bagian cdma

8/9/2019 BAGIAN CDMA

http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 1/16

Bagian-bagian dan Arsitekture Sistem CDMA2000-1x

ABSTRACT

Received voice quality of mobile station is influenced by FER (Frame Error Rate) in

the network. The quality of the voice will decrease if FER is increase. The increase of FER value, one of them is caused by the mobility between mobile station with base

station that produce random frequency modulation that have connection with the friction of doppler frequency that is different for each of received multipath trajectory.

This multipath will cause multipath fading that will produce amplitude fluctuation,

phase, and time delay that is different from the information signal. This will influencethe receiver in detecting information signal, it will cause signal distortion that will

decreasing the performace of the transmission system.

Based on that background, this research have some perform concerning the effect of mobile station mobility to the voice service performance of CDMA 2000-1x system. The

research is conducted through the simulation of the CDMA 2000-1x tranmission systemthat overcome a canal having the character of multipath fading with Rayleigh

distribution and Additive White Gaussian Noise (AWGN). The CDMA2000-1xtransmission system model is only applied on physical layer between mobile station

with Base Transceiver Station (BTS) in the perform of channel coding, interleaving,

walsh code, and QPSK modulation.The analysis result shows that as the mobile station speed increasing, the voice

performance will decreasing. The voice information starts to be distorted when themobile station speed is about 22 km/hours where the received FER of the mobile station

is above 1 %.

Keywords: BER, FER , Doppler, AWGN, CDMA2000-1x Channnel .

1



I. Arsitektur Sistem CDMA2000-1x

Skema Struktur jaringan CDMA2000-1x secara umum adalah dilihat pada Gambar

1. berikut ini :

B T S

B T S

B T S

BT S

B T S

B T S

P ubl ic T e le ph one

N etw ork

P r i v a t e / Pu b l i c D a t aN etw ork

I n t e r n e t

MS CB S C

B S C

R o u t e r R o u t e r

H L RS M S-SC

F ire W a ll

P SD N

A AA

H om e A gent

m s

Gambar 1. Arsitektur sistem CDMA2000-

1x.[2]

Dari Gambar 1. terlihat bahwa arsitektur CDMA 2000-1x diatas terbagi atas 6

bagian komponen dasar yaitu :

1. Base Transceiver Station (BTS)

2. Base Station Controller (BSC)

3. Packet Data Serving Node (PDSN)

4.Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)

5. Home Agent (HA)

6. Router

Dari ke 6 bagian tersebut,yang berhubungan dengan tulisan paper ini adalahBTS yang berfungsi sebagai pengalokasian daya yang digunakan pelanggan serta

berfungsi sebagai antar muka yang menghubungkan jaringan CDMA2000-1x dengan

perangkat pelanggan.

II. Forward Link Dedicated Channel untuk layanan suara pada CDMA2000-1x

Pada CDMA2000-1x, kanal fisik yang digunakan untuk layanan suara adalah

Forward Fundamental Channel (F-FCH)[1][6]. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

Gambar 2.

2



Gambar 2. Identitas kanal pada arah forward CDMA2000-1x. [9]

2.1 Vocoder variabel.

Vocoder (voice encoder and decoder) didesain bekerja dengan kemampuan laju bit

yang variabel, yang terdiri dari rate set-I dan rate set-II. Vocoder yang digunakan

menggunakan DSP QCELP (Digital Signal Processing Qualcomm Code Excited Linear

Prediction ). Laju frame keluaran QCELP tergantung pada aktifitas bicara, full rate

selama user berbicara dan low rate selama user diam.

2.2 Forward Error Control (FEC).

Berguna untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan acak yang diakibatkan oleh

gangguan kanal, sedangkan untuk mengatasi kesalahan yang berurut karena multipath

fading biasanya menggunakan rangkaian interleaver setelah FEC. Untuk CDMA2000-1x pada fundamental channel jenis forward error control yang digunakan adalah

convolutional code [1][4].

2.2.1 Encoder Konvolusional.

Kode konvolusional adalah kode yang dibentuk dengan menambah informasi

tambahan (parity) berdasarkan bit inputan iuuuu ,...,21

=

(1)

yang sedang diproses dikonvolusi dengan generator ( )i g untuk m kode data

sebelumnya, dimana m adalah panjang memori atau shift register dari kode[5]. Jika

panjang memori m , maka jumlah state memorinya (isi memori) adalah m2 . Secara

matematis kode konvolusi dapat dinyatakan dengan C (n, k, m), dimana k = input, n =

output dan m = memori. Struktur kode konvolusional dengan pola C (3,1,2) ditunjukkan

pada Gambar 3. Encoder tersebut terdiri atas m ( shift register ) =2 , n (output)=3,

k(input) = 1, generator g(1) = (1 0 1) g(2) = (1 1 1), modulo-2 adder dan satu multiplexer untuk menserialkan keluaran encoder, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.

berikut ini :

3



⊕

⊕

S h i f t

R eg is te r

k e - 1

)1( g

)2( g

)1(c

)3(c

)2(c

u

S h i f t

R eg is te r

k e - 2

Gambar 3. Struktur encoder konvolusional

C (3,1,2).

2.2.1.1 Decoder Konvolusional.

Decoding viterbi ini berfungsi untuk melakukan diteksi sekaligus koreksi terhadap

kesalahan yang terjadi selama perjalanan mulai dari output konvolusi sampai keinput

decoder viterbi. Error terbesar biasanya terjadi dikanal karena gangguan propagasi.

2.3 Interleaver.

Salah satu cara mengatasi error burst adalah dengan menambahkan interleaver dan

deinterleaver dengan cara mengacak terjadinya error sehingga mirip dengan error

random. Pada pengirim, deretan bit diatur sedemikian rupa untuk memastikan agar bit-

bit yang bersebelahan terpisah sejauh beberapa bit setelah interleaving.

2.3.1 Direct Sequence Spread Spektrum (DS-SS).

Sistem direct sequence spread spektrum (DS-SS) merupakan salah satu teknik

spektral tersebar yang digunakan pada CDMA2000-1x seperti terlihat pada Gambar 4

berikut ini :

D em od

QP SK⊗

G e n e r a to r

k o d e P N

S i n ya l

pem baw a

D ataM o d u l a s i

Q P S K⊗

Siny a l

pem baw a

D ata

T x R x

G e n e r a to r

k o d e P N

Gambar 4. Diagram blok pengirim dan penerima DS-SS.

Perbandingan antara bandwidthh transmisi dengan bandwidth informasi disebut

dengan processing gain. Dimana semakin besar processing gain-nya, maka semakin

tahan sistem spektral tersebar tersebut terhadap interferensi, dapat dirumuskan

dengan[1][2] :

R

W

Tc

Tb PG == (2)

dimana :

PG = Processing gain (10 log PG dB)

W = lebar pita frekuensi spektral tersebar (Hz)

R = lebar pita frekuensi sinyal informasi (Hz)

2.3.2 Kode Walsh.

Kode walsh dihasilkan dengan menggunakan hadamard matriks, yang merupakan

matrik segiempat dengan elemen biner, dan berdimensi kelipatan 2[7].

Bentuk umumnya adalah :

4



H2N =

N N

N N

H H

H H

; untuk N = 2m (3) dimana m ≥0 (integer positif) dan

N H merupakan inverter dari H N.

2.3.1 Sistem Modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying ).Sinyal QPSK dapat dituliskan dengan persamaan [2]:

( ) ( )

−+=

212cos

2 π π it f

T

E t S c

s

sQPSK 4,3,2,1,0 =≤≤ iT t

s

(4)

Probabilitas bit error (BER) sinyal QPSK dapat dinyatakan dengan[2] :

=

o

bQPSK e

N

E Q P

2, (5)

Dimana : =b E Energi per bit (dB atau watt) dan =o N Rapat daya noise (dB/Hz atau

watt/Hz).2.4 Propagasi Kanal Komunikasi Bergerak.

Small scale fading atau fading merupakan fluktuasi amplituda yang terjadi secara

cepat pada sinyal radio dalam periode waktu dan jarak tempuh yang kecil, sehingga

pengaruh path loss skala besar dapat diabaikan[5].

Parameter Multipath Pada Komunikasi Bergerak :

1. Delay Spread dan Coherence Bandwith. 2. Doppler spread dan Coherence time.

Doppler spread.Pergerakan relatif antara transmiter dan receiver akan menimbulkan pelebaran

spektrum yang disebabkan oleh laju perubahan waktu terhadap kanal (time varying ).

Pelebaran spektrum frekuensi ini disebabkan oleh Doppler shift ( f d ) yang merupakanfungsi dari kecepatan relatif (v) MS yang bergerak serta sudut θ antara arah gerak MS

dengan arah kedatangan gelombang yang dihamburkan seperti terlihat pada Gambar 5

dibawah ini :

Gambar 5. Ilustrasi Efek Doppler.

Doppler shift dapat dinyatakan dengan persamaan [5]:

5



θ λ

cosV

f d = (6)

dimana :v = kecepatan mobile station (m/s)

λ = Panjang gelombang frekuensi carrier (m)= Sudut antara arah propagasi sinyal datang dengan arah pergerakan antena.

III. Pemodelan Sistem.

Bentuk pemodelan sistem yang di simulasi secara keseluruhan dapat dilihat pada

Gambar 6 berikut ini :

R a y le ig h

M u lt i p a th F a d in gA d d i tiv e W h i te

G a u s s ia n N o i s e

K a n a l R a d io

P r o p a g a s i

D a ta o u tp u tV it e r b i

d e c o d e r

D e -

I n te r le a v e r

D e s p r e a d

W a ls h c o d e

D e m a p p in g

Q P S K

D a ta S o u r c e M a p p i n gQ P S K

C o n v o lu t io n a le n c o d e r

B lo c kIn t e r le a v e r

W a ls h C o d e

T r a n s m i tte r

R e c e iv e r

Gambar 6. Diagram blok F-FCH CDMA2000-1x pada simulasi.

Rincian fungsi dari masing-masing blok pada diagram blok di Gambar 6 ,sebagai

berikut :

1. Data Source.

Data kirim yang disimulasikan merupakan data yang terdistribusi uniform dan

dibangkitkan secara acak dengan menggunakan fungsi randint pada Matlab 6.5.

2. Encoder KonvolusionalPola pengkodean konvolusional yang digunakan C (4,1,8) pada Gambar 7 dengan

generator polinom (octal) g0=765 g1=671 g2=513 g3=473 .

•

•

•

B it

i n fo r m a s i

( I n p u t )

u S h i f t

r e g i s t e r

k e - 1

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 2

•

••

( )1 g

( )4 g

( )3 g

( )2 g

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 3

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 8

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 7

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 6

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 5

S h i f t

r e g i s t e r

k e - 4

⊕

•

•

•

• •

•

•

•

•

• •

⊕

⊕

⊕

( )2c

( )3c

( )4

c

( )1c

•

C o d e S y m b o l s

( O u t p u t )

Gambar 7. Struktur Encoder

Konvolusional C(4,1,8). [6]

3. Interleaver

Interleaver yang digunakan dalam simulasi adalah tipe interleaver blok, dimana bit-

bit keluaran encoder konvolusional disusun kolom per kolom dan dibaca baris per baris.

4. Walsh Code

Pada simulasi kode walsh dibangkitkan dengan fungsi hadamard untuk membentuk

matrik 64 x 64. Tiap baris dari matrik merepresentasikan satu kode walsh yang nantinya

digunakan sebagai kode tiap user dan juga sekaligus sebagai kode penyebar dari bit - bit

6



keluaran interleaver yang sudah diubah ke data NRZ terlebih dahulu dimana bit “1”

dinyatakan dengan +1 V dan bit “0” dinyatakan dengan - 1 V.

5. Mapping QPSK

Pada proses ini, dereten bit serial hasil spreading dengan walsh code akan dibentuk

menjadi simbol – simbol kompleks sesuai dengan konstelasi QPSK 3.1.1 Pemodelan Kanal Radio Propagasi

Kanal radio transmisi yang digunakan pada simulasi dibagi menjadi 2 yaitu kanal

AWGN ( Additive White Gaussian Noise) dan kanal Rayleigh multipath fading .

1. Kanal AWGN

Pemodelan kanal AWGN dilakukan dengan menggunakan fungsi awgn pada

MATLAB 6.5 : noise1=awgn(sinyal,SNRdB(k),'measured') dimana ‘sinyal’

menunjukkan sinyal hasil modulasi yang ditransmisikan, ‘SNR’ menunjukkan nilai

SNR yang diinginkan dalam dB, dan ‘measured’ menunjukkan adanya pengukuran daya

sinyal ditambah noise.

2. Kanal Rayleigh multipath fading

Dalam simulasi kanal propagasi multipath ini dapat dimodelkan seperti blok diagram pada Gambar 8 berikut ini :

⊗

⊗

⊗

∑

Lτ

2τ

1τ

1

1

ϕ α

je

( ) ( ) ( ) ( )t nt ht st r += .( )t s

L j

Leϕ

α

2

2

ϕ α

je

∑

AWGN

( )t n

Gambar 8. Diagram blok kanal multipath

dengan L lintasan.[8]

Respon impuls untuk model kanal multipath diatas adalah sebagai berikut[5][8] :

( ) ( ){ }t jwcet ht h τ τ ,Re,~

= (7)

Dimana τ adalalah multipath delay, cω adalah sudut frekuensi carrier (rad/s) dan

sinyal ( )τ ,t h adalah respon impuls kompleks baseband dengan persamaan [5][8] :

∑=

−= L

l

l

j

l t et h l

1

)(),( τ δ α τ ϕ (8)

Dimana L adalah jumlah dari path, l α : Amplituda fading dari setiap lintasan ke l

(terdistribusi rayleigh), l τ : Delay dari tiap lintasan dan l : pergeseran phasa daritiap lintasan.

3.1.2 Bagian Penerima (Receiver)

Bagian penerima transmisi suara pada sistem CDMA2000-1x antara MS dengan BTS

terdiri atas :

1. Demapping QPSK

Data kompleks yang diterima dari proses transmisi kemudian dapat langsung

dikonversi lagi menjadi data serial sesuai dengan konstelasi QPSK yang digunakan pada

pengirim.

2. Despread walsh code

7



Data biner keluaran demap QPSK, di-despread dengan kode walsh yang sama

dengan kode walsh yang dikirim, kemudian data NRZ hasil despread dijumlahkan

setiap 64chips, dan data yang terbentuk masuk ke decision circuit untuk mendapatkan

kembali data biner yang akan di-dekodekan decoder. Pada pemodelan ini decision

circuit menerapkan proses komparator, yaitu perbandingan tegangan sinyal masukandengan level tegangan ambang (threshold ) sebesar 0 Volt, sehingga sinyal masukan

yang berada di bawah itu akan bernilai bit “0”, dan yang lebih dari 0 Volt akan bernilai

bit “1”.

3. Deinterleaver

Proses deinterleaver merupakan kebalikan dari interleaver . Deretan bit masuk ke

block deinterleaver per baris dan keluar atau dibaca per kolom.

4. Decoder Viterbi

Dekoder viterbi yang digunakan adalah hard decision viterbi decoder . Prinsip kerja

dari dekoder viterbi adalah berdasarkan prinsip Hamming distance decoding dan

pengetahuan akan diagram trellis enkoder di pengirim.

5. Perhitungan BER dan Simpan Hasil pengukuran

Metoda perhitungan BER dengan membandingkan data kirim terhadap data terima,

dilakukan perhitungan kesalahan bit, akumulasi total kesalahan kemudian bagi dengan

total data bit yang terkirim.

3.2 Pemodelan Pergerakan Mobile Station Dalam Satu Sel

Untuk memodelkan pergerakan mobile station, diasumsikan mobile station

melakukan pergerakan dalam satu sel saja seperti terlihat pada Gambar 9. Dan modelarah pergerakan mobile station bersifat random pada arah 0 sampai 2π yang

terdistribusi uniform.

L∆

1θ

2θ

ν

Gambar 9. Model pergerakan mobile station dalam satu sel.[5]

Untuk selanjutnya pada dianalisa pengaruh pergerakan mobile station dengankecepatan 0 km/jam, 5 km/jam, 10km/jam, 25km/jam, 50km/jam dan 100 km/jam.

IV. Analisa Pengaruh Kecepatan User CDMA 2000-1x

Adapun parameter simulasi yang dipergunakan untuk menganalisa adalah terdapat

pada Tabel 1 sebagai berikut :

Tabel 1. Parameter simulasi CDMA2000 1x F-FCH RC 3.

Sistem umum

Bit rate (R) 9,6 Kbps (suara)

Jumlah bit per

frame

9,6 kbps x 20 ms

=192 bit

8



Jumlah bit

simulasi

100000

Iterasi 100 kali

Chip rate (Bw) 1,2288 McpsPanjang kode

penebar

64 walsh

hadamard

Processing gain

(PG = 10log(Bw /

R))

21 dB

SNR -21dB sampai

-1dB

Range Eb/No

(Eb/No = SNR +

PG)

0 sampai 20 dB

Frekuensi

pembawa

869 MHz

(Forward)

Modulasi QPSK

Delay Spread

Maksimum (Tm)

3,1 s µ (rms

delay untuk

daerah urban

IEEE 802.20)Perioda simbol (Ts

= 1/Bw)

0,813 s µ

Kecepatan user 0, 5, 10, 25, 50,

dan 100 Km/jam

FrekuensiDoppler

maksimum (f d)

0, 4Hz, 8Hz,

20Hz, 40Hz, 80Hz

Pengkodean

Jenis Convolutional

encoder

Coding rate 1/4

Jumlah State 256

Generator

polynomial (octal)

g0 = 765, g1 =

671, g2 = 513, g3

= 473

Interleaver

Block interleaver 24 x 16

4.1 Analisa Sinyal Pada Kanal Rayleigh

9



Pada bagian ini dijelaskan mengenai keadaan sinyal pada kanal radio propagasi

yang terdistribusi rayleigh, atau yang disebut juga dengan kanal rayleigh. Karakteristik

sinyal pada kanal rayleigh diperoleh dari hasil simulasi dengan kecepatan mobile

station yang berbeda-beda yaitu 5km/jam (Grafik 1), 25km/jam (Grafik 2) dan

100km/jam (Grafik 3).

Grafik 1.Karakteristik sinyal pada kanal R ayleigh fading pada kecepatan mobile

station 5 km/jam.

Grafik 2. Karakteristik sinyal pada kanal Rayleigh fading pada kecepatan mobile

station 25 km/jam.

Grafik 3. Karakteristik sinyal pada kanal Rayleigh fading pada kecepatan mobile

station 100 km/jam.

10



Dari ketiga Grafik diatas yaitu Grafik 1, 2 dan 3 , dapat disimpulkan bahwa jumlah

fading makin meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan mobile station. Sinyal

pada kecepatan mobile station 100 km/jam dengan frekuensi doppler maksimum 80,527

Hz lebih rapat dari sinyal pada kecepatan mobile station 25 km/jam dengan frekuensi

Doppler maksimum 20,276 Hz begitu juga pada kecepatan mobile station 5 km/jamdengan frekuensi Doppler maksimum 4,023 Hz.

4.2 Analisa Pengaruh Kecepatan pada Sistem CDMA2000-1x Tanpa Pengkodean

Grafik 4. Grafik Eb/No terhadap BER pada kanal AWGN dan Rayleigh tanpa

pengkodean.

Dari hasil simulasi terlihat di Grafik 4 ,yang dilakukan pada kanal AWGN dan

Rayleigh dengan jumlah inputan bit yang sama disetiap iterasinya, dapat dilihat bahwa

untuk harga BER 10-3 pada kanal AWGN dibutuhkan Eb/No ≈ 7dB, nilai Eb/No yang

dibutuhkan pada kanal AWGN ini hanya dipengaruhi oleh noise termal yang ada

diperangkat Tx dan Rx saja atau menganggap bahwa sinyal yang diterima oleh mobile station adalah line of side atau langsung tanpa adanya pengaruh dari kanal radio

propagasi disekitar mobile station.Untuk sinyal pada kanal yang terdistribusi rayleigh membutuh Eb/No yang lebih

besar untuk mencapai nilai BER 10-3 yaitu mulai dari ± 15,8dB untuk mobile station

yang bergerak dengan kecepatan 5 km/jam sampai ± 18,7dB untuk kecepatan 100

km/jam. Ada beberapa hal yang menyebabkan kenapa pada kanal rayleigh

membutuhkan nilai Eb/No lebih besar dari kanal AWGN :

Alasan pertama adalah karena sinyal yang diterima oleh mobile station yang

terdistribusi rayleigh merupakan penjumlahan dari beberapa sinyal yang telah melewati berbagai lintasan yang berbeda. Dimana setiap lintasan sinyal memiliki fasa dan gainyang tentunya juga berbeda sesuai dengan medium dan jarak yang dilalui sinyal

tersebut, penjumlahan fasa dan gain yang berbeda-beda ini akan menyebabkan

pelemahan dan penguatan sinyal atau pada kodisi terburuk malah akan saling

menghilangkan jika beda fasanya ο

180 atau saling orthogonal.

Alasan kedua adalah adanya pengaruh dari kecepatan mobile station yang

berbanding lurus dengan besarnya frekuensi doppler hal ini dapat dilihat dari persamaan

(6) dan dari simulasi juga dapat dilihat bahwa semakin besar kecepatan mobile stationmaka BER juga bertambah besar hal ini disebabkan karena semakin besarnya pengaruh

frekuensi doppler.

11



4.3 Analisa Pengaruh Kecepatan pada Sistem CDMA2000-1x dengan

Pengkodean

Grafik 5. Grafik Eb/No terhadap BER pada

kanal multipath fading dengan pengkodean.

Dari hasil simulasi terlihat di Grafik 5, diatas dapat dilihat performansi sistem

CDMA2000-1x pada kanal multipath fading dengan pengkodean. Untuk user diam

kecepatan 0 km/jam dengan frekuensi doppler 0 Hz pada Eb/No ± 8dB sistem dapat

mencapai nilai BER 3,167.10-4 sedangkan yang tanpa menggunakan pengkodean, BER

yang diperoleh hanya 0,086667. Begitu juga untuk kecepatan 5km/jam BER 0,086354

menjadi 4,70.10-4, kecepatan user 10 km/jam BER 0,09333 menjadi 6.21.10-4, kecepatanuser 25 km/jam BER 0,083854 menjadi 9.14.10-4, kecepatan user 50 km/jam BER

0,10469 menjadi 1,50.10-3, dan kecepatan user 100 km/jam BER 0,10292 menjadi

2,97.10-3. Dilihat secara keseluruhan dapat diambil rata-rata perbaikan error ratedengan menggunakan pengkodean adalah ± 9,1837.10-2 dengan coding gain ±9dB.

Coding gain merupakan selisih antara Eb/No dengan pengkodean dan tanpa

pengkodean untuk mencapai BER yang sama. Adanya coding gain ini disebabkan

proses penambahan Forward Error Control (FEC) pada sistem yang dapat melakukan

koreksi kesalahan bit dipenerima dengan syarat masih dalam batas kemampuan

pengkodean dalam melakukan koreksi kesalahan.

Proses dekoding akan lebih mampu mengoreksi kesalahan jika letak kesalahan

terjadi pada bit yang berjauhan. Pada kasus kanal radio bergerak, adanya fenomena

sinyal multipath dan frekuensi doppler meyebabkan terjadinya deep fade pada kanal

yang menyebabkan terjadinya burst error atau kesalahan simbol yang berurutan

sehingga dekoder tidak mampu melakukan koreksi terhadap kesalahan secara maksimal.

Semakin besar nilai frekuensi doppler maka deep fade akan semakin sering terjadi,

sehingga semakin sering terjadi burst error. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan

teknik interleaver yang akan membuat bit-bit yang bersebelahan akan dipisahkan

dengan jarak tertentu sehingga error menjadi bersifat acak (tidak burst ) dengan teknik

ini maka diharapkan dipenerima dapat dilakukan proses koreksi dengan maksimal.

Untuk bahasan selanjutnya akan dilihat bagaimana performansi sistem CDMA2000-1x

dengan menggunakan teknik interleaver.

12



4.4 Analisa Pengaruh Kecepatan Terhadap Performansi Layanan Suara pada

Sistem CDMA2000-1x dengan interleaver

Grafik 6. Grafik Eb/No terhadap BER pada kanal multipath fading dengan

penambahan interleaver.

Dari hasil simulasi terlihat di Grafik 6 diatas, dapat dilihat performansi sistem akan

lebih bagus dengan adanya penambahan interleaver. Untuk user diam pada Eb/No 8dB

dari BER 3,167.10-4 tanpa interleaver menjadi 3,96.10-5 begitu juga untuk kecepatan

5km/jam BER 4,70.10-4 menjadi 5,21.10-5, kecepatan user 10 km/jam BER 6.21.10-4

menjadi 1,02.10-4, kecepatan user 25 km/jam BER 9.14.10-4 menjadi 1,53.10-4 ,

kecepatan user 50 km/jam BER 1,50.10-3 menjadi 2,43.10-4, dan kecepatan user 100

km/jam BER 2,97.10-3 menjadi 4,74.10-4 , rata – rata perbaikan error rate sebesar ±

9,9298.10-4 atau ±2dB lebih baik dari yang tanpa interleaver. Hal ini membuktikan

bahwa pada kanal radio propagasi terjadi burst error . Sehingga dengan adanya

interleaver yang membuat bit-bit yang bersebelahan dipisah dengan jarak tertentu error akan menjadi bersifat acak. Sehingga proses penditeksian dan pengkoreksian kesalahan

yang disebabkan oleh multipath fading dapat bekerja lebih optimal.

4.5 Pengaruh Kecepatan terhadap Frame Error Rate (FER)

Grafik 7 menunjukkan performansi layanan suara pada Forward-Fundamental

Channel Radio Configurasi 3 sistem CDMA2000-1x dengan vocoder 9,6kbps, pada saat

Eb/No = 9dB yang dinyatakan dalam hubungan antara kecepatan mobile stationterhadap Frame Error Rate (FER). Dipilihnya harga Eb/No = 9dB adalah berdasarkan

hasil simulasi yang menunjukan bahwa pada harga Eb/No tersebut mulai diperolehharga FER sama dengan 1 % yaitu sesuai dengan standar FER yang direkomendasikan

berdasarkan referensi [1][8].

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kecepatan Mobile Station (Km/jam)

F E R ( % )

13



Grafik 7. Grafik kecepatan terhadap FER pada Eb/No = 9dB.

Nilai FER terhadap kecepatan mobile station yang ada pada Grafik 7, diatas

diperoleh dari rata-rata Bit Error Rate (BER) hasil simulasi dengan inputan 100000 bit

sebanyak 100 kali iterasi atau pengulangan. Dari BER yang diperoleh dapat dihitung

FER dengan persamaan Nf

BER FER ]1[1 −−= dimana Nf adalah jumlah bit dalamsatu frame, untuk vocoder 9,6kbps jumlah bit per framenya adalah 9,6kbps x 20ms =

192 bit . Semakin besar kecepatan user maka frame error rate-nya makin meningkat.

Meningkatnya frame error rate seiring dengan meningkatnya kecepatan disebabkan

karena meningkatnya frekuensi doppler yang menyebabkan makin banyaknya sinyal

yang mengalami distorsi sehingga dapat menurunkan performansi layanan suara pada

sistem transmisi CDMA2000-1x. Target FER untuk layanan voice dengan vocoder 9,6kbps adalah 1% berdasarkan referensi[1][8]. Dari hasil simulasi yang ditunjukkan

pada Grafik 7, terlihat bahwa mulai kecepatan ±22km/jam nilai FER yang diterima

oleh mobile station sudah berada diatas 1% sehingga mulai dari kecepatan tersebut,

kualitas suara yang diterima oleh mobile station sudah mengalami distorsi karena sudah

melebihi nilai FER yang sudah ditargetkan.

4.6 Rekomendasi dari hasil analisa yang telah dilakukan

Dari hasil analisa dan penelitian yang dilakukan dapat direkomendasikan bahwa

pada Eb/No 9dB kualitas suara pada CDMA2000-1x yang diukur dari nilai FER akan

mulai terdistorsi pada kecepatan mobile station 22 km/jam. Hal ini sebabkan karena

nilai FER yang diterima oleh mobile station sudah berada diatas 1% melebihi nilai FER

yang sudah ditargetkan.

Untuk menjaga agar nilai FER yang diterima oleh mobile station pada saat

kecepatan diatas 22 km/jam sesuai dengan nilai FER referensinya, maka CDMA2000-

1x menerapkan metoda power control [1]. Dimana setiap 80 frame yang diterima oleh

mobile station atau setiap 1600ms, mobile station akan melaporkan nilai FER yangditerimanya melalui Power Measurement report message (PMRM) ke base station.

Kemudian di base station akan melakukan pengukuran atau perbandingan FER yang

diterima dengan nilai FER referensi yang sudah distandarisasikan, jika FER yang

diterima lebih besar dari FER referensi maka base station akan meningkatkan daya

sebesar 2dB setiap 1,25ms. Dan jika lebih kecil dari FER referensi maka base station

akan menurunkan daya sebesar 0,25 dB setiap 1,25ms. Dengan power control ini

diharapkan kualitas suara akan selalu tetap terjaga sesuai dengan FER referensinya.

Dalam tugas akhir ini metoda power control ini tidak dibahas lebih lanjut.

V. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dan analisa yang telah dilakukan,maka dapat diambil

beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Semakin besar kecepatan user maka frame error rate-nya makin miningkat.

Meningkatnya frame error rate seiring dengan meningkatnya kecepatan disebabkan

karena meningkatnya frekuensi doppler yang menyebabkan makin banyaknya sinyal

yang mengalami distorsi sehingga dapat menurunkan performansi layanan suara

pada sistem CDMA2000-1x

2. Dari hasil simulasi menunjukan bahwa performansi layanan suara pada F-FCH

CDMA2000-1x mulai terdistorsi pada saat kecepatan mobile station 22 km/jam dimana

nilai FER yang diterima sudah berada diatas 1 % .

14



3. Kecepatan mobile station ternyata sangat mempengaruhi tingkat performansi sistem

CDMA2000-1x. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi kecepatan mobile stationmaka semakin lebar Doppler spread yang dapat menyebabkan terjadinya distorsi

sinyal. Kesimpulan ini diambil, dari hasil percobaan yang dilakukan pada simulasi

sistem CDMA2000-1x tanpa pengkodean yang menunjukan bahwa performansiuntuk komunikasi suara digital (BER 10-3) pada kanal AWGN Eb/N0 yang

dibutuhkan adalah ± 7dB sedangkan pada kanal multipath fading yang

dipengaruhi Doppler spread memerlukan EbN0 ±15,8 dB sampai ±18,7 dB

sesuai dengan tingkat kecepatan mobile station-nya

4. Penggunaan pengkodean convolutional code dengan coding rate ¼, jumlah state

256, generator polinomial oktal g0 = 765, g1 = 671, g2 = 513, g3 = 473 dan

panjang kode penebar 64 walsh hadamard dengan teknik mapping sinyal QPSK

dapat memberikan perbaikan yang cukup baik pada F-FCH CDMA2000-1x RC3

yang diterapkan pada kanal Rayleigh yaitu dengan indikasi perbaikan performansi

BER rata-rata sebesar ± 9,1837.10-2 dengan coding gain ±9 dB.

5. Dari hasil simulasi menunjukan penambahan interleaver blok pada F-FCHCDMA2000-1x RC3 pada kanal multipath fading terdistribusi rayleigh memberikan

perbaikan error rate rata-rata ± 9,9298.10-4 atau ± 2 dB lebih baik dari pada

system yang tanpa menggunakan interleaver

DAFTAR PUSTAKA

[1] Vijay K. Garg,Ph.D.,P.E, “Wireless Network Evolution 2G To 3G”, Prentice Hall

PTR, New Jersey,2002.

[2] L.Peterson Roger. E.Ziemer Roger. E.Borth David, “Introduction To Spread

Spectrum Communications”, Prentice Hall, New Jersey, 1995.

[3] Smith Clint,P.E. Collins Daniel, “3G Wireless NetworkS”, McGraw-Hill

Telecommunications, New York, 2002.

[4] Shu Lin. J.Costello Daniel, JR, “Error Control Coding Fundamental and

Applications” Prentice Hall, New Jersey,1983.

15



[5] T.S. Rappaport, “wireless Communications Principles and Practice”, IEEE Press,

1996.

[6] TIA/EIA/IS-2000-2. “Physical layer Standar for CDMA2000 Spread Spectrum

System”, TIA/EIA Interim Standar, Telecommunication Industry Association,

August 1999.[7] C. Yang Samuel, “CDMA RF System Engineering ”, Artech House, Boston,1998.

[8] Byungwan Yu, ‘Hybrid Channel Coding for Error-Sensiteve Class on DS-CDMA

Air Interface”, Thesis of Virginia Institute and State, Blacksburg, Virginia, August

2003.

[9] Qualcomm, “Technical Introduction to CDMA2000 1x”, Qualcomm Incorporated,

San Diego U.S.A,2002.

16

bagian cdma

Documents