Download - Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
1/41
Modul 2 Konsep Dasar Sistem Seluler
TT 4113
SISTEM KOMUNIKASI SELULER
Jurusan Teknik Elektro Program StudiS1
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM2008
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
2/41
Pokok Bahasan
a. Arsitektur dan komponen jaringan seluler
b. Frekuensi re-use,hand-off
c. Modulasi, mutiple akses pada seluler
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
3/41
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
4/41
Arsitektur Dasar Sistem GSM
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
5/41
Air A
O & M
VLRMSC
VLRMSC
HLR
Core Network Network Sub
System
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
6/41
Arsitektur Jaringan GSM terdiri dari 3 bagian
utama :
1. Switching Subsystem (SSS) = NetworkSwitching Subsystem (NSS)
2. Radio Subsystem (RSS) = Base Station
Subsystem (BSS) & Mobile Station (MS)
3. Operation & Maintenance System (OMS)
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
7/41
Fungsi Subsystem GSM
OSS(Operation Subsystem)
Administrasi Pelanggan
Keamanan
Operasi dan
Pemeliharaan
NSS(Network Switching Subsystem)
Mobilitas Pelanggan
Pengaturan Pensinyalan
Pengaturan Komunikasi Pelanggan
RSS(Radio Subsystem)
BSC
BTS
Mengatur jaringan radio
Kanal Radio
Perangkattransmisi
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
8/41
GSM Interface
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
9/41
What makes cellular radio work? Frequency Reuse Channel Sharing (trunk effect) Handover/Handoff High Spectral efficiency
Other related considerations Propagation Attenuation is like d- , 2
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
10/41
KAIDAH PENENTUAN NOMOR SEL.
i , j = 0 , 1 , 2 , 3 , . . .
i = 1
= 2
z6 0
0
s e l r e f e r e n s i
i
1 2 00
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
11/41
Signal-to-Interference Ratio.
Consider closest co-channel cells:
Ukuran Kluster:
Co-channel ReuseDistance Ratio:
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
26
7
1
2
3
4
1
2
3
4
2
7
2
3
5
6
Dco
R
( ) ( )
( )
min 1 10 10
1 10
SIR log / 1 10 log 7 -1 dB
= log / 1 7.78 dB
co
co
K D R
K D R
=
=
2 2 N i ij j= + +
/ 3co
D R N =
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
12/41
Kluster.
K = 7
1 kluster
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
13/41
Definisi
Pengulangan frekuensi yang sama pada area
yang berbeda di luar jangkauan interferensinya
Reuse frekuensiF3F3
F1
F2JARAK BEBAS INTERFERENSI
1
2
3
1
2
3
1
2
3
Reuse frekuensi
Frequency Reuse.
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
14/41
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.
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
15/41
Frequnecy Reuse
1
2
3
1
2
3
reuse
1
2
3
freq. reuse pattern / clusteK = 3
1
2
3
freq. reuse patter
K = 4
41
2
3
4
2
3
4
1reuse
reusereuse
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
16/41
Cluster - 1Cluster - 1
44
11 22
33
66 77
55
44
11 22
33
66 77
55
44
11 22
33
66 77
55
Cluster - 2Cluster - 2
Cluster - 3Cluster - 3
aa
aa aa
aa
aa aa
aa
aaaa aa
aa
aa aa
aa
aaaa aa
aa
aa aa
aa
GSMCDMA
Disain frekuensi sederhana
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
17/41
Cell Splitting
before cell splitting after cell splitting
To increase the capacity, the operator performs cell splittings
1
0
2
1
0
0
1
P
P
R
R
C
C=
=
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
18/41
Cell Splitting
Diperlukan pada saat :
- Kepadatan trafik dalam cell meningkat.
- Kanal yang ada tidak mampu melayani.
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
19/41
S I E M E N S S I E M E N S
MSC/VLR
BSS BSSaddressed bySignaling Point
Code
Location Area
Location AreaCell:
CGI = MCC/MNC/LACODE/CI
Location Area:
LAI = MCC/MNC/LACODE
Subscriber Data
LAI
Subscriber Data
LAI
addressed by
Signaling Point
Code
Cell
Cell
Cell
Cell
Cell
Cell
CellCell
Cell
Cell
Cell Cell
Location Area
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
20/41
LA 1
VLRMSC
LA 5
LA 4
LA 3LA 2
Location Area and Cell Identity
CI 1
CI 2CI 3
D fi i i H dO
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
21/41
Definisi HandOver.
HandOver adalah proses perpindahan kanal trafik user pada saat user aktiftanpa terjadi pemutusan hubungan.
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 satuBSC.
II. External HandOver (Dikendalikan oleh MSC)1. MSC intra HandOver: pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam satu
MSC.
2. MSC inter HandOver : perpindahan hubungan yang terjadi pada 2 MSC yg berbeda.
pergerakan MS
HO
F1
HO
F2
Sel #1 Sel #2 Sel #3
F3
F1 ke F2 F2 ke F3
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
22/41
HandOver.
Normalized Distance from Base A
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
ReceivedPowerdBm
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
base A base B
from base C
received powerfrom base A
received power
from base B
received powerfrom base C
Handoff or Handover isa process of transferring amobile station from onechannel or base station toanother one.
Margin: = Pr,HO - Pr,min- Too big Margin --> HO trafficburden- Too small Margin -->higherDrop Call MAHO (Mobile Assisted Hand
Over) in GSM Soft HO in IS-95
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
23/41
HandOver Pada FDMA/TDMA.
BS1 BS2
A B
RS
L
Level at B
Level dimana terjadi HO
time
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
24/41
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
25/41
Handover Types
Intra-cell
BSCBTS
f 1, TS 1
f 2, TS 2
Intra-BSS
BSC
BTS
BTS
MSC
Handover
performed
Intra-MSC
MSC
BSS
BSS
Inter-MSC
MSC - BMSC - A
MSC - C
basic
subsequent
MSC
Handover
performed
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
26/41
Measurement:
connection quality & strength:
strength of serving BTS &
surrounding BTSs
HandoverDecision
MS
Measurement:connection quality & strength,
distance measurement (TA)
BTS
Measurement report
Timing Advance,
Power control
BSC
HO
decision
Measurement value processing
(averaging, limit values,..)
Evaluation list
(suitable BTSs for HO...)
Initiation of HO type
HandoverBSC/
MSC
Measurement
report
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
27/41
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
MSC (A)
VLR
Handoverexample
MSC (B)VLR
BSC
BSC
BTS
Level:cell A
cell B
cell C
BTS
BSC to MSC (A):
HO please!
cell BMSC (B)
A
B
C
1. BSC: HO necessary
2. Parallel connection setup
3. MS changes phys. channel
4. Original connection released
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
28/41
S I E M E N S S I E M E N S
S I E M E N S S I E M E N S
S I E M E N S S I E M E N S
MSC/VLR
Handover
Cell
Global
Identity
(CGI)
Roaming
SIM
old LAI
SIM
old LAI
old VLR new MSC
Location
Area Id
(LAI)
LAI -> VLRISD CGI -> MSCID
BSS
BSS
BSS
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
29/41
Soft handoff : Selama proses handoff MS terhubung ke dua atau tiga
BTS
BSC
Menggunakan
Rake receiver
Down-link
BTS BTSMS
Daerah soft handoffMSC
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
30/41
Lanjutan soft-handoff
Up-link
BSC
BTS BTS
Daerah soft handoff
MSC
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
31/41
CDMA : Soft HandOver.
The same signal is sent from BS1 and BS2 within one RNC,Except Power Control Command
R N C
B S 1
B S 2
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
32/41
Soft handoff
Serv BTS
Neighbor BTSNeighbor BTS
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
33/41
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
34/41
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
S ft H dO
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
35/41
Softer HandOver.
R N C
S e c t o r 1
S e c t o r 2
B S
The same signal is sent from both sectors to an MS
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
36/41
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
37/41
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
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
38/41
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
MOD
QPSK
I PILOT_PN
Q PILOT_PN
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
39/41
Status maintenance set
Active set : berisi pilot-pilot dari beberapa cell atau sector yangsecara 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 thresholdT_ADD akan
dimasukan sebagai candidate. Satu pilot akan dipindahkan ke
posisi neighbor set jika kuat sinyalnya jatuh dibawah pilot
drop threshold T_DROPuntuk durasi lebih besar dariT_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.
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
40/41
Proses handoff
T_ADD
T_DROP
Ec/I0
Active set 1 pilot A
Active set
2 pilot A & BActive set 1 pilot B
Jarak(1)
Start T_TDROP
(2) (3) (4) (5) (6) (7)
Cell-A Cell-BMS
Langkah-langkah Handover pada CDMA
-
8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular
41/41
(1) MS hanya dilayani oleh cell A dan active set hanya terdiri dari pilot A. MS mengukur
pilot B (Ec/Io), diperoleh kecendrungan > 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 untukTCH 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 mengaktifkan timer.
(5) Timer mencapat T_TDROP, MS mengirim PSMM (pilot strength
measurement message)
(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