BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Konsep Dasar Sistem WCDMA

Pada sistem generasi ketiga ini didesain untuk komunikasi multimedia untuk

komunikasi person-to-person dapat disajikan dengan tingkat kualitas gambar dan

video yang baik, dan akses terhadap informasi serta layanan-layanan pada public

dan private network akan disajikan dengan data rate dan kemampuan sistem

komunikasi pada generasi ketiga ini lebih fleksibel. Sistem ini merupakan evolusi

dari sistem CDMA. Infrastrukturnya mampu mendukung user dengan data rate

tinggi, mendukung operasi yang bersifat asinkron, bandwidthnya secara

keseluruhan 5 MHz dan didesain untuk dapat berdampingan dengan sistem GSM.

Sehingga sistem ini didesain dengan karakteristik tertentu dengan parameter-

parameter sebagai berikut[1]:

1 WCDMA merupakan suatu sistem wideband Direct-Sequence Code

Division Multiple Access (DS-CDMA), dalam penjelasannya bit-bit informasi

ditebar pada sebuah wide bandwidth dengan cara perkalian antara data user

dengan bit-bit quadsi-random (disebut chip-chip) yang berasal dari kode-kode

spreading CDMA.

2 Chip rate dengan nilai 3.84 Mcps memandu sinyal user pada sebuah

carrier bandwidth yaitu kira-kira 5 MHz. Sistem DS-CDMA biasanya yang

dipakai sebelumnya dengan bandwidth sekitar 1 MHz, seperti pada IS-95, secara

umum digunakan sebagai dasar narrowband pada system CDMA. Sudah menjadi

sifat dari wide carrier bandwidth dari WCDMA mendukung high user data rate.

3 Sistem WCDMA mendukung variabel data rates user yang cukup besar.

Data rate user dijaga konstan selama tiap 10, 20, 40 dan 80 ms frame tergantung

kebutuhan QoSnya. Namun, kapasitas data diantara user-user dapat berubah dari

frame to frame.

4 WCDMA mendukung operasi dua mode dasar: Frequency Division

Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD). Pada mode FDD, frekuensi-

frekuensi carrier dipisah 5 MHz untuk penggunaan uplink dan downlink masing-

masing, sedangkan pada mode TDD hanya satu frekuensi 5 MHz dengan waktu

yang dipakai bergantian (time-shared) antara uplink dan downlink. Dengan uplink

sebagai koneksi dari mobile user ke arah base station, dan downlink sebagai

koneksi dari base station ke arah mobile.

2.2 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, serta mampu melayani transmisi data dengan

kecepatan yang lebih tinggi, kecepatan data yang berbeda untuk aplikasi-aplikasi

dengan QoS yang berbeda. Arsitektur jaringan UMTS terlihat pada Gambar 2.1

berikut ini :

Gambar 2.1 : Arsitektur Jaringan 3G WCDMA[2].

Dari gambar diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri dari

perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu User Equipment (UE), UMTS

Terresterial Radio Access Network (UTRAN) dan Core Network (CN).

2.2.1 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[3].

2.2.2 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)

Jaringan akses radio menyediakan koneksi antara terminal mobile dan

Core Network. Dalam UMTS jaringan akses dinamakan UTRAN (Access

Universal Radio electric Terrestrial). UTRA mode UTRAN terdiri dari satu atau

lebih Jaringan Sub-Sistem Radio (RNS). Sebuah RNS merupakan suatu sub-

jaringan dalam UTRAN dan terdiri dari Radio Network Controller (RNC) dan

satu atau lebih Node B. RNS dihubungkan antar RNC melalui suatu Iur Interface

dan Node B dihubungkan dengan satu Iub Interface[3].

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)[3].

1. 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.

2. 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.

2.2.3 CN (Core Network)

Jaringan Lokal (Core Network) menggabungkan fungsi kecerdasan dan

transport. Core Network ini mendukung pensinyalan dan transport informasi dari

trafik, termasuk peringanan beban trafik. Fungsi-fungsi kecerdasan yang terdapat

langsung seperti logika dan dengan adanya keuntungan fasilitas kendali dari

layanan melalui antarmuka yang terdefinisi jelas; yang juga pengaturan mobilitas.

Dengan melewati inti jaringan, UMTS juga dihubungkan dengan jaringan

telekomunikasi lain, jadi sangat memungkinkan tidak hanya antara pengguna

UMTS mobile, tetapi juga dengan jaringan yang lain[3].

1 MSC (Mobile Switching Center)

MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti

video, video call.

2 VLR (Visitor Location Register)

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan

terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.

3 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).

4 SGSN ( Serving GPRS Support Node)

SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS.

Fungsi SGSN adalah sebagai berikut :

a. Mengantarkan paket data ke MS.

b. Update pelanggan ke HLR.

c. Registrasi pelanggan baru.

5 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 protokol

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.

2.2.4 Jaringan komunikasi

Jaringan-jaringan transmisi digunakan untuk mengoneksikan elemen-

elemen yang berbeda yang terintegrasi dalam semua jaringan[4].

1. Uu Interface terletak diantara User terminal dan jaringan UTRAN. Interface-

nya menggunakan teknologi WCDMA.

2. Interface Um

Interface ini menghubungkan antara BTS dengan MS.

3. Interface Iu

Iu merupakan Interface yang menghubungkan core network dengan Access

Network UTRAN.

4. Interface Iu-CS

Interface ini, Iu-Cs digunakan ketika jaringan berbasis pada komutasi paket dan

menghubungkan jaringan UTRAN dengan MSC.

5. Interface lu-PS

Interface ini menghubungkan jaringan akses dengan SGSN dari core network.

6. Interface Iu-Bis

Interface ini menghubungkan RNC dengan Node B.

7. Interface A bis

Interface ini menghubungkan BTS dengan BSC.

8. Interface Gb

Interface ini menghubungkan BSC dengan SGSN.

9. Interface Gs

Interface ini menghubungkan SGSN dengan MSC/VLR.

10. Interface Gp

Interface ini menghubungkan SGSN dengan GGSN.

11. Interface Hgrb

Interface ini menghubungkan Auc dengan HLR.

2.3 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[3].

2.4 Metode Akses

Dalam sistem telekomunikasi WCDMA, teknik multiple access yang

digunakan adalah Code Divison Multiple Access. Pada teknik multiple access ini,

setiap user menggunakan resource frekuensi dan waktu yang sama namun

dibedakan oleh kode masing – masing yang unik. Hal ini lah yang memungkinkan

WCDMA memiliki kecepatan transmisi data yang jauh lebih tinggi dari pada

GSM. Di samping itu, kelebihan dari WCDMA adalah kapasitas pengguna yang

dapat dilayani pada suatu cell sifatnya lebih fleksible dan dapat diatur. Hal ini

dapat dilakukan juga karena sistem multiple akses CDMA. Antara pengguna satu

dengan pengguna lain akan berperan sebagai noise bagi sesamanya. Kapasitas

dapat diatur berdasarkan level kualitas yang dimungkinkan atau yang dikehendaki

dalam suatu cell. Semakin tinggi kualitas layanan yang ditetapkan pada suatu cell

maka kapasitas pengguna pun berkurang, begitu juga sebaliknya jika kualitas

layanan dikurangi, maka kapasitas pengguna pada suatu cell akan meningkat[2].

2.5 Kanal pada UMTS

Kanal - kanal pada UMTS terbagi atas tiga bagian yaitu seperti terlihat pada

Gambar 2.2 berikut ini :

Gambar 2.2 : Kanal pada UMTS

1. Kanal Logic : digunakan sebagai interface antara RLC dan layer MAC

yang berisi tipe-tipe informasi yang akan di kirimkan.

2. Kanal Transport : digunakan sebagai interface antara MAC dan layer

Physical yang berisikan bagaimana data dikirimkan melalui radio

interface WCDMA.

3. Kanal Fisik: sinyal yang di transmisikan melalui kanal radio untuk arah

uplink dan downlink.

Pembagian kanal pada UMTS dapat dilihat pada gambar 2.3 sebagai

berikut.

Gambar 2.3 : Pembagian Kanal pada UMTS[5]

2.6 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 sektor 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[3].

2.6.1 Jenis Handover Pada Sistem WCDMA

Ada beberapa jenis handover dalam jaringan WCDMA. Untuk skenario

dari tipe-tipe handover dapat dijelaskan sebagai berikut[3]:

1. Intra - system Handover

Intra - sytem handover terjadi dalam satu sistem. Yang selanjutnya dapat dibagi

menjadi intra - frequency HO dan inter - frequency HO. Intra - frequency terjadi

di antara sel - sel yang memiliki carrier WCDMA yang sama, sementara inter -

frequency terjadi di antara sel-sel yang menggunakan carrier WCDMA yang

berbeda.

2. Inter - system Handover (ISHO)

Inter - system HO terjadi di antara sel - sel yang memiliki dua teknologi akses

radio, Radio Access Technology (RAT) yang berbeda atau mode akses radio

Radio Access Mode (RAM) yang berbeda. Kasus yang paling sering untuk

handover jenis ini diperkirakan terjadi antara sistem WCDMA dan GSM / EDGE.

3. Hard Handover (HHO)

Hard Handover adalah kelompok dari prosedur HO dimana semua hubungan

yang lama dilepaskan sebelum hubungan radio yang baru dibentuk. Bagi

pembawa (bearer) real - time hal ini berarti pemutusan hubungan yang singkat

dari bearer; bagi bearer non – real - time HHO berarti lossless. Hard handover

dapat menjadi intra atau inter - frequency handover.

4. Soft Handover (SHO)

Selama proses soft handover, MS terus menerus berkomunikasi dengan dua sel

atau lebih secara bersamaan yang memiliki BS yang berbeda dari RNC yang sama

(intra - RNC) atau RNC yang berbeda (inter - RNC). Semua hubungan yang lama

tidak akan dilepaskan sebelum hubungan radio yang baru terbentuk (make before

break).

5. Softer Handover

Pada kejadian softer handover, MS dikendalikan oleh paling tidak dua sektor pada

satu BS, SHO dan softer HO hanya mungkin terjadi dalam satu frekuensi carrier

dan oleh karena itu, termasuk proses handover intra - frequency.

Jenis-jenis dari handover tersebut juga dapat diilustrasikan pada gambar 2.4

sebagai berikut :

Gambar 2.4 : Tipe-Tipe Handover[1]

2.6.2 Penyebab Terjadinya Handover

Handover dapat disebabkan berdasarkan hal-hal sebagai berikut[6] :

1. Penurunan kualitas kanal radio (quality of service).

2. Meminimalisir interferensi radio.

3. Beban traffic (traffic overload).

4. Level penerimaan yang semakin lemah.

5. Jarak antara MS dan Node-B.

6. Power Budget (better cell).

2.6.3 Penentuan Handover

Penentuan Handover dapat dilakukan melalui tiga cara yang berbeda yaitu

melalui MS (mobile initiated), melalui jaringan (network initiated), dan MS

sekaligus jaringan (mobile assisted)[1].

1. Mobile Initiated :

MS melakukan pengukuran kualitas, memilih BS yang terbaik, dan tersambung ke

BS tersebut, dibantu oleh jaringan. Handover jenis ini biasanya dipicu oleh

kualitas hubungan yang buruk berdasarkan pengukuran MS.

2. Network Initiated :

BS melakukan pengukuran dan melaporkan hasil pengukuran tersebut kepada

RNC dan akan diputuskan apakah akan dilakukan handover atau tidak.

3. Mobile Assisted :

Dalam hal ini jaringan dan MS sama-sama melakukan pengukuran. MS

melaporkan hasil pengukuran dari BS yang terdekat dan jaringan melakukan

keputusan apakah akan melakukan handover atau tidak.

2.6.4 Tahap Prosedur Handover

Tahap-tahap dari proses handover dapat dibagi menjadi 3 yaitu[1] :

1. Tahap Pengukuran (Measurement); dilakukan pengukuran informasi

penting yang dibutuhkan untuk tahap decision. Pengukuran arah DL yang

lakukan oleh MS adalah sebesar Ec/Io dari CPICH sel yang sedang

melayani dan sel - sel tetangga.

2. Tahap Keputusan (Decision); hasil pengukuran di bandingkan dengan

threshold yang telah di tetapkan sebelumnya. Kemudian akan diputuskan

apakah akan dilakukan handover atau tidak. Algoritma handover yang

berbeda akan memiliki kondisi trigger yang berbeda pula.

3. Tahap Eksekusi (Execution); proses handover selesai dan parameter

relative diubah berdasarkan jenis handover-nya. Sebagai contoh hubungan

dengan Node-B apakah ditambah atau diputuskan

Tahap-tahap tersebut dapat dijelasakan dalam gambar 2.5 sebagai berikut :

Gambar 2.5 : Tahap Handover

2.6.5 Penyebab Kegagalan Handover

Beberapa penyebab dari kegagalan handover dapat dijelaskan sebagai berikut[6]:

1. Tidak tercantumnya BTS tujuan pada neighbour list BTS semula, maka kedua

BTS tidak saling mengenal, akibatnya handover tidak dapat dilaksanakan dan

terjadi kegagalan handover.

2. Pada saat akan dilaksanakan handover, sel tujuan sudah penuh

kapasitas kanalnya (trafik overload). Sehingga panggilan dipertahankan oleh base

service sampai kuat sinyal mencapai level minimum dan terjadi pemutusan

panggilan.

3. Adanya efek pingpong. MS tidak bisa melaksanakan proses handover karena

level daya terima MS dari base service maupun sel tujuan saling tarik menarik.

4. Adanya interferensi BCCH. MS menerima frekuensi BCCH yang sama dari dua

BTS. Hal ini disebabkan luas coverage kedua BTS yang terlalu lebar. Interferensi

BCCH menyebabkan kualitas sinyal yang diterima MS mengalami penurunan,

baik pada parameter level sinyal penerimaan, Bit Error Rate(BER) maupun

Eb/No.

2.7 Kendali Daya Operasi (Power Control)

Satu hal yang menjadi ciri khas dari teknik multiple akses yang digunakan

WCDMA yaitu CDMA adalah Interference Limited, atau sangat memandang

faktor interferensi yang terjadi sebagai acuan kualitas layanan yang nantinya

menjadi salah satu ukuran untuk melakukan handover. Seperti telah dijelaskan

sebelumnya, pada sistem multiple akses CDMA seluruh user dalam cell yang

sama berbagi frekuensi dan pewaktuan yang sama. Hal ini pada akhirnya

menentukan kualitas panggilan (Call quality) dan kapasitas dari suatu cell.

Power control ini bertujuan mengontrol power yang dipancarkan tetap pada

tingkat yang sama dengan power yang diterima. Juga berperan memperkecil

interferensi dan pemakaian power. Power dikontrol oleh beberapa parameter dan

perlu ditetapkan selama optimisasi jaringan. Daya kirim dari setiap user diperiksa

setiap 1500 kali dalam satu detik nya (frekuensi power control = 1500 Hz), dan

disesuaikan dengan Eb/no yang telah ditetapkan sesuai dengan kualitas layanan

yang dikehendaki pada suatu cell. Daya kirim dari tiap – tiap pengguna diatur agar

tidak berada dibawah level yang ditentukan sebagai daya terima pada suatu Node-

B (BTS) untuk mempertahankan kualitas layanan. Namun level ini dapat diset

seminimum mungkin sehingga diperoleh kapasitas yang lebih 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 :

1. Reverse open-loop power control.

2. Reverse close-loop power control.

3. Reverse outerloop power control.

4. 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 inisial

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

memberi tambahan daya untuk menjaga QoS sinyal jika error correcting code

tidak bekerja dengan baik[3].

2.8 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

mendkefinisikan[3] :

1. Nilai threshold pada serving cell jika UE harus melakukan pengukuran

pada cell inter radio akses teknologi.

2. Kualitas minimum yang dibutuhkan untuk pemilihan sebuah cell pada

radio akses teknologi yang lain.

2.9 WCDMA Codes

Dalam sistem WCDMA digunakan dua macam operasi pada physical

channel, yaitu; 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[3].

2.10 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 konsekuensinya

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 sector[3].

2.11 Teknik Spread Spectrum

Spread Sprectrum adalah suatu teknik modulasi digital dimana sinyal yang

sudah termodulasi dimodulasikan kembali. Spread spectrum dapat dikatakan

sebagai teknologi spektral tersebar yang dirancang untuk melawan jamming

dengan memperbesar lebar pita frekuensi. Teknik spread spectrum sendiri terdiri

dari 2 jenis yaitu Direct Sequence dan Time Division. Sistem telekomunikasi

WCDMA sendiri menggunakan tipe spread spectrum direct sequence yang

memiliki ciri khas penebaran spektral sinyal yang kemudian ditransmisikan secara

langsung.

Hal lain yang menjadi ciri khas dari Spread spectrum yang digunakan pada

sistem WCDMA adalah kode spreading sequence yang diterapkan. Kode yang

diterapkan baik pada sisi transmit maupun receive sistem WCDMA adalah

Orthogonal Variable Spreading Function (OVSF) yang memiliki factor spreading

256 untuk uplink dan 512 untuk downlink. Kecepatan dari kode spreading pada

WCDMA (begitu pula pada CDMA) disebut Chip Rate. Besarnya chip rate pada

WCDMA adalah 3,84 Mcps Factor spreading pada sistem WCDMA bervariasi

dari 4 sampai dengan 512. Faktor spreading diasumsikan sebagai perbandingan

antara Chip rate dengan Data rate[2].

2.12 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[3].

2.13 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 system[3].

2.14 Pilot Set

Kanal pilot menjadi acuan dalam penentuan hand-off. Pilot diidentifikasi oleh

MS dan dikategorikan menjadi[3]:

1. 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.

2. 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.

3. Neighbour Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk pada dua kelompok

sebelumnya, dan dipergunakan untuk proses handover.

4. Remaining Set, terdiri dari keseluruhan pilot dalam sistem kecuali yang

terdapat pada active set, candidate set, dan neighbour set.

2.15 Radio Access Bearer (RAB)

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 sesuai dengan kebutuhan

untuk layanan UMTS bearer yang berbeda. Berikut ini adalah gambaran RAB

dalam end to end service, yaitu dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Gambaran RAB dalam end to end service

Pengklasifikasian Radio Access Bearer adalah sebagai berikut[3]:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.