makalah skn

5/14/2018 makalah skn - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-skn-55ab4dfdc01fd 1/28

12. EVOLUSI HSPA

Pada pembahasan awal telah dijelaskan tentang HSPA secara keseluruhan. Pada bab ini akan

dibahas tentang perkembangan HSPA lebih lanjut terkait dengan peningkatan QOS dan

troughput. Evolusi HSPA menawarkan berbagai macam fitur terbaru seperti teknologi MIMO.

12.1 MIMO

MIMO adalah salahsatu fitur utama terbaru di release 7, dikenalkan untuk meningkatkan peak

data rates melalui transmisi multi-stream. MIMO dikenal dengan kepanjangan dari Multiple

Input Multiple Output, diimplementasikan sebagai antenna pada transmitter dan receiver. Fungsi

dari MIMO ini digunakan untuk memperoleh diversity gain dan meningkatkan carrier-to-

interference ratio pada sisi receiver. Dengan kata lain, bentuk ini umumnya digunakan untuk

menunjukkan transmisi multiple layer atau multiple stream dengan arti meningkatkan data rate

yang mungkin di dalam kanal. Maka, MIMO atau spatial multiplexing, dapat dilihat sebagai

perangkat yang meningkatkan throughput di sisi end-user dengan berwatak sebagai “data-rate

booster”.

Skema MIMO didisain untuk memanfaatkan property di lingkungan propagasi radio untuk

mencapai data rate yang tinggi dengan mentransmit multiple data stream dengan cara pararel.

Bagaimanapun, untuk menerima data rate yang tinggi ini, secara bersamaan carrier-to-

interference yang tinggi dibutuhkan. Spatial multiplexing secara garis besar dapat dipakai di

dalam cell yang kecil atau dekat dengan base station, dimana carrier-to-interference yang tinggi

yang umum. Pada situasi dimana carrier-to-interference ratio tinggi yang cukup tidak dapat

diterima, multiple receive antenna, dimana sebuah UE yang berkemampuan MIMO sebagai

perangkat, dapat digunakan untuk menerima diversity yang juga untuk transmisi single-stream.

Maka, sebuah UE yang berkemampuan MIMO akan menawarkan cell-edge data rate yang lebihtinggi juga pada cell yang besar, dibandingkan dengan sebuah UE single-antenna.



Dibawah ini merupakan gambar implementasi antenna dengan teknolog MIMO

Gambar 12.1 MIMO 2x2

Skema yang digunakan untuk HSDPA-MIMO terkadang dilihat sebagai dual-stream transmit

adaptive arrays (D-TxAA), merupakan sebuah skema multi-codeword dengan rank adaptation

dan pre-coding. Skemanya dapat diartikan sebagai generalisasi transmit diversity closed-loop

mode-1, sudah dipakai pertama kali WCDMA muncul.

Transmisi sampai 2 stream didukung oleh HSDPA-MIO. Setiap stream merupakan subjek ke

proses physical-layer yang sama dalam bentuk coding, spreading, dan modulasi sebagai HSDPA

single-layer. Setelah pengkodean, spreading, dan modulasi, linear pre-coding digunakan sebelum

hasilnya dimapkan ke 2 antenna pengirim. Pre-coding dapat menguntungkan untuk

memanfaatkan antenna pengirim dengan menggunakan transmit diversity. Oleh karena itu, pre-

coding pada single-stream sama dengan transmit diversity closed-loop mode-1. Secara esensinya,

ini dapat diartikan secara sederhana bentuk dari beam-forming. Proses linear pre-coding ini

berupaya untuk pra-distorsi sinyal sehingga 2 stream saling orthogonal di sisi penerima.

Tujuannya untuk mengurangi interferensi dan mngurangi beban saat proses penerima.

12.1.2 TRANSMISI DATA HSDPA-MIMO

Untuk men-support transmisi dual-stream, HS-DSCH dimodifikasi untuk men-support 2 blok

transport per TTI. Setiap transport block mewakili 1 stream. Sebuah CRC dilampirkan ke setiap



transport-block dan setiap transport blok dikodekan secara mandiri. Diilustrasikan pada gambar

12.2. karena dua transport blok digunakan pada transmisi multi-stream, HSDPA-MIMO adalah

skema multi code-word dan membolehkan untuk sebuah penerima successive-interference-

cancellation pada UE.

Proses physical-layer untuk setiap stream adalah sama dengan single-stream. Untuk mencegah

kanalisasi kode yang sia-sia, set yang sama pada kanalisasi kode seharusnya digunakan untuk 2

stream. Pada sisi penerima, 2 stream dipisahkan dengan proses penerima yang benar, misalnya

dengan interference cancellation.

Gambar 12.1.2 Proses HS-DSCH Pada Transmisi MIMO



Sinyal setelah spreading mandiri pada sebuah stream dapat dilihat sebagai sinyal pada virtual

antenna. Sebelum setiap sinyal virtual-antenna dipakai untuk physical antenna, linear pre-coding

digunakan saeperti ilustrasi pada Gambar 12.1.3 untuk setiap stream, pre-coder secara sederhana

adalah sepasang weights. Stream I dimultikan dengan weight kompleks wij sebelum dipakai

untuk physical antenna j.

Gambar 12.1.3 Modulasi, spreading, scrambling dan pre-coding untuk dual-stream MIMO

Menggunakan pre-coding menguntungkan untuk beberapa alas an, khusunya pada transmisi

single-stream. Pada kasus ini, pre-coding menyediakan diversity gain dan array gain seperti

antenna transmit yang digunakan dan weight dipilih seperti sinyal dari dua antenna yang



ditambahkan pada sisi penerima. Hasil ini pada carrier-to-interference ratio yang saat diterima

lebih tinggi daripada kehadiran pre-coding, sehingga meningkatkan jangkauan untuk laju data.

Oleh karena itu, jika power amplifier yang terpisah digunakan untuk setiap physical antenna,

pre-coding meyakinkan keduanya digunakan juga pada transmisi single-stream, yang

meningkatkan daya transmit total. Pre-coding weight pada transmisi single-stream dipilih

menjadi identik pada yang digunakan untuk release 99 closed-loop transmit diversity,

Pada transmisi dual-stream, pre-coding digunalan untuk membantu penerima dalam memisahkan

dua stream. Jika weight untuk stream kedua dipilih sebagai eigenvector (orthogonal) pada

covariance matrix pada penerima, dua stream tidak akan saling mengganggu pada sisi pengirim.

Maka, ketika weight untuk stream pertama dipilih, weight w1,2 , w2,2 digunakan untuk stream

kedua yang bergantung pada requirement untuk membuat kolom matrix orthogonal pre-coding.

Karena ada 4 perbedaan nilai yang mungkin untuk w1,2 , berikut bahwa ada empat perbedaannilai pre-coding matrix W yang mungkin. Pre-coding matrix konstan sampai satu subframe.

Setting weight tergantung implementasi NodeB tetapi secara tipikal berdasarkan pada pre-

coding Control Indication (PCI) feedback dari UE.

Untuk mendemodulasi data yang ditransmisikan, UE membutuhkan estimasi kanal diantara

setiap base station virtual antenna dan setiap physical antenna UE. Maka, total dari empat kanal

butuh untuk diestimasi. Satu kemungkinan akan ditransmisikan pilot kanal pada setiap virtual

antenna. Bagaimanapun, ini tidak akan manjadi berbalik cocok sebagai UE yang mengasumsikanpilot utama untuk ditransmisikan dari antenna primer. Demodulasi kanal non-MIMO, misalnya

kanal control penting untuk operasi system, tidak akan mungkin juga sebagai kanal yang tidak

ditransmisikan menggunakan pre-coding apapun. Oleh karena itu, common plikot channels

ditransmisikan pada cara yang sama seperti untuk transmit diversity. Pada setiap physical

antenna, common pilot antenna ditransmisikan. Juga common pilot channel rimer



dikonfigurasikan pada setiap antenna, menggunakan kanalisasi dan scrambling code yang sama

di semua antenna, atau common pilot primer dikonfigurasikan pada satu antenna dan common

pilot sekunder pada antenna lainnya. Pada kasus common pilot primer yang digunakan untuk

common pilot yang berbeda (semua zeros untuk physical antenna pertama seperti pada single-

antenna, dan urutan zero dan ones untuk physical antenna kedua). Kedua skema ini

mengaktifkan UE untuk estimasi kanal dari setiap physical transmit antenna untuk setiap antenna

penerimanya. Pengetahuan pre-coding matrix yang digunakan NodeB, UE dapat membentuk

estimasi effective channel daari setiap virtual antenna untuk setiap physical antenna penerima

sebagai HW, dimana

Dan hi,j adalah estimasi kanal diantara physical antenna I pada base station dan physical antenna j

pada UE. Untuk alasan ini, pre-coding matrix disinyalkan ke UE pada kanal HS-SCCH.

Pensinyalan pre-coding matrix dengan baik menyederhanakan implementasi UE dibandingkan

dengan estimasi antenna weight yang merupakan kasus untuk closed-loop transmit diversity pada

Release 99.

12.1.2 RATE CONTROL UNTUK HSDPA-MIMO

Rate control untuk setiap stream sama dengan single-stream. Bagaimanapun, mekanisme rate

control juga membutuhkan penentuan jumlah stream untuk transmisi dan pre-coding matrix yang

digunakan. Maka, untuk setiap TTI, jumlah stream yang ditrasmisikan, ukuran transport-block

untuk setiap stream, jumlah kode kanalisasi, skema modulasi, dan pre-coding ditentukan oelh

mekanisme rate-control. Informasi ini disediakan untuk UE pada kanal HS-SCCH, sama dengan

kasus non-MIMO. Karena control penjadwalan ukuran dua transport block pada kasus transmisi

multi-stream, data rate dua stream dapat dikontrol secara mandiri.

Transmisi multi-stream menguntungkan hanya pada carrier-to-interference tinggi yang secara

relative dan akan hanya digunakan untuk data rate tertinggi. Untuk data rate yang lebih rendah,



transmisi single-stream seharusnya digunakan. Pada kasus, 2 physical antenna digunakan untuk

transmisi diversity dan hanya salah satu virtual antenna yang membawa data user.

Mirip dengan Release 6, mekanisme rate-control secara tipikal bergantung pada feedback UE

pada kualitas kanal. Pada kasus transmisi dual-stream, informasi tentang data rate yang support

pada setiap stream yang dibutuhkan. Bagaimanapun, Karena penjadwalan NodeB bebas memilih

jumlah stream yang ditransmisikan ke UE, hasil CQI diperluas untuk meng-cover kasus ini, serta

mengidentifikasi pre-coding matrix.

12.1.3 Hybrid-ARQ dengan Soft Combining Untuk HSDPA-MIMO

Untuk setiap stream, proses physical-layer hybrid-ARQ dan penggunaan proses multiple hybrid-

ARQ identik dengan single-stream. Bagaimanapun, karena multiple stream ditransmisikan

kesemua antenna yang berbeda, satu stream mungkin secara benar diterima ketika stream yang

lain membutuhkan transmisi ulang saat pengiriman. Oleh karena itu, satu pengakuan hybrid-

ARQ setiap stream dikirim dari UE ke NodeB.

12.1.4 Pensinyalan Kontrol Untuk HSDPA-MIMO

Untuk men-support MIMO, pensinyalan control out-band dimodifikasi secara bersamaan. Tidak

ada perubahan pada pensinyalan control in-band pada bentuk header MAC-hs yang dibutuhkan

sebagai ordering ulang dan prioritas seleksi antri tidak dipengaruhi oleh pengenalan MIMO.

Bagaimanapun, untuk support secara efisien data rate yang lebih tinggi disediakan oleh MIMO,

MAC, dan layer RLC yang di-update dengan segmentasi fleksibel.

Pensinyalan control out-band downlink dibawa oleh kanal HS-SCCH. Pada kasus support MIMO

yang diaktifkan pada UE, format alternative kanal HS-SCCH digunakan untuk mengakomodasi

informasi tambahan yang diperlukan. Pembagian kanal HS-SCCH pada dua bagian yang dijaga.

Bagian pertama diperluas untuk memasukkan informasi tentang jumlah stream yang

ditransmisikan ke UE, satu atau dua, dan skema modulasi mereka serta 4 matriks pre-coding

NodeB yang mana yang digunakan untuk transmisi. Untuk bagian kedua dari kanal HS-SCCH.



Format digunakan tergantung pada apakah satu atau dua stream yang dijadwalkan ke UE. Pada

kasus yang lain, penambahan bit-bit yang ditransmisikan pada bagian kedua untuk menghasilkan

hybrid-ARQ dan informasi ukuran transport-block juga untuk stream kedua. Walaupun

peningkatan jumlah bit-bit pada kanal HS-SCCH pada kasus MIMO yang diaktifkan pada UE,

factor spreading kanal HS-SCCH dijaga pada 128. Penambahan bit-bit yang dicocokkan

kedalam kanal fisik dengan mengatur laju matching dari dua bagian yang benar. Oleh karena itu,

indicator data yang baru, versi redundancy, dan constellation-rearrangement fields

dikombinasikan didalam joint field, mengeliminasi beberapa less-frequently menggunakan

kombinasi dari release HSPA sebelumnya.akhirnya, batasan pada kanal HS-SCCH yang sama

harus digunakan diantara subframes pada kasus transmisi yang berkelanjutan ke UE yang telah

dihapus untuk semua terminal release 8 untuk menyediakan penambahan fleksibilitas ke

penjadwalan.

Pensinyalan control out-band uplink terdiri dari acknowledgement hybrid-ARQ, PCI, dan CQI,

dan ditransmisikan pada kanal HS-DPCCH. Pada kasus transmisi single-stream, hanya satu

acknowledgment single bit ditransmisikan dan format identik dengan release 5. Pada kasus

transmisi dual-stream, dua bit acknowledgment hybrid-ARQ di kodekan secara nyambung

sampai 10 bit dan ditransmisikan pada satu slot kanal HS-DPCCH.

Gambar 12.3 Informasi HS-SCCH dalam kasus MIMO. Informasi yang ditebalkan

ditambah bandingan pada Release 5



Gambar 12.1.4 Contoh tipe A dan tipe B PCI/CQI reporting untuk UE yang

dikonfigurasikan untuk MIMO

Pre-coding Control Information (PCI), terdiri dari 2 bit, mengidentifikasi 4 matriks pre-coding

yang me-match-kan kondisi kanal pada UE.

Channel Quality Indicator (CQI). Mengidentifikasi data rate UE pada kasus transmisi yang

selesai menggunakan PCI yang direkomendasikan. Laporan single-stream dan dual-stream CQI

berguna sebagai penjadwalan yang bias memutuskan transmisi single-stream, bahkan jika

kondisi kanal membolehkan dua stream, di beberapa kondisi, contohnya jika jumlah data yang

ditransimiskan adalah kecil. Pada kasus ini, laporan single-stream CQI dibutuhkan, ketika pada

transmisi dual-stream laporan CQI per stream berguna. Karena tidak mudah untuk

menyimpulkan kualitas single-stream dari laporan dual-stream, dua tipe laporan CQI

didefinisikan:

1. Laporan tipe A, berisi PCI dan rekomendasi jumlah stream, satu atau dua, serta CQI

untuk setiap stream-streamnya.

2. Laporan tipe B, berisi PCI dan CQI pada kasus transmisi single-stream.

Untuk laporan tipe B, lap;oran CQI 5 bit yang sama pada awal release yang digunakan, saat itu

untuk tipe A dan CQI terdiri dari 8bit. Pada keduanya, laporan PCI dan CQI diurutkan kedalam

20bit menggunakan kode blok.



Mirip dengan kasus non-MIMO, laporan PCI/CQI ditransmisikan didalam 2 slot pada kanal HS-

DPCCH. Membolehkan untuk adaptasi yang fleksibel ke lingkungan propagasi yang berbeda, N

out pertama pada laporan M PCI/CQI merupakan laporan tipe A dan sisanya laporan M-N adalah

laporan tipe B. Rasio N/M dikonfigurasikan oleh pensinyalan RRC. Dua contoh ditunjukkan

pada gambar diatas.

12.1.5 Kemampuan UE

Untuk mengizinkan jarak yang luas pada implementasi UE yang berbeda, MIMO tidak

kompatibel untuk semua UE. Oleh karena itu, karena transmisi multi-stream secara umum

merupakan perangkat untuk meningkatkan peak data rate, MIMO umumnya relevant untuk

kategori UE yang tinggi. Maka, UE men-support MIMO yang selalu berkemampuan menerima

15 kode kanalisasi. Selanjutnya, beberapa kemampuan mungkin berbeda tergantung pada apakah

terminal dikonfigurasikan terhadap mode MIMO atau tidak; sebagai contoh beberapa kategori

terminal yang berkemampuan MIMO dapat support 64QAM yang hanya beroperasi pada mode

non-MIMO.

12.2 Higher-order Modulation

Pengenalan MIMO, yang didiskusikan pada bab sebelumnya, diperbolehkan untuk meningkatkan

peak data rate. Peningkatan ini diterima oleh memanfaatkan kondisi propagasi pada kanal

memalui transmisi multi-stream. Bagaimanapun, pada beberapa situasi UE dapat mengalami

rasio high carrier-to-interference pada waktu yang sama sebagai kanal yang tidak men-support

transmisi multi stream, contohnya pada kasus propagasi LOS. Higher-order modulation juga

berguna untuk data rate tinggi pada kasus ketika UE atau NodeB yang tidak dipakai dengan

multiple antenna. Oleh karena itu, Release 7 meningkatkan highest modulation order to 64QAM

pada sisi downlink dan 16QAM pada sisi uplink dan release 8 mengambil satu langkah lebih

maju dengan menyediakan support secara langsung untuk 64QAM dan MIMO pada sisi

downlink. Laju peak dengan higher oder modulasi dan MIMO dijabarkan pada Tabel 12.1



Mendukung 64QAM pada sisi downlink dan 16QAM pada sisi uplink didasarkan oleh prinsip

yang sama yang telah dispesifikasikan untuk Release 6. Bagaimanapun, untuk memenuhi

kebutuhan pemancar RF, sedikit power amplifier back-off yang lebih besar mungkin dibutuhkan

untuk skema modulasinya.

Table 12.1 Laju Peak di sisi downlink dan uplink dengan modulasi higher-order dan

MIMO

12.3 Konektivitas Paket yang Kontinyu

Trafik packet-data sering sangat bursty dengan periode yang jarang pada aktivitas transmisi.

Jelasnya, dari performansi user, ini menguntungkan untuk menjaga kanal HS-DSCH dan E-DCH

dikonfigurasikan di sisi uplink dan downlink pada biaya. Dari sisi jaringan, ada biaya interferensi

uplink dari transmisi DPCCH bahkan pada transmisi data. Dari sisi user, konsumsi daya adalah

masalah utama; bahkan ketika tidak ada data yang diterima perangkat UE untuk memancarkan

kanal DPCCH dan monitor kanal HS-SCCH.

Untuk mengurangi konsumsi daya UE, WCDMA, seperti system seluler kebanyakan,

mempunyai beberapa daerah: URA_PCH, CELL_FACH, dan CELL_DCH, perbedaan states

diilustrasikan pada Gambar 12.5

Komsumsi daya paling rendah diterima ketika uE berada di salahsatu dua daerah paging yang

dispesifikasikan untuk WCDMA, dengan nama CELL_PCH dan URA_PCH. Pada daerah ini,

UE tidak aktif dan hanya terkadang aktif untuk mengecek pesan paging. Mekanisme paging



umumnya diharapkan untuk waktu yang lebih panjang pada non aktif. Untuk sumber data,

perangkat uE dipindah ke kanal CELL_FACH atau CELL_DCH.

Pada kanal CELL_FACH, UE dapat mentransmisikan jumlah data yang kecil dari bagian

prosedur random-access. UE juga memonitor kanal common downlink untuk jumlah user data

yang kecil dan pensinyalan RRC dari jaringan.

Gambar 12.5 Model Daerah WCDMA

Daerah high-transmission-activity dikenal sebagai kanal CELL_DCH. Pada daerah ini, UE dapat

menggunakan kanal HS_DSCH dan E_DCH untuk sumber data dengan jaringan. Daerah ini

diijinkan untuk transmisi cepat pada jumlah user data yang besar, tetapi juga mempunyai

konsumsi daya UE paling tinggi.

Pensinyalan RRC digunakan untuk memindahkan UE diantara daerah yang berbeda. Maka,

seperti yang didiskusikan diatas, dari sisi delay ini dapat mengacu untuk menjaga UE di kanal

CELL_DCH, saat dari sisi interferensi dan konsumsi daya, salahsatu daerah paging

diprioritaskan.

Untuk meningkatkan packet-data pada HSPA, satu set fitur yang dikenal sebagai Continuous

Packet Connectivity (CPC), yang dikenalkan pada release 7. CPC terdiri dari 3 blok bangunan:



1. Discontinuous transmission (DTX), untuk mengurangi interferensi uplink dan

meningkatkan kapasitas uplink, serta menyimpan daya baterai.

2. Discontinuous reception (DRX), membolehkan UE untuk mematikan rangkaian penerima

secara periodic dan menyimpan daya baterai.

3. HS-SCCH-less operation, untuk mengurangi pensinyalan control yang berlebihan untuk

jumlah data yang kecil, yang akan menjadi kasus untuk layanan seperti VoIP.

Tujuan dengan fitur-fitur ini menyediakan keadaan yang “selalu on” untuk end user dengan

menjaga UE pada kanal CELL_DCH untuk waktu yang panjang dan mencegah daerah frequent

yang berubah ke daerah aktivitas rendah, serta meningkatkan kapasitas untuk layanan, seperti

VoIP,. Karena mereka secara umum berhubungan dengan packet-data, mereka hanya support di

dalam kombinasi dengan HSPA; maka jika kanal DCH dikonfigurasikan, fitur CPC tidak dapat

digunakan.

12.3.4 Control Signalling

Pensinyalan higher-layer merupakan cara primer untuk men-setting dan mengontrol fitur CPC.

Siklus UE DTX dan UE DRX dikonfigurasikan dan diaktifkan oleh pensinyalan RRC.

Bagaimanapun, mereka tidak diaktifkan secara cepat setelah call setup, tetapi hanya setelah

waktu konfigurasi (dikenal sebagai Enabling Delay) untuk mengijinkan sinkronisasi dan loop

control daya untuk penstabilan. HS-SCCH-less operation, dengan kata lain, dapat diaktifkan

secara langsung pada call-setup.

Penambahan pensinyalan RRC, ada juga kemungkinan untuk melayani NodeB agar

mengaktifkan dan mematikan uplink DTX dan downlink DRX dengan menggunakan HS-SCCH

pola bit, tidak digunakan untuk operasi penjadwalan normal. Walaupun mekanisme ini secara

tipikal tidak digunakan, ini menyediakan penjadwal dengan kemungkinan oprasi DTX/DRXutama untuk penambahan fleksibilitas. Jika UE menerima aktivasi atau non-aktivasi kanal

DTX/DRX yang berada pada kanal HS-SCCH, meresponnya dengan mengirimkan

acknowledgement pada kanal HS-DPCCH. Aktivasi HS-SCCH dapat juga digunakan untuk

mengaktifkan atau menon-aktifkan HS-SCCH-less operation.



12.4 Peningkatan operasi CELL_FACH

UE akan diaktifkan pada kanal CELL_FACH jika tidak ada aktivitas transmisi untuk periode

waktu. Dulunya UE berada pada kanal CELL_FACH, pensinyalan pada Forward Access

Channel (FACH), kanal transport common downlink laju rendah, dibutuhkan untuk

memindahkan UE ke kanal CELL_DCH yang dulunya sumber data apapun pada kanal HS-

DSCH dan E-DCH dapat mengambil tempat. Sumber daya fisik yang mana FACH

dimappingkan secara semi statistic dikonfigurasikan dengan RNC, memaksimalkan sumberdaya

yang tersedia untuk kanal HS-DSCH dank anal downlink lainnya, jumlah sumberdaya (laju data

FACH) secara tipikal tetap kecil, dalam urutan beberapa 10 kbit/s.

Untuk mengurangi latency yang diasosiasikan dengan daerah yang berpindah, Release 7

meningkatkan performansi dengan mengijinkan kanal HS-DSCH yang digunakan juga di daerah

kanal CELL-FACH. Ini sering disebut peningkatan operasi CELL-FACH. Menggunakan kanal

HS-DSCH jugan di CELL-FACH digunakan untuk pengurangan yang signifikan pada delay

yang diasosiasikan dengan men-switch daerah CELL_DCH. Selain menggunakan FACH laju

rendah, pensinyalan dari jaringan ke UE dapat dibawa oleh kanal HS-DSCH laju tinggi. Ini dapat

menghasilkan pengurangan yang signifikan pada delay call-setup dan peningkatan bersama pada

sisi user.

Pada peningkatan operasi kanal CELL_FACH, UE memonitor kanal HS-SCCH untuk informasi

penjadwalan menggunakan prinsip yang sama. Bagaimanapun, perbedaan hal utama

dibandingkan pada prosedur kanal HS-DSCH yang bukan dedikasi uplink yang ada di daerah

kanal CELL_FACH. Dengan konsekuensi, tidak ada laporan CQI yang tersedia untuk adaptasi

laju dan kanal yang bergantung pada penjadwalan, juga mungkin untuk mentransmisikanfeedback hybrid-ARQ apapun. Oleh karena itu, adaptasi laju dan penjadwalan kanal dependen

tidak berdasarkan pengukuran yang panjang, ditransmisikan sebagai bagian dari prosedur akses

acak yang digunakan untuk inisiasi perubahan daerah. Perhitungan untuk kekurangan feedback

hybrid-ARQ, jaringan dapat secara sembunyi mentransmisikan ulang data downlink sebelum

dikonfigurasikan jumlah waktu untuk meyakinkan kehandalan penerimaan pada UE.



Jika format header MAC yang sama digunakan, bahkan mungkin saat memulai mentransmisikan

data user ke mobile terminal ketika membawa hubungan dari kanal CELL_FACH ke kanal

CELL_DCH. Hasil ini pada peningkatan yang signifikan pada sisi user yang dibandingkan ke

pendekatan yang digunakan dulunya pada Release 7, dimana transmisi data dihentikan selama

perubahan daerah.

Oleh karena itu, penerimaan kanal HS-DSCH juga didukung pada daerah paging. Ini berguna

untuk switching yang cepat dari daerah paging dan mirip dengan pendekatan yag diambil oleh

LTE untuk paging.

Pada release 8, peningkatan CELL_FACH diambil satu langkah kedepan oelh pengaktifan kanal

E-DCH pada sisi uplink di kanal CELL_FACH untuk mengurangi delai sebelum kanal E-DCH

dapat digunakan. Pada konvensional prosedur akses acak WCDMA/HSPA, daya pembukaan

akses acak yang pendek sukses dinaikkan sampai didekteksi oleh NodeB yang diindikasi oelh

pensinyalan downlink pada Acquisition Indicator Channel (AICH). Jika UE menerima

acknowledgement yang positif pada kanal AICH, diteruskan dengan mentransmisikan pesan

yang actual pada RACH uplink, ketika acknowledgement negative menyatakan bahwa NodeB

tidak siap untuk menerima pesan akses acak dan meminta UE membuat usaha akses acak lainnya

pada waktu selanjutnya. Karena RACH dimaksudkan untuk jumlah data yang kecil, dia

mempunyai laju data yang terbatas dan dapat hanya men-support transmisi transport blok tunggal. Maka, terminal dengan jumlah data uplink yang lebih besar juga membutuhkan

kehandalan usaha multiple random-access untuk mentransmisikan data atau harus

menghubungkan dari kanal CELL_FACH ke kanal CELL_DCH, yang memperkenalkan delay.

Satu cara untuk mengurangi delai tersebut adalah mentransmisikan data pada kanal E-DCH yang

sudah di kanal CELL_FACH. Pada Release 8, ini diselesaikan dengan mem-pre-configure

parameter awal untuk kanal E-DCH-related. Diatas resepsi ACK pada kanal AICH, UE

mentransmisikan pesan tidak pada kanal RACH tetapi pada kanal E-DCH dengan laju data lebihtinggi secara signifikan. Ada juga kemungkinan untuk mengkonfigurasi penambahan sets

parameter E-DCH. Pada kasus NodeB yang memutuskan tidak menggunakan set awal, dapat

menggunakan kanal extended AICH (E-AICH) untuk mensinyalkan indikasi offset yang

menggunakan set. Jika NAK disinyalkan pada kanal AICH dank anal E-AICH dikonfigurasikan,

UE menggunakan offset yang disediakan oleh kanal E-AICH.



Pernyataan pada kanal E-DCH pada masalah multiple terminal dicoba untuk menunjukkan akses

acak pada waktu yang sama yang diselesaikan ulang dengan makna identitas UE pada transmisi

kanal E-DCH. Menggunakan peningkatan format header MAC, mirip dengan downlink,

mungkin untuk mulai transmisi data yang sudah di kanal CELL_FACH. Transmisi data dapat

lanjut tanpa interupsi, bahkan selama daerah berganti dari kanal CELL_FACH ke kanal

CELL_DCH.

12.5 Advanced Receivers

Ada banyak cara untuk meningkatkan performansi, contohnya, throughput data dan jangkauan

tanpa modifikasi yang secara spesifik. Kebanyakan peningkatan ini berdasarkan pada algoritma

penerima yang advance dan diimplementasikan pada software dalam process baseband.

Peningkatan lainnya membutuhkan lebih banyak “hardware” dalam bentuk antenna dan

komponen RF, contohnya, penerima antenna diversity dan teknik beam-forming. Penerima yang

advance mungkin untuk base station dan perangkat mobile (UE)

Untuk penerima tunggal, peningkatan diwujudkan dengan menurunkan rasio signal-to-noise (Eb

/N0 ) yang dibutuhkan untuk spesifikasi QOS. Performansi peningkatan penerima ditingkatkan

QOS, contohnya, laju data end-user. Jika jumlah perangkat user lebih besar mempunyai

peningkatan penerima, akan maju untuk meningkatkan system performansi, contohnya, system

throughput data yang lebar.

Ada empat tipe yang mana tipe kebutuhan yang didefinisikan dalam spesifikasi 3GPP, antara

lain:

1. Tipe 1 : kebutuhan performansi yang berdasarkan pada UE yang memanfaatkan penerima

diversity.

2. Tipe 2 : kebutuhan performansi yang berdasarkan pada UE yang memanfaatkan struktur

Linear Minimum Mean Square Error (LMMSE) chip-level equalizer receiver.

3. Tipe 3: kebutuhan performans yang berdasarkan pada UE yang memanfaatkan diversity

penerima dan struktur chip-level equalizer.



4. Tipe 3i : kebutuhan performansi yang berdasarkan UE yang memanfaatkan diversity

penerima dan struktur interference-aware chip-level equalizer.

Tabel 12.2 kebutuhan penerima advance dalam spesifikasi performansi UE

12.6 Operasi MBSFN

Prinsip mendasar dibelakang MBMS adalah mentransmisikan sinyal yang sama dari multiple

base station. Bagaimanapun, Karena WCDMA/HSPA menggunakan cell-spesifik

scrambling, mengkombinasikan perangkat untuk dibawa dengan memproses terminal. Unutk

meningkatkan performansi MBMS, operasi frekuensi tunggal, juga disebut sebagai

Multicast-Broadcast Single Frequency Network (MBSFN) yang menguntungkan. Di dalam

MBSFN, cell merupakan time-synchronized dan identik menjiplak sinyal yang dtransmisikan

dari semua cell, itu terwujud menggunakan kode scrambling yang sama di semua cell yangterlibat di dalam operasi MBSFN. Dikombinasikan dengan penerima advanced interference-

suppressing pada terminal, rasio signal-to-noise yang sangat tinggi dapat dihasilkan. Untuk

memanfaatkan ini, Release 7 menambahkan dukungan untuk 16QAM pada kanal FACH dan

pilot time-multiplexed.



13. LTE : Pengenalan dan Target Disain

Gambar 13.1 Roadmap LTE

Secara pararel untuk perkembangan HSPA, 3GPP telah menspesifikasi teknologi radio akses

yang baru, yang dikenal sebagai Long-Term Evolution (LTE). Maka, evolusi 3G terdiri dari

dua track pararel, keduanya mempunyai manfaat mereka masing-masing, untuk evolusi radio

akses. Gambar 13.2 mengilustrasikan hubungan antara HSPA dan LTE.

Mendukung kemampuan packet-data yang baru disediakan oleh interface rado LTE, dan

dikembangkan jaringan core yang telah ada. Pekerjaan itu pada spesifikasi jaringan core-nya

disebut System Architecture Evolution (SAE).



Gambar 13.2 Evolusi LTE dan HSPA

13.1 Target Desain LTE

Kebutuhan untuk LTE dibagi menjadi 7 area berbeda:

1. Capabilities (kemampuan)

2. Performansi system

3. Aspek deployment-related

4. Arsitektur dan migrasi

5. Radio resource management (RRM)

6. Complexity (kompleksitas)

7. Aspek umum

13.1.1 Capabilities (kemampuan)

Target untuk kebutuhan peak data-rate downlink dan uplink sebesar 100Mbit/s dan 50 Mbit/s,

ketika beroperasi di alokasi spectrum 20 MHz. Untuk alokasi spectrum yang lebih sempit, peak

data rates diskalakan. Maka, kebutuhan dapat ditunjukkan sebesar 5 bit/s/Hz untuk downlink dan

2.5 bit/s/Hz untuk uplink. LTE support operasi FDD dan TDD. Untuk TDD, transmisi uplink dan

downlink tidak bias, dengan arti, terjadi secara bersama. Maka peak data rate tidak dapat

dipertemukan secara bersama. Untuk FDD, dengan kata lain, spesikasi LTE seharusnya berguna

untuk penerimaan bersama dan transmisi pada peak data rate dispesifikasikan diatas.



Kebutuhan latency dibagi menjadi kebutuhan control-plane dan user-plane. Latency control-

plane mengalamatkan delay untuk mentransmisikan dari daerah terminak non-aktif yang berbeda

ke daerah aktif dimana mobile terminal dapat mengirim dan/atau menerima data. Ada dua

pengukuran: pengukuran pertama ditunjukkan seperti waktu transisidari daerah camped seerti

Release 6 daerah idle mode, dimana kebutuhannya sebesar 100 ms; pengukuran yang lainnya

ditunjukkan seperti waktu transisi dari daerah dormant seperti Release 6 CELL_PCH dimana

kebutuhannya sebesar 50 ms. Untuk keduanya, apapun delay sleep mode dan pensinyalan non-

RAN tidak termasuk.

Latency user-plane ditunjukkan seperti waktu yang diambil untuk mentransmisikan paket IP

kecil dari terminal ke RAN edge node atau sebaliknya yang diukur pada layer IP. Waktu

transmisi satu arah tidak seharusnya melebihi 5 ms di dalam jaringan yang tidak bekerja,

sehingga, tidak ada terminal yang dating di dalam cell itu.

Sebagai sisi kebutuhan untuk kebutuhan latency control-plane, LTE seharusnya support

setidaknya 200 mobile terminal di daerah aktif ketika beroperasi di 5 MHz. Di dalam alokasi

yang lebih lebar dari 5 MHz, setidaknya 400 terminal seharusnya didukung. Jumlah terminal

yang tidak aktif di dalam cell merupakan bukan daerah yang dimaksud, tetapi seharusnya lebih

tinggi secara signifikan.

13.1.2 Performansi Sistem

Target desain performansi system LTE mengalamatkan user throughput, efisiensi spectrum,

mobilitas, jangkauan, dan peningkatan MBMS yang lebih jauh.

Pada umumnya, kebutuhan performansi LTE ditunjukkan hubungan ke system baseline

menggunakan Release 6 HSPA. Untuk base station, satu transmisi dan dua penerima antenna

yang diasumsikan, ketika terminal mempunyai maksimum satu antenna transmit dan 2 antena

terima. Bagaimanapun, itu penting untuk dicatat bahwa lebih fitur advance yang dijelaskan

sebagai bagian dari evolusi HSPA yang tidak termasuk di dalam referensi baseline. Maka,

walaupun terminal di dalam system baseline diasumsikan mempunyai 2 antenna terima,



penerima RAK yang sederhana diasumsikan. Dengan kata lain, spatial multiplexing tidak

diasumsikan di dalam system baseline.

Kebutuhan user throughput LTE dispesifikasikan pada dua poin: pada rata-rata dan pada

persentasi kelima dari distribusi user (dimana 95 persen user mempunyai performansi yang lebih

baik). Target efisiensi spectrum juga telah dispesifikasikan, dimana di dalam konteks ini,

efisiensi spectrum didefinisikan sebagai system throughput percell dalam bit/s/MHz/cell. Target

desain ini disimpulkan pada Tabel 13.1

Kebutuhan mobilitas focus terhadap kecepatan mobile terminal. Performansi yang maksimal

ditargetkan pada kecepatan terminal yang rendah, 0-15 km/h, dimana perubahan lurus

dibolehkan untuk kecepatan yang lebih tinggi. Untuk kecepatan hingga 120 km/h, LTE

seharusnya menyediakan performansi yang tinggi dan untuk kecepatan diatas 120 km/h, system

seharusnya dapat menjaga koneksi sepanjang jaringan seluler. Kecepatan maksimum untuk

memenej di dalam system LTE di set ke 350 km/h (atau bahkan hingga 500 km/h tergantung

pada pita frekuensi). Titik berat yang special diletakkan pada layanan sura bahwa perangkat LTE

menyediakan dengan kualitas yang sama yang disupport oleh WCDMA/HSPA.

Tabel 13.1 troughput user LTE dan kebutuhan efisiensi spektrum

Kebutuhan jangkauan focus terhadap jarak cell (radius), yang merupakan jarak maksimum dari

cell site ke mobile terminal di dalam cell. Kebutuhan untuk scenario non-interference-limited

untuk bertemu throughput user, efisiensi spectrum, dan kebutuhan mobilitas untuk cell hingga 5

km batas cell. Untuk cell hingga 30km cell range, perubahan lurus pada throughput user

ditoleransi dan lebih banyak perubahan yang signifikan pada efisiensi spectrum yang dapat



diterima yang relative terhadap kebutuhan. Bagaimanapun, kebutuhan mobilitas seharusnya

dapat bertemu. Cell range hingga 100km seharusnya tidak masukkan oleh spesifikasi, tetapi tidak

ada kebutuhan performansi yang didaerahkan di dalam kasus itu.

Gambar 13.3 Coverage Area LTE

Kebutuhan peningkatan MBMS lebih jauh mengalamatkan broadcast mode dan unicast mode.

LTE harus menyediakan layanan MBMS yang lebih baik dari yang mungkin dengan release 6.

Kebutuhan untuk broadcast adalah efisiensi spectrum 1 bit/s/Hz, berkorespon sekitar 16 kanal

mobile-TV agar 300 kbit/s setiap 5 MHz alokasi spectrum. Oleh karena itu, itu akan menjadi

mungkin untuk menyediakan layanan MBMS sebagai layanan yang hanya pada saat aktif, serta

dicampur dengan yang lainnya, layanan non-MBMS. Secara alami, layanan sura secara langsung

dan layanan MBMS seharusnya dapat kemungkinan dengan spesifikasi LTE.

13.1.3 Aspek Deployment-related

Kebutuhan deployment-related termasuk scenario deployment, efisiensi spectrum, spectrum

deployment, dan kehadiran dan kerjasama dengan teknologi radio akses 3GPP lainnya seperti

GSM dan WCDMA/HSPA.



Kebutuhan pada scenario deployment termasuk kedunya ketika system LTE disebarkan sebagai

system stand-alone dan ketika disebarkan bersama dengan WCDMA/HSPA dan/atau GSM.

Maka, kebutuhan ini tidak didalam praktek membatasi criteria desain. Kebutuhan terhadap

fleksibiltas spectrum dan penyebaran dijelaskan secara lebih detil pada subbab selanjutnya.

Kebutuhan hidup berdampingan dan bekerja sama dengan system 3GPP lainnya dan kebutuhan

mereka mengatur kebutuhan terhadap mobilitas diantara LTE dan GSM, dan diantara LTE dan

WCDMA/HSPA untuk mobile terminal yang support teknologi tersebut. Table 13.2 menjabarkan

kebutuhan interupsi, yang terpanjang dapat menerima gangguan di dalam radio link ketika

berpindah diantara teknologi radio akses yang berbeda, untuk layanan real-time dan non-real-

time. Perlu dicatat bahwa kebutuhan ini sangat longgar untuk waktu gangguan handover dan

nilai yang lebih baik secara signifikan yang diekspektasikan di penyebaran yang sebenarnya.

Table 13.2 Kebutuhan Waktu Interupsi, LTE-GSM dan LTE-WCDMA

Kebutuhan hidup bersama dan bekerja sama juga mengalamatkan switching dari multicast traffic

dari yang disediakan di dalam cara broadcast di LTE sampai disediakan di dalam cara unicast di

GSM atau WCDMA, walaupun tidak ada jumlah yang diberikan.

13.1.3.1 Fleksibiltas Spektrum dan Penyebaran

Dasar dari kebutuhan terhadap Fleksibiltas Spektrum merupakan kebutuhan untuk LTE menjadi

tersebar di eksistensi pita frekuensi IMT-2000, yang mewujudkan kehidupan bersama dengan

system yang sudah disebar di pita tersebut, termasukWCDMA/HSPA dan GSM. Hubungan

bagian dari kebutuhan LTE dalam bentuk fleksibilitas spectrum merupakan kemungkinan untuk

menyebar LTE berdasarkan radio akses di alokasi spectrum yang dipasangkan maupun yang

tidak, maka LTE harus support FDD dan TDD.



Table 13.3 Fleksibilitas Alokasi frekuensi

Skema dupleks atau pengaturan dupleks merupakan property teknologi radio akses.

Bagaimanapun, alokasi spectrum yang diberikan merupakan secara tipikal diasosiasikan juga

dengan pengaturan dupleks yang spesifik. System FDD disebarkan di alokasi spectrum yangberpasangan, mempunyai satu range frekuensi yang dimaksudkan untuk transmisi downlink dan

untuk transmisi uplink. System TDD disebarkan di dalam alokasi spectrum yang tidak

berpasangan. LTE harus dapat mengoperasikan di dalam spectrum yang dipasangkan maupun

yang tidak. Itu harus juga mungkin untuk menyebarkan LTE di dalam pita frekuensi yang

berbeda. Pita frekuensi yang support harus dispesifikasikan berdasarkan pada „release

independent‟, yang artinya bahwa release pertama LTE tidak harus support semua pita dari awal.

Sebagai contoh bahwa spectrum IMT-2000 pada frekuensi 2 GHz, merupakan IMT-2000 „core

band‟. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13.2, yang terdiri dari pita frekuensi yang

berpasangan 1920-1980 MHz dan 2110-2170 MHz yang dimaksudkan untuk radio akses FDD.

Dan dua pita frekuensi 1910-1920 MHz dan 2010-2025 MHz yang dimaksudkan untuk radio

akses TDD. Catatan bahwa melalui regulasi local dan regional penggunaan spectrum IMT-2000

mungkin berbeda dari yang dimaksudkan disini.



Gambar 13.4 Alokasi spectrum IMT-200 ‘core band’ Pada Frekuensi 2 GHz

Skenario yang sangat mirip di banyak pita frekuensi yang bahwa operator menginginkan migrasike LTE di dalam alokasi spectrum yang hamper sepenuhnya tersebar dengan teknologi 2G atau

3G, seperti GSM atau CDMA2000. Migrasi biasanya dapat mengambil tempat hanya dalam

gerak langkah, agar menjamin sebuah layanan perbaikan yang bagus untuk user yang eksis.

Kebutuhan ini untuk penyebaran bertahap di dalam alokasi yang dapat secara inisial menjadi

cukup kecil menempatkan kebutuhan terhadap fleksibilitas spectrum untuk LTE di dalam bentuk

bandwidth transmisi yang dapat skalakan.

Untuk lebih jauhnya, juga mengalamatkan kehidupan bersama dan bekerja sama dengan GSM

dan WCDMA pada frekuensi tetangga, serta kehidupan bersama antara operator pada frekuensi

tetangga dan jaringan di Negara-negara yang berbeda menggunakan overlapping spectrum. Ada juga kebutuhan yang tidak ada system lainnya harus disyaratkan agar untuk terminal yang

mengakses LTE, merupakan, LTE seharusnya mempunyai semua pensinyalan control yang

penting yang dibutuhkan untuk enabling akses.

13.1.4 Arsitektur dan Migrasi

Beberapa pedoman untuk desain arsitektur LTE RAN seperti yang dijabarkan oleh 3GPP antara

lain:

1. Arsitektur RAN LTE yang tunggal

2. Arsitektur RAN LTE seharusnya berbasis paket, walaupun real-time dan trafik kelas

percakapan seharusnya disupport.

3. Arsitektur RAN LTE seharusnya meminimalkan kehadiran “titik kegagalan” tanpa

penambahan biaya untuk backhaul.

4. Arsitektur RAN LTE harus menyederhanakan dan meminimalkan jumlah interface.



5. Radio Network Layer (RNL) dan Transport Network Layer (TNL) tidak menghalangi

jika untuk kepentingan dalam meningkatkan kinerja system.

6. Arsitektur RAN LTE men-support QOS tanpa batas. TNL menyediakan QOS yang benar

yang diminta oleh RNL.

7. Mekanisme QOS harus mempertimbangkan macam-macam tipe trafik yang eksis untuk

menyediakan pemanfaatan efisiensi bandwidth : trafik control-plane, trafik user-plane,

trafik O&M, dll.

8. RAN LTE harus didesain sedemikian rupa untuk meminimalkan variasi delay (jitter)

untuk trafik yang membutuhkan jitter rendah, seperti, TCP/IP.



Gambar 13.5 Arsitektur LTE

13.1.5 Radio Resource Management

Kebutuhan Radio Resource Management dibagi kedalam peningkatan support terhadap QOS

tanpa batas, support yang efisien untuk transmisi layer yang lebih tinggi, dan men-support load

sharing dan manajemen keamanan diseluruh teknologi radio akses yang berbeda.

Peningkatan support untuk QOS tanpa batas membutuhkan “mencocokkan peningkatan layanan,

aplikasi, kebutuhan protocol (termasuk pensinyalan layer yang lebih tinggi) ke resource RAN

dan karakteristik radio.

Support yang efisien untuk transmisi layer yang lebih tinggi mensyaratkan bahwa RAN LTE

harus “menyediakan mekanisme untuk mensupport efisiensi transmisi dan operasi protocol layer

yang lebih tinggi sampai interface radio, seperti kompresi header IP.”

Support load sharing dan manejemen keamanan diseluruh teknologi radio akses yang berbeda

membutuhkan pertimbangan mekanisme reselection untuk terminal mobile langsung terhadap

teknologi radio akses yang benar di semua tipe daerah serta yang men-support untuk QOS tanpa

batas selama handober antara teknologi radio akses.

13.1.6 Complexity (kompleksitas)

Kebutuhan kompleksitas LTE mengalamatkan kompleksitas keseluruhan system serta

kompleksitas mobile terminal. Secara esensial, kebutuhan ini menwujudkan jumlah pilihan yang

seharusnya diminimalkan dengan tanpa fitur yang berlebihan. Ini juga menyebabkan

minimalisasi jumlah uji kasus yang diperlukan.



13.1.7 Aspek Umum

Bagian umum yang meliputi kebutuhan LTE mengalamatkan aspek terkait biaya dan layanan.

Tepatnya, yang diinginkan untuk meminimalkan biaya saat memperbaiki performansi untuk

semua layanan. Spesifik terhadap biaya, backhaul dan operasi dan perbaikan dialamatkan. Maka

tidak hanya interface radio, tetapi juga transport base station site dan system manajemendialamatkan pelh LTE. Kebutuhan yang kuat pada interface multi-vendor juga jatuh pada

kebutuhan kategori ini. Lebih jauhnya, kompleksitas yang rendan dan konsumsi power yang

rendah untuk mobile terminal dibutuhkan.

makalah skn

Documents