangkan spesifikasi dari W-CDMA dapat dilihat seperti tabel di bawah ini :

Tabel 2. Spesifikasi Teknis W-CDMA
TYPE SPESIFIKASI JENIS / NILAI
Radio Access DS-CDMA / FDD
Carrier spacing 1,26 / 5 / 10 / 20 MHz
Chip rate 4,096 Mcps (1,024 / 8,192 / 16,384 Mcps)
Modulation Data-QPSK, Spreading – QPSK
Detection (Reverse & Forward link) Pilot Symbol Aided Coherent RAKE
TCH rate Sampai 384 kbps (sampai 2 Mbps)
Variable rate TCH Variable Spreading Factor Multi code Transmission for High rate TCH
Frame length 10 ms
Voice codec G.729 CS-ACELP
Inter BS Synchronous Asynchronous
Signaling Protoccol Layered Protocol
Multiple Protocol Control Entities
B-ISDN based Call Control
Services Voice, Packet data
Unrestricted information transmission


2. Gelombang Multimedia
Salah satu karakteristik dari pelayanan dan aplikasi teknologi komunikasi wireless selular generasi ketiga adalah kemampuan masing-masing pengguna terminal selular untuk menjalankan beberapa aplikasi dan layanan secara bersamaan. Artinya masing-masing pelanggan teknologi baru ini dapat melakukan percakapan sekaligus mengakses intranet maupun internet untuk mendapatkan informasi penting yang dibutuhkan. Pelanggan juga dapat menggunakan terminal selularnya untuk video conference dan dalam waktu yang bersamaan dapat saling bertukar informasi melalui e-mail ataupun multimedia mail.
Beberapa layanan masa depan untuk wireless multimedia pita lebar adalah pengiriman berita/koran secara interaktif (berupa suara, video, teks, grafik/gambar), multimedia E-mail (berupa teks, gambar, klip video), Audio Interactive (suara berkualitas CD), video conference (konferensi melalui audio/video), web interactive (aplikasi Internet secara interaktif, contohnya permainan-permainan di Internet) dan transfer file berkapasitas besar dari intranet maupun internet (dalam waktu yang lebih singkat).
2.1 Aplikasi, Layanan dan Pemasaran dari 3G:
3G menawarkan kepada pelanggan satu layanan multimedia berkecepatan tinggi dan user-friendly, sehingga operator mempunyai sumber pendapatan yang baru. Dengan perangkat handphone 2G/3G quad-band (900/1800/1900/2200 Mhz) / dualmode, kelak pengguna akan menikmati layanan layanan seperti:
o Always-on—contohnya, e-mail, personal organizer, otomatisasi, penjualan, dan lain sebagainya.
o Informasi—contohnya, menjelajah web, Intranet perusahaan, game jaringan, musik, layanan berita, lokasi, kejadian dan layanan transportasi.
o Belanja—contohnya, on-line shopping, transaksi bank, judi (tidak direkomendasikan), dan pemesanan ticket..



Gambar 4. Perangkat multi-media yang mobile berbasis W-CDMA

Kapabilitas yang diharapkan dari teknologi generasi ketiga adalah :
• Kualitas suara yang lebih bagus.
• Keamanan yang terjamin.
• Kecepatan data mencapai 2 Mbps untuk lokal/Indoor/slow-moving access dan 384 kbps untuk wide area access.
• Support beberapa koneksi secara simultan, sebagai contoh, pengguna dapat browse internet bersamaan dengan melalukan call (telepon) ke tujuan yang berbeda.
• Infrastruktur bersama dapat mensupport banyak operator dilokasi yang sama.
• Interkoneksi ke other mobile dan fixed users.
• Roaming nasional dan internasional.
• Bisa menangani packet-and circuit-switched service termasuk internet (IP) dan videoconferencing. Juga high data rate communication services dan asymetric data transmission.
• Efiensi spektrum yang bagus, sehingga dapat menggunakan secara maksimum bandwidth yang terbatas.
• Support untuk multiple cell layer.
• Co-existance and interconnection dengan satellite-based services.
• Mekanisme billing yang baru tergantung dari volume data, kualitas service dan waktu.

3. Keuntungan W-CDMA
Konsep W-CDMA yang baru beroperasi dengan besar kanal radio 5MHz sedang dikembangkan dengan menggunakan potensi keuntungan dari CDMA. Sistem yang baru ini mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan sistem narrowband CDMA generasi ke-2 sekarang. Fitur teknologi W-CDMA adalah sbb:
• Kapasitas lebih tinggi dan penambahan coverage : sampai 8 kali lebih tinggi trafik per carrier dibandingkan dengan carrier narrowband CDMA
• Variabel dan kecepatan data yang tinggi, sampai 384 Kbps pada wide area dan 2 Mbps pada lokal area
• Service packet dan circuit switched
• Layanan multiple simultan pada tiap mobile terminal
• Mendukung untuk Hierarchical Cell Structures (HCS) pada metode handoff yang baru diantara carrier CDMA
Fitur-fitur di atas dapat dijelaskan seperti berikut :
• Menambah kapasitas dan coverage
Ada beberapa faktor yang menambah kapasitas dan coverage:
o Sistem W-CDMA menggunakan 4 kali channel lebih besar dibanding dengan channel narrowband CDMA, kapasitas bertambah 4 kalinya. Dengan bandwidth lebih lebar memperbaiki efek frekuensi diversity dan oleh karena itu mengurangi efek fading
o Demodulasi koheren pada uplink memperbaiki coverage
W-CDMA menggunakan demodulasi pada uplink. Hal itu akan memberi 2-3 dB gain demodulasi dan memperbaiki coverage.
o Memperbaiki power control
Pengurangan efek fading pada channel yang besar, akurasi power kontrol akan diperbaiki. Power konrol pada up dan link, yang melawan efek fading dan mengurangi rata-rata level power, akan menambah kapasitas.
• W-CDMA, variabel dan high speed data rates
Air interface W-CDMA mendukung baik untuk low maupun high bit rates. Kecepatan samapai 384 Kbps untuk full mobility dan 2 Mbps untuk lokal area. Mendukung kepada pemakai untuk komunikasi yang berbagai macam dari voice sampai multimedia.
Variabel data rates dapat dicapai dengan penggunaan variabel orthogonal spreading codes dan adaptasi dari output power.
• W-CDMA menawarkan layanan untuk packet dan circuit swithed
Layanan berbentuk packet menawarkan kemungkinan selalu "on-line" dengan aplikasi host tanpa menduduki kanal secara dedicated. Service packet memungkinkan pemakai membayar hanya jumlah data yang ditransmisikan dan bukan waktu koneksinya.
Paket data service adalah penting untuk membangun aplikasi yang cost efektif untuk remote LAN dan wireless internet akses.
Layanan high speed circuit switched dibutuhkan untuk aplikasi komunikasi real time seperti video conference.
• W-CDMA mendukung layanan secara multiple simultan
Tiap terminal W-CDMA dapat menggunakan beberapa layanan secara simultan. Bagi pemakai akan mempercepat hubungan ke corporate LAN dan pada waktu yang sama dapat menerima Voice call, yang berarti tidak ada nada sibuk ketika line diduduki untuk data call.
• Kelebihan lain adalah :
o Mendukung untuk Adaptive Antenna Arrays (AAA)
Teknik ini adalah untuk mengoptimalkan antena pattern pada mobile station. Hal ini akan memungkinkan penggunaan spektrum yang efektif dan akan menambah jumlah kapasitas.
o Tidak memerlukan GPS untuk sinkronisasi di sisi base stations
W-CDMA mempunyai internal sistem untuk sinkronisasi pada base station, sehingga tidak membutuhkan eksternal sinkronisasi seperti GPS (Global Positioning System).
Hal ini mempunyai masalah jika implementasi base station dilakukan pada daerah rawan covergae satelit GPS seperti shoping center atau di subways suatu gedung.
o Mendukung untuk Hierarchical Cell Structures (HCS)
W-CDMA mendukung HCS denganmemperkenalkan metode handoff diantara carrier CDMA yang diberi nama Mobile Assisted Inter-Frequency Hand-off (MAIFHO)
o Mendukung untuk deteksi multi user.
Deteksi multi user akan membatasi interferensi pada suatu cell dan memperbaiki kapasitas.




1.4 Transceiver
1.4.1 Prinsip pentransmisian variabel rate
W-CDMA di desain untuk dapat mengakomodasikan berbagai layanan baik suara data maupun multimedia dengan bit rate yang bervariasi. Hal ini memungkinkan pemakaian spektrum yang paling efisien. Penerapan pentransmisian variabel rate membutuhkan informasi kontrol yang menyatakan kecepatan simbol seketika itu juga. Untuk melakukan pengawasan terhadap kecepatan simbol ini selama selang waktu tertentu secara terus menerus maka semua kanal fisik diatur didalam frame yang mempunyai panjang yang sama (10 ms). Sebagai pengontrol maka tiap frame terdapat bit rate control yang ditransmisikan melalui kanal fisik yang terpisah.
Pentransmisian variabel rate dapat mengurangi interferensi dari masing-masing user. Bila laju chip tetap maka laju bit informasi yang rendah akan memberikan faktor spreading tertinggi dan daya transmisi yang terendah.

1.5 Transmiter W-CDMA.
Transmiter W-CDMA baik untuk uplink maupun downlink melakukan pengiriman trafik dan informasi kontrol secara simultan. pengiriman traffic dan informasi kontrol yang dinotasikan sebagai Dedicated Informasi Channel (DICH).
Ketika hubungan telah terbentuk maka unit konfigurasi akan menentukan laju chip, frekuensi carrier RF, fc, yang bergantung pada layanan yang akan dilayani dan menentukan parameter-parameter untuk semua pemrosesan sinyal pada kanal fisik dan mengkonfigurasi kanal fisik agar sesuai dengan layanan yang dilayani. Modulasi yang dipergunakan adalah QPSK, dimana data simbol ditransmisikan dalam bentuk in-phase (I) dan quadratur (Q) dan dikalikan dengan suatu deretan spreading yang sama dengan phasa yang berbeda.


KONSEP DASAR SISTEM WCDMA
Wideband Code Division Multiple Access merupakan teknik multiple access yang berdasarkan spektral tersebar, dimana sinyal informasi disebar pada pita frekuensi yang lebih besar daripada lebar pita sinyal aslinya (informasi). Sistem WCDMA hanya memerlukan satu channel frekuensi radio untuk semua pemakainya, masing-masing pemakai diberi kode yang membedakan antara pengguna satu dengan yang lain. Skema metode akses yang digunakan untuk penyebaran sinyal WCDMA adalah direct sequence dimana code sequence digunakan secara langsung untuk memodulasi sinyal radio yang dipancarkan dengan menggunakan sinyal penebar.



ARSITEKTUR JARINGAN WCDMA
Teknologi telekomunikasi wireless generasi ketiga (3G) yaitu Universal Mobile Telecommunication System (UMTS). Universal Mobile Telecommunication System merupakan suatu evolusi dari GSM, dimana interface radionya adalah WCDMA, mampu melayani transmisi data dengan kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan data yang berbeda untuk aplikasi-aplikasi dengan QoS yang berbeda. Berikut ini adalah gambar arsitektur jaringan UMTS, yaitu terlihat pada gambar di bawah ini :




Dari gambar diatasa terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri dari perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu sebagai berikut :
1. UE (User Equipment)
User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE dilengkapi dengan smart card yang dikenal dengan nama USIM (UMTS Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk keamanan seperti authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat USIM, UE juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi lewat radio.
2. UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)
Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya adalah node B dan RNC (Radio Network Controller).
• RNC (Radio Network Controller)
RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang membawahi beberapa Node B, menghubungkan CN (Core Network) dengan user, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN.
• Node B
Node B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM. Node B merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada UE. Fungsi utama node B adalah melakukan proses pada layer 1 antara lain : channel coding, interleaving, spreading, de-spreading, modulasi, demodulasi dan lain-lain. Node B juga melakukan beberapa operasi RRM (Radio Resouce Management), seperti handover dan power control


3. CN (Core Network)
Core Network berfungsi sebagai switching pada jaringan UMTS, memanajeman jaringan serta sebagai interface antara jaringan UMTS dengan jaringan yang lainnya. Komponen Core Network UMTS terdiri dari
MSC (Mobile Switching Center)
MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti video, video call.
• VLR (Visitor Location Register)
VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.
• HLR (Home Location Register)
HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap. Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location)
• SGSN ( Serving GPRS Support Node)
SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Fungsi SGSN adalah sebagai berikut :
• Mengantarkan packet data ke MS
• Update pelanggan ke HLR
• Registrasi pelanggan baru
• GGSN ( Gateway GPRS Support Node )
GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan GPRS ke jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP). GGSN akan berperan antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat beberapa interface baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara UE dan UTRAN terdapat interface Uu. Di dalam UTRAN terdapat interface Iub yang menghubungkan Node B dan RNC, Interface Iur yang menghubungkan antar RNC, sedangkan UTRAN dan CN dihubungkan oleh interface Iu. Protokol pada interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya, yaitu bagian control plane dan user plane . Bagian user plane merupakan protocol yang mengimplementasikan layanan Radio Access Bearer (RAB), misalnya membawa data user melalui Access Stratum (AS). Sedangkan control plane berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile user dengan jaringan dari aspek : jenis layanan yang diminta, pengontrolan sumber daya transmisi , handover , mekanisme transfer Non Access Stratum (NAS) seperti Mobility Management (MM), Connection Management (CM), Session Management (SM) ,dan lain-lain.






KARAKTERISTIK SISTEM WCDMA
Salah satu karakteristik yang terpenting dari WCDMA adalah kenyataan bahwa power merupakan resource yang dishare secara bersama-sama. Hal ini menjadikan sistem WCDMA sangat fleksibel dalam menyediakan paduan layanan dan layanan yang membutuhkan variable bit rate. Radio Resource Management dilakukan dengan mengalokasikan power untuk setiap user (call), dan untuk menjamin bahwa kualitas sinyal tidak melampaui batas maksimum interference yang telah ditentukan. Tidak ada alokasi kode maupun time slot yang dibutuhkan ketika terjadi perubahan bit rate. Hal ini berarti bahwa alokasi physical channel tidak terpengaruh pada saat terjadi perubahan bit rate. Sistem WCDMA tidak membutuhkan perencanaan frekuensi, dikarenakan setiap cell menggunakan frekuensi yang sama. Fleksibilitas dimiliki oleh system WCDMA, dikarenakan sistem ini menggunakan kode OVSF (Orthogonal Variable Spreading Codes) untuk channelization dari user yang berbeda. Kode ini memiliki karakteristik dalam hal orthogonalitas antara users (layanan yang berbeda dialokasikan untuk satu user) meskipun user tersebut menggunakan bit rate yang berbeda. Sebuah physical resource dapat membawa beberapa layanan dengan bit rate yang berbeda. Dengan berubahnya bit rate, maka alokasi power untuk physical resource tersebut juga akan berubah sehingga QoS dijamin pada setiap komunikasi. Setiap radio frame memiliki periode sebesar 10 ms yang dibagi ke dalam 15 slot, yang menggambarkan satu periode power control. Power control yang digunakan didasarkan pada SIR (Signal to Interference Ratio), dimana fast closed loop disesuaikan dengan SIR dan perubahan SIR target dilakukan oleh outer loop.

HANDOVER
Handover merupakan sekumpulan algoritma dan prosedur yang menjamin kelangsungan dari sebuah komunikasi antara UE dan jaringan pada kondisi bergerak dan kondisi overload. Pada kondisi bergerak, prosedur tersebut dibutuhkan untuk mempertahankan connection baik dalam sesama sistem WCDMA pada frekuensi yang sama melalui intra frequency handover, atau dengan frekuensi yang lain melalui inter frequency handover, atau dengan sistem yang lain melalui Inter Radio Akses Teknologi (IRATHO). Dengan adanya rake receiver pada kedua UE dan RBS mengijinkan UE di sambungkan dengan lebih dari satu sektor pada dedicated channel. Kondisi ini disebut Soft Handover atau Softer Handover jika UE dihubungkan dengan sector yang berbeda pada site yang sama. Untuk kondisi handover dalam WCDMA dengan frekuensi yang lain atau dengan sistem yang lain (GSM) maka prosedur Hard Handover dilakukan. Terdapat beberapa macam handover dalam sistem WCDMA antara lain :
a. Intra-system Handover
Intra-system Handover terjadi dalam satu sistem. Dapat dibagi menjadi intra frequency handover dan inter frequency handover. Intra frequency handover terjadi antar sel WCDMA dengan carrier yang sama, sedangkan inter frequency handover terjadi antar sel WCDMA dengan carrier yang berbeda.
b. Inter-system Handover
Inter-system Handover berlangsung antar sel yang mempunyai dua Radio Access Technologies (RAT) berbeda atau Radio Access Modes (RAM) berbeda. Kasus yang paling antara WCDMA dan GSM/EDGE (IRATHO), selain itu karena sistem CDMA yang berbeda.
c. Soft / Softer Handover
Soft handover adalah kondisi jika UE dihubungkan dengan lebih dari satu sector pada site yang berbeda, dan softer handover adalah kondisi ketika UE dihubungkan dengan lebih dari satu sektor pada site yang sama. Jumlah user pada soft handover ditentukan oleh coverage untuk tiap sektornya. Selama proses pemasangan antenna dalam hal penentuan orientasi dan tilt sangat penting untuk merencanakan seberapa besar daerah handover, dimana coverage tiap sektornya saling beririsan dengan base station yang berbeda sesuai dengan jenis layanan dan distribusi dari pelanggan.

POWER CONTROL
Power control pada sistem WCDMA adalah untuk mengontrol daya pancar dari UE ke Node B. Level daya pancar akan diatur sedemikian rupa sehingga interferensinya tidak terlalu besar. Tujuan utama penggunaan power control pada WCDMA adalah untuk mendapatkan kualitas komunikasi yang baik, mengurangi interferensi, dan memaksimalkan kapasitas. Sistem komunikasi seluler CDMA menggunakan tipe power control di bawah ini :
a. Reverse open-loop power control
b. Reverse close-loop power control
c. Reverse outerloop power control
d. Forward close-loop power control

Power control dalam sistem CDMA dibedakan atas reverse power control dan forward power control. Power control reverse ditujukan untuk mengontrol level daya pancar UE, sedangkan power control forward digunakan untuk mengontrol level daya pancar Node B. Pada WCDMA menggunakan metode fast power control khususnya pada arah reverse. Periode peng-update-an power control user adalah 1500 kali setiap menit (1500KHz) yang lebih cepat daripada perubahan pathloss user dan juga bahkan lebih cepat dari perubahan kanal fast reyleigh fading. WCDMA menggunakan open loop power control untuk initial daya pertama kali yang harus dipancarkan oleh UE. Sedangkan selanjutnya, untuk arah reverse menggunakan fast close loop power control. Pada metode ini Node B membandingkan SIR user yang diterima dan dibandingkan dengan SIR target. Jika lebih besar maka akan dikirim command untuk menurunkan daya transmit user, dan sebaliknya. Metode closed loop power control ini akan mampu mengontrol ketidakseimbangan daya reverse yang diterima oleh Node B, Sedangkan pada arah forward menggunakan close loop power control. Alasannya bagaimana agar user yang berada di sisi border sel juga bisa mendapatkan sinyal dengan kualitas yang bagus, artinya memperkecil efek other cell interference. Fungsi closed loop power control pada arah forward juga member tambahan daya untuk menjaga Qos sinyal jika error correcting code tidak bekerja dengan baik
CELL RESELECTION
UE akan memilih cell yang cocok dan mode radio akses berdasarkan pengukuran idle mode dan kriteria cell selection. Pada saat UE berada pada mode UMTS atau GSM, UE melakukan pengukuran pada radio akses teknologi yang lain tergantung pada parameter yang diset oleh operator. Parameter tersebut mendefinisikan :
• Nilai threshold pada serving cell jika UE harus melakukan pengukuran pada cell inter radio akses teknologi.
• Kualitas minimum yang dibutuhkan untuk pemilihan sebuah cell pada radio akses teknologi yang lain.

WCDMA CODES
Dalam sistem WCDMA digunakan dua macam operasi pada physical channel : channelization dimana mentransformasikan setiap bit ke dalam jumlah chip SF (Spreading Factor), sedangkan Scrambling Code digunakan untuk menebar sinyal informasi. Pada operasi channelization, kode OVSF (Orthogonal Variabel Spreading Factor) digunakan untuk menjaga keorthogonalan antara physical channel dari sebuah hubungan walaupun dengan menggunakan laju yang berbeda. Pada arah uplink setiap user memiliki Scrambling Code yang unik dan dapat menggunakan semua kode yang terdapat pada code tree OVSF. Scrambling Code sering juga dikaitkan dengan user dan kode channelization dikaitkan dengan tipe dari layanan sesuai dengan bit rate yang diberikan. Sedangkan pada arah downlink, Scrambling Code digunakan untuk membedakan sektor yang berbeda dan kode channelization dikaitkan dengan tipe layanan yang berbeda dan user.



SCRAMBLING CODE
Pada arah uplink terdapat dua macam Scrambling Code yaitu long (gold code) dan short scrambling codes, yang masing-masing berjumlah 224 buah. Scrambling Code ditentukan oleh layer atas. Pada proses scrambling, urutan kode dari user yang telah di-spreading dikalikan dengan kode pseudorandom. Pada arah downlink, jumlah maksimum dari Scrambling Code (Gold code dengan deret sepanjang 38400 chips) adalah 218 – 1, namun tidak semua kode digunakan. Scrambling Code dibagi menjadi 512 set Primary Scrambling Code dan 15 Secondary Scrambling Code, sehingga total kode yang digunakan adalah 8192. Setiap sektor dialokasikan hanya satu primary SC. Sebagai konsekwensinya jumlah maksimum reuse Scrambling Code adalah 1 : 512. Kode dibagi ke dalam 64 group yang berbeda dan jika neighbour dari sektor lain dialokasikan kode dari group kode yang berbeda maka konsumsi power dari UE akan berkurang, sehingga pada kenyataannya reuse kode akan lebih kecil dari 1 : 64. Primary CCPCH selalu dikirimkan menggunakan Primary Scrambling Code sementara physical channel yang lain dapat dikirimkan dengan salah satu primary ataupun secondary SC digabungkan dengan primary SC dari sebuah sektor.

CHANNELIZATION CODE
Spreading Code biasa juga disebut kode kanalisasi pada WCDMA. Sesuai standar 3GPP untuk UMTS digunakan kode Orthogonal Variable Spreading Factor (OVSF). Kode OVSF mengijinkan SF yang berbeda untuk kode kanalisasi yang berbeda. Spreading Factor adalah perbandingan antara bandwidth sinyal setelah dan sebelum spreading.Kode OVSF mempunyai karakteristik unik yaitu adanya orthogonalitas di antara kode, artinya suatu kode tidak akan menginterferensi kode lainnya selama keduanya tersinkronisasi . Oleh karena itu, kode OVSF biasanya digunakan untuk sistem yang transmisinya sinkron (downlink). Spreading Factor mulai dari 1 sampai 256 untuk chip rate 3.840 Mcps. Pada arah downlink jumlah maksimum dari OVSF kode penebar adalah 512. Semua user pada sebuah sektor harus berbagi kode channelization yang tersedia pada code tree OVSF, yang merupakan resource yang sangat terbatas. Batasan dari jumlah kode downlink ditunjukkan dengan layanan bit rate yang tinggi akan dialokasikan SF yang rendah. Sebagaimana utilisasi dari sebuah kode menyebabkan tidak tersedianya sub tree dari SF yang tinggi. Selain itu juga, user pada kondisi soft handover menggunakan kode lebih banyak (satu kode untuk setiap layanan). Terkadang penggunaan dari satu kode channelization per user berdampak terhadap orthogonalitas dari penyediaan layanan yang berbeda pada sebuah sektor. Pada kenyataannya, lingkungan yang berbeda dapat mengganggu orthogonalitas, hal ini yang menyebabkan bahwa sistem lebih tergantung terhadap interferensi yang terjadi. Kode OVSF yang sangat terbatas digunakan kembali pada sel lain tetapi dengan Scrambling Code yang berbeda. Tiap stage dari struktur kode OVSF mempunyai SF yang berbeda. Hal ini tidak dapat menaikkan kapasitas hingga 100% untuk setiap kode yang digunakan karena Scrambling Code memiliki sifat tidak orthogonal.

PILOT POLLUTION
Pilot Pollution merupakan kondisi dimana jumlah dari active set yang menangani suatu UE lebih dari 3 dan keseluruhan active set tersebut berada pada range 5dB atau sekitar 3dB dari active set yang terbesar. Active set yang melebihi batasan Max Active Set (3 active set) dapat mengganggu kualitas dari suatu sinyal dan bertindak sebagai penginterferen. Dalam hal ini, penginterferen dapat menurunkan performansi dari suatu sistem.

PILOT SET
Kanal pilot menjadi acuan dalam penentuan hand-off. Pilot diidentifikasi oleh MS dan dikategorikan menjadi:
a. Active Set, adalah pilot yang dikirimkan oleh BS dimana MS tersebut aktif. Banyaknya pilot yang termasuk pada kategori ini tergantung pada banyaknya komponen rake receiver.

b. Candidate Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk dalam active set. Pilot ini harus diterima dengan baik untuk mengidentifikasi bahwa kanal traffik forward link dapat didemodulasi dengan baik.

c. Neighbor Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk pada dua kelompok sebelumnya, dan dipergunakan untuk proses handover.

d. Remaining Set, terdiri dari keseluruhan pilot dalam sistem kecuali yang terdapat pada active set, candidate set, dan neighbor set.


RAB (RADIO ACCESS BEARER)
Suatu konsep baru yang diperkenalkan oleh UMTS adalah RAB, yang mana merupakan gambaran dari kanal pengiriman antara jaringan dan user. RAB dibagi menjadi radio bearer pada air interface dan Iu bearer di radio network (UTRAN). Tujuan RAB yaitu untuk menyediakan sebuah hubungan melalui UTRAN yang mendukung layanan UMTS bearer. UTRAN dapat menyediakan RAB connection dengan karakteristik yang berbeda agar supaya sesuai dengan kebutuhan untuk layanan UMTS bearer yang berbeda. Berikut ini adalah gambaran RAB dalam end to end service, yaitu dapat dilihat pada gambar di bawah ini :





Pengklasifikasian Radio Access Bearer adalah sebagai berikut :
• Conversational
Hal ini dikarakteristikkan dengan rendahnya delay, jitter (variasi delay), dan error. Kebutuhan akan laju data dapat bervariasi, tetapi secara umum bersifat simetris. Artinya, laju data dalam satu arah akan sama dengan laju data pada arah yang lain. Suara dan data termasuk dalam kategori ini. Voice yang sensitive terhadap delay yang tinggi tidak terlalu memerlukan laju bit yang tinggi, sedangkan video conferencing yang memiliki toleransi terhadap error yang rendah, memerlukan laju bit yang tinggi.Contohnya : Voice, Video Telephony, Video Gaming dan Video Conferencing


• Interactive
Interaktif trafik dikarakteristikkan dengan toleransi yang rendah terhadap error, tetapi memiliki toleransi terhadap delay yang lebih tinggi daripada layanan conversational. Contohnya : Multimedia, Video on Demand, Webcast dan Real Time video.
• Streaming
Layanan streaming mempunyai toleransi error yang rendah, tetapi pada umumnya mempunyai toleransi yang tinggi terhadap delay dan jitter. Hal ini dikarenakan adanya buffer data pada penerima. Streaming audio, web browsing dan video termasuk aplikasi streaming.
Background
Hal ini dikarakteristikkan dengan sangat kecilnya delay. Contohnya adalah pengiriman SMS dan email dari server ke server. Aplikasi background memerlukan pengiriman yang bebas error.

Kesimpulan :
1. Teknologi telepon mobile tumbuh dan berkembang mulai dari generasi ke-1 yang ditandai dengan teknologi analog, sedangkan generasi ke-2 ditandai dengan teknologi digital dengan kecepatan rendah dan selanjutnya pada abad 21 ini muncul generasi ke-3
2. Untuk dapat diklasifikasikan sebagai teknologi generasi ke-3 (3G) maka kecepatan transmisi data dari sistem 3G harus memenuhi persyaratan kecepatan data 144 kbps dalam keadaan bergerak dengan kecepatan tinggi, 384 kbps dalam keadaan bergerak dengan kecepatan rendah, seperti pejalan kaki, dan 2 Mbps dalam keadaan tidak bergerak/stasioner seperti ketentuan dari International Telecommunication Union (ITU).
3. Teknologi keamanan yang diperlukan dalam sistem telepon mobile W-Cdma, termasuk fungsi keamanan pada level-komunikasi suara, fungsi keamanan pada level komunikasi data dan fungsi keamanan pada level isi (contents).


DAFTAR PUSTAKA
1. Wireless Technologies,
http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/wireless.pdf
2. 3G CDMA TECHNOLOGY, http://www.qualcomm.com/cdma/3g.html
3. QUALCOMM’s CDMA Technology Enhances Security Measures at Super Bowl XXXVII http://www.qualcomm.com/press/pr/releases2003/press1142.html
4. WCDMA, http://www.nokia.com/nokia/0,,32893,00.html
5. Introduction to 3G Mobile Communications, http://www.techbooks.co.uk/artech/book558.htm
6. WCDMA: Towards IP Mobility and Mobile Internet, http://www.techbooks.co.uk/artech/book544.htm,
7. 3G Series, http://www.cted.ucalgary.ca/wireless/courses/3g_detailed.html
8. Nokia Preps for W-CDMA War, http://www.unstrung.com/document.asp?doc_id=39078&site=unstrung
9. Gunadi Dwi Hantoro; Wideband CDMA; http://www.elektroindonesia.com/elektro/tel26a.html

http://www.geocities.com/komnow/artikel/wrlan-2.html


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar