7/22/2019 0401-03-EXT-Abdusy-S.pdf

1/5

17Penerapan Fitur Adapve... (Abdusy Syarif; Ahmad Fachril)

PENERAPAN FITUR ADAPTIVE MULTI RATE (AMR)

PADA JARINGAN GSM

Abdusy Syarif1; Ahmad Fachril2

1,2Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana,

Jln. Raya Meruya Selatan, Kembangan, Jakarta, 11650

abdusyarif@mercubuana.ac.id; de_la_rocha2@yahoo.com

ABSTRACT

Adaptive Mutlirate (AMR) is a feature that plays an important role in the efciency of use of cell/voice channels and

GSM networks in overall and it can improve sound quality dynamically based on actual measurements (real time) between

Mobile Station (MS) and Base Transmitter Station (BTS). Resources used as analytical parameters are SQI (Speech Quality

Index), MOS (Mean Opinion Score) and the sound quality on the network without and with AMR. Measurements using Test

Equipment Mobile System (TEMS) while locking devices to the single channel and comparing them between the two types of

network. Based on test results it is obtained that with voice channels with AMR can increase the value of SQI approximately

40% for fullrate channels and about 60% for half-rate channels producing a remarkable (excellent) level, with research and

further measuring it is expected to produce better and more perfect sound quality.

Kata kunci:AMR, SQI, GSM network

ABSTRAK

Adaptive Mutlirate (AMR) merupakan suatu tur yang memegang peranan penting didalam esiensi penggunaan

cell/kanal suara (voice) dan jaringan GSM secara keseluruhan serta dapat meningkatkan kualitas suara secara dinamik

berdasarkan hasil pengukuran secara nyata (real-time) antara Mobile Station (MS) dan Base Transmitter Station (BTS).

Sumber daya yang dijadikan parameter analisis adalah SQI (Speech Quality Index), MOS (Mean Opinion Score) dan kualitas

suara yang dihasilkan pada jaringan tanpa AMR dan dengan AMR. Pengukuran menggunakan Test Equipment Mobile System

(TEMS) dengan mengunci alat tersebut kepada satu kanal dan membandingkannya antara kedua jenis jaringan tersebut.

Berdasarkan hasil pengujian diperoleh kanal suara dengan AMR dapat menaikan nilai SQI sekitar 40% untuk kanal fullratedan sekitar 60% untuk kanal halfrate menjadi tingkat luar biasa (excellent), dengan penelitian dan pengukuran yang lebih

lanjut diharapkan dapat menghasilkan kualitas suara yang lebih baik dan lebih sempurna.

Kata kunci:AMR, SQI, jaringan GSM

PENDAHULUAN

Komunikasi sudah menjadi kebutuhan masyarakatpada era informasi sekarang ini. Dalam meningkatkanserviceyang terbaik kepada pelanggan, masing-masing penyedia jasatelekomunikasi berlomba-lomba dalam memuaskan costumer/

pelanggan dalam menyediakan tur, layanan suara yangjernih, dan telpon tiada putus (drop call). Untuk mendapatkan

layanan suara yang baik, jernih dan berkualitas tinggi, operatorpenyedia jasa telekomunikasi menggunakan tur AdaptiveMulti Rate (AMR). Fitur ini dapat meningkatkan kinerjadengan sasaran peningkatan Speech Quality Index (SQI) danmembersihkan gangguan (noise)akibatinterferensi.

Adapun pokok permasalahan yang akan dibahaspada penelitian ini mengenai rendahnya kualitas suaraakibat dari error rate yang terdapat pada sistem jaringanGSM serta optimalisasi dalam penanganan C/I (Carrier

per Interference). Tujuan dari penelitian ini adalah untukmenganalisis bagaimana tur AMR dapat meningkatkankinerja dan skalabilitas pada jaringan GSM yang sudahmenerapkan AMR serta membandingkannya dengan jaringanGSM tanpa AMR. Adapun manfaat yang didapatkan dalam

penerapan tur Adaptive Multirate (AMR) pada jaringan

komunikasi GSM ini terhadap peningkatan kualitas suara danpenambahan kapasitas pada jaringan GSM serta penangananerror rate yang disebabkan interferensi.

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan dibagi menjadi 3 tahap, yaitu(1) Metode studi literatur. Studi literatur yang dilakukanadalah pustaka pendukung perancangan penelitian initermasuk fungsi AMR pada BSC, MSCe, end-user devicedan sistem pengkodean pada kanal suara. Pengumpulaninformasi-informasi ini bersumber dari buku, internet,

majalah, artikel dan sebagainya yang dibutuhkan untukpenelitian ini; (2) Metode analisis. Tahapan-tahapan darianalisis adalah mencari fungsi-fungsi dari sistem pengkodeankanal suara yang optimal dalam penggunaannya, termasukfungsi additional modul perangkat lunak dan perangkatkeras pada network element yang terkait; menggunakanarsitektur jaringan yang berbeda untuk membandingkan hasil

penerapan dan performansi yang didapat dalam penggunaankanal suara pada jaringan GSM; dan perancangan tur AMR

pada perangkat keras GSM di semuaNetwork Elementyangterkait; (3) Metode pengujian dan pengukuran. Tahapan-tahapan dari pengujian adalah tahap ini melakukan penerapandan pengkuran terhadap jaringan yang telah diterapkan turAMR dan tanpa tur AMR menggunakan Test Equipment

Mobile System (TEMS); pengukuran network yang

menggunakan AMR diukur dari nilai Speech Quality Index(SQI) selama active calldibandingkan dengan networktanpaAMR; dan pengujian dilakukan untuk melihat kemampuantingkat efesiensi jaringan dalam penggunaan kanal suara.

7/22/2019 0401-03-EXT-Abdusy-S.pdf

2/5

18 CommIT, Vol. 4 No. 2 Mei 2010, hlm. 17 - 21

Analisis Sistem

AMR adalah tur pada BSC ERICSSON release10,dalam proses pengkodean kanal dan suara untukHalfratedan

Fullrate. Dengan mengadaptasikan perubahan pengkodeanpada saluran radio agar meningkatnya kualitas suara.Konsep dasar dari AMR ini adalah memberikan lebih banyakchannel coding pada saat C/I rendah, dan sebaliknya akanmeningkatkanspeech codingdan mengurangi channel coding

pada C/I tinggi.Fitur AMR menawarkan kualitas suara yang bagusuntuk pengguna AMR mobile di network GSM. Tingginyakualitas suara ini juga diperkuat oleh bagusnya kualitas sinyal

pada batas cell,sehingga dapat memperluas coverage area.Interferenceyang selalu menjadi masalah dalam cell-plannerjuga dapat diatasi oleh AMR karena AMR dapat mentolerirlebih banyak interferenecedaripadaspeech codecyang lama.Ini membuat trafc lebih tinggi dan menuju kapasitas yanglebih besar.

Peningkatan speech qualitydibagi menjadi 2 bagiandan pembagian ini yang membuat banyak operator sangattertarik untuk menerapkan tur ini. Peningkatan yang

pertama adalah pada kanalFullrateatau biasa disebutRobustFR. KanalRobust FR yang menyediakanspeech qualityyang

tinggi pada saat C/I rendah atau interference tinggi karenapada saat kanal FR diberikan networkakan memberikan errorcorrectionyang terampung dalam channel codingsehinggadapat membuat noiseyang dihasilkan oleh interferencedapat

berkurang dan membuatspeech qualitytinggi pada saat C/Irendah. Peningkatan kedua yang dihasilkan AMR adalah

pada saat network memberikan kanal Halfrate, yaitu suatukeadaan di mana setelah BTS dan MS mengukur Uplinkdan

Downlinklalu memberikan kanal AMRHR pada pelanggantersebut. Keuntungan dari kanal AMRHR ini adalah memilikicodec Halfrateyang lebih baik dari pada yang ada di networkyang belum memakai AMR. Dengan codec Halfrate ini,maka pelanggan akan mendapat hasil pengkodean yang

bagus sehingga berpengaruh pada rendahnya noise danpeningkatan kualitas suara. Keuntungannya bagi operator

adalah meningkatnya pula kapasitas dari kanal suara.Baik BTS (uplink) maupun MS (downlink) secaraterus menerus dan berkesinambungan mengukur kualitasradio atau carrier per interference (C/I) dan berdasarkandari pengukuran inilah codec rate disesuaikan denganlevel interference yang terjadi pada MS dan BTS. Dalam

perancangan tur AMR ini, diperlukan beberapa perubahandari segi perangkat keras seperti mengganti TranceiverUnit (TRU) yang dapat menangani tur ini, membuka turAMR pada sisi MSC maupun BSC. Dari sisi perangkatlunakdiperlukan BSSrelease 10 Ericsson, dan yang palingterpenting adalah layanan ini juga harus didukung oleh MSyang compatibledengan tur ini.Mobile Station/Hand Phoneyang harus supportpada penerapan tur ini masih menjadikendala karena belum semua pelanggan membeli handsetyang terbaru dan bisa mengakses tur ini (Gambar 1).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data yang diambil dari hasil penerapan AMR padasistem jaringan GSM ini melalui pengukuran Test Equipment

Mobile System (TEMS) dengan mengunci perangkat tersebutkepada satu channeldan membandingkan antara jaringan yangmenggunakan tur AMR dengan tanpa tur ini. Perangkatyang dipakai dari penerapan tur menggunakan test labPTTelkomsel secara life network.

Pengukuran networkyang menggunakan AMR diukurdari nilai Speech Quality Index(SQI) selama active callatau

panggilan sedang berlangsung. Nilai SQI diambil dari aplikasiTEMS dengan cara Mobile Station melakukan panggilan

pada kondisi yang sama, yaitu jarak, BTS, dan frekuensiyang sama. Setelah mendapatkan pengukuran tersebut, laludibandingkan dengan networkyang tidak menggunakan turini. Perbandingan ini validkarena menggunakan parameteryang sama.

Dari hasil pengukuran dengan menggunakan TEMSinvestigation, diperoleh hasil pengukuran yang dilaksanakansebelum dan sesudah penerapan tur ini. Ada 2 log leyang diukur pada tanggal 27 Juli 2009 sekitar pukul 04:00PM. Pengukuran tidak bisa kami lakukan lebih lama lagidikarenakan keterbatasan keamanan untuk memasuki sistem

jaringan pada PT Telkomsel. Speech Quality Index adalah suatu nilai yang

dipergunakan dalam menentukan level kualitas suara airinterface/saluran udara pada GSM. SQI diukur berdasarkan

besarnya interference, BER dan Frame Error Rate (FER).Semakin rendah interference, maka kualitas suara akanmeningkat; dan juga semakin sedikit BER, maka semakin

bagus SQI-nya. Jika SQI di bawah 5 adalah sangat jelek,kemungkinan error rate-nya sangat besar dan dapatmenimbulkan drop callkarena kualitas buruk (drop call due

Gambar 1 Penerapan AMR pada GSM

7/22/2019 0401-03-EXT-Abdusy-S.pdf

3/5

19Penerapan Fitur Adapve... (Abdusy Syarif; Ahmad Fachril)

to bad quality). Sedangkan pada nilai tertinggi yaitu range20-30 adalah kondisi di mana kualitas jaringan udara dalamkeadaan error rate yang rendah, baik dari sisi bit errormaupunframe errorsehinga SQI akan meningkat.

Pengukuran SQI dilakukan pada 4 jenis kanal yangberbeda sebagai perbandingan antara satu dengan yanglainnya. Semua pengukuran dilakukan dengan menggunakanalat dan jaringan yang sama, tetapi pada jenis kanal yang

berbeda. Pengukuran pertama untuk kanal FR, kedua untukkanal AMR FR, ketiga untuk kanal HR, dan yang terakhiruntuk kanal AMR HR. Untuk hasil pengukuran yang lebihakurat, TEMS mengunci satu kanal pada frekuensi tertentudan tidak bergerak atau berada pada jarak (timingadvancedyang sama) dari BTS. AMR hanya berlaku terhadap networkyang menerapkan dan mengaktifkan tur ini, dan hanyahandset tertentu yang bisa menggunakan tur ini. Namun,handphone yang beredar di pasar saat ini rata-rata sudahmendukung untuk fasilitas ini (Gambar 2).

Data yang tertera pada Gambar 2 menerangkan kondisijaringan sebelum penerapan AMR seperti yang ditunjukkandalam lingkaran bahwa Speech Quality Index, denganfrekuensi 94 dan cellidentity11401 adalah level 21.

Data yang tertera pada Gambar 3 menerangkankondisi jaringan setelah penerapan AMR FR seperti yangditunjukkan dalam lingkaran bahwa Speech Quality Index,dengan frekuensi 94 dan cell identity 11401 adalah level30. Jika dibandingkan dengan hasil drivetesantara Gambar2 (sebelum penerapan AMR FR) dan Gambar 3 (setelah

penerapan AMR FR). Dengan menggunakan frekuensi danjarak yang sama, maka dilihat bahwa level SQI meningkatmenjadi 30. Peningkatan padaspeechqualityadalah dampak

positif dari penerapan AMR ini. Suara yang didengar dandikirim akan lebih bersih dan rendah interference. Keuntunganlain dari penerapan ini akan mengurangi drop call karenaerror(badquality) yang disebabkan interferencedan sinyalyang mengganggu lainnya (Gambar 3).

Gambar 2 Data TEMS SQI Call Non AMR Fullrate

Data hasil drive tes menggunakan TEMS denganfrekuensi 94 dan cellidentity11401 pada networkyang belummenerapkan AMR halfrate menunjukkan bahwa kualitassuara yang dihasilkan berada pada level 17 (Gambar 4).

Didapat hasil dari drive tes setelah penerapan AMR

(Gambar 5) ditunjukkan peningkatan pada speech qualityindex menjadi 27. Dalam lingkaran merah pada Gambar5 juga diterangkan tentang jenis kanal dan speech codec,yang digunakan pada saat call sedang berlangsung, yaitu

halfrate. Kanal halfrate yang mempunyai keuntungan darisegi kapasitas dengan kualitas suara yang tinggi (excellent)membuat tur AMR ini sangat menguntungkan, dari sisi

pelanggan dan penyedian jasa telkomunikasi serta merupakansuatu terobosan dalam dunia telekomunikasi denganmenggunakan sistem perubahan speechcodingdan channelcoding.

Gambar 3 Data TEMS SQI Call AMR Fullrate

Gambar 4 Data TEMS SQI Call Non Amr Halfrate

Pada kondisi tidak menggunakan tur AMR, kanalFullratemembagi 16 kbps voicemenjadi 13 kbps dan 3 kbpsuntuk signaling (kanal pengontrol). Pembagian ini bersifattetap dan mengikutistandardspesikasi GSM. Namun, padatur AMR kanalfullrate, pembagian antara error correctiondan voice dapat dibagi menurut level interference pada

network sehingga Speech Quality Index yang didapat akanmencapai maksimal dan meredam seminimal mungkin noiseakibat interference.

7/22/2019 0401-03-EXT-Abdusy-S.pdf

4/5

20 CommIT, Vol. 4 No. 2 Mei 2010, hlm. 17 - 21

Gambar 5 Data TEMS SQI Call AMR Halfrate

Gambar 6 Perbandingan Kanal EFR dan AMR Fullrate

Gambar 7 Perbandingan Kanal EFR dan AMR Halfrate

Pada Gambar 7, garis merah merupakan perbandinganlevel C/I tertentu dengan nilai MOS yang didapatkan.Sekarang kita bandingkan antara 3 jenis kanal pada C/I yangsama. Pada saat C/I 10 dB, maka pada kanal FR nilai MOSyang didapat adalah 3.1. Pada kanal AMR HR, nilai MOSyang didapatkan 3.4; sedangkan pada kanal EFR, nilai MOSyang didapatkan 3.7.

Sedangkan untuk perbandingan 2 jenis kanal, kanalAMR HR saat C/I 13 dB nilai MOS yang didapat 3.7, dengannilai C/I yang sama pada kanal FR nilai MOS yang didapat 3.5.Perbandingan-perbandingan ini menerangkan bahwa kualitasAMR Halfrate tidak dapat menyamai Enhanced Fullrate,walaupun dalam kondisi yang sempurna (interferencerendah). Tetapi, dilihat dari grak bahwaspeech qualityAMR

Halfrate lebih baik dari kanal voicefullrate standar (tanpatur AMR). AMR halfratelebih baik juga dalam penyediaankanal dan kualitas suara, dibandingkan dengan halfrate yangstandar dan merupakan metode yang sangat handal dalam

peningkatan kapasitas kanal dan kualitas suara.

Gambar 8 Statistik Call Success Ratepada BTS AMR

Gambar 9 Statistik Call Drop Ratepada BTS AMR

Gambar 10 StatistikHandover Success Ratepada BTS AMR

Dari Gambar 8 sampai dengan Gambar 10, dapatdilihat bahwa tingkat call successdan handover success di

7/22/2019 0401-03-EXT-Abdusy-S.pdf

5/5

21Penerapan Fitur Adapve... (Abdusy Syarif; Ahmad Fachril)

atas 99%, dan untuk call drop nya masih di bawah 0,5%dari seluruh trafcyang ada pada BTS tersebut. PeningkatanSpeech Quality Index pada saat penerapan AMR Fullratesangat signikan, dilihat dari hasil drive tes pada networkyang diukur sebelum dan sesudah pengaktifan tur ini. Telahdiperlihatkan pada Gambar 3 bahwa SQI meningkat sebesar 9level SQI. Nilai SQI 30 yang tertera dari hasil penerapan AMR

Fullratetersebut dimasukkan dalam kategori excellent.Level SQI 21 yang didapat dari jaringan dengan tidak

menggunakan AMR dan level 30 dengan tur AMR FRdiukur dengan parameter frekuensi, timingadvanced(jarak)dan perangkat yang sama. Diharapkan pengukuran dan

perbandingan ini menghasilkan merepresentasikan keadaanyang sebenarnya. Dengan peningkatan mendekati 40%,maka dipastikan akan adanya perbedaan penerimaan padasisi pelanggan, di mana suara yang ditransmit dan diterimaakan lebih bersih, jernih, dan dengan level interferenceyangminim.

Gambar 11 Perbandingan SQI AMR pada Fullrate

Sebelum diaktifkan AMR pada network, makapengukuranpre-test dilakukan yaitu mengambil data kondisipada jaringan selengkap mungkin, baik dari sisi alarmperangkat, kinerja cell, dan status masing-masing NetworkElementuntuk mengetahui kondisi jaringan yang ada. AMRHalfrate yang sangat menguntungkan operator dalam sisikapasitas sehingga lebih banyak pelanggan dapat memakai

jaringan yang tersedia. Peningkatan kapasitas yang dihasilkanoleh penerapan halfrateini tanpa diperlukanperangkat kerasyang banyak. Meningkatnya kapasitas dengan angka 100%atau 2 kali lipat, diharapkan AMR halfratetetap menjaga sisikualitas suara.

17

27

0

5

10

15

20

25

30

NON AMR AMR

SQI

Gambar 12 Perbandingan SQI AMR Pada Halfrate

Dari Gambar 8, diterangkan bahwa Speech Qualityyang dihasilkan sebelum diterapkan AMR berada pada level

Good yaitu 17, dengan level interference rendah. LevelGood berada pada range15-19. Sedangkan setelah AMRhalfratediterapkan, SpeechQuality Indexnaik menjadi levelexcellent yaitu range20-30. Dengan demikian, peningkatanSQI mencapai hampir 60% sehingga suara yang dihasilkanmenjadi bagus dan jernih.

SIMPULAN

Berdasarkan hasil pengukuran dan analisis yangtelah dilakukan terkait dengan penerapan tur AMR FR danAMR HR pada jaringan GSM, maka dapat diambil beberapakesimpulan, yaitu (1) Pada kanal AMR FR, peningkatannilai SQI sekitar 40%. Dibandingkan dengan kanal FR, dimana suara yang terdengar maupun yang didengar jauh lebih

baik dengan tingkat gangguan yang rendah; (2) Kualitaskanal AMR FR dapat menyamai kualitas kanal EFR dalamtingkat luar biasa (excellent) dan kualitas suara kanal AMRFR masih lebih baik daripada kanal EFR, pada saat tingkatgangguan tinggi (level C/I rendah); (3) Pada kanal AMR HR,

peningkatan nilai SQI hampir mencapai 60% dibandingkandengan kanal HR. Dengan begitu, kanal ini dapat menyamaikualitas kanal FR dalam tingkat luar biasa (excellent); dan(4) Jika dibandingkan antara kanal EFR dan FR, maka kanal

AMR HR berada dalam posisi moderate dalam hal kualitassuara. Kanal AMR HR juga memiliki kelebihan lain, yaitudapat menyediakan kapasitas kanal suara 2 kali lipat daripadakanal EFR maupun FR.

Penelitian ini merupakan salah satu cara dalampeningkatan kinerja dan kualitas jaringan GSM yang mungkinmasih belum sempurna. Namun, penelitian lebih lanjutdiharapkan dapat menyempurnakannya dan mendapatkanhasil yang lebih baik dengan erroryang lebih kecil. Untuktujuan itu, maka diberikan saran sebagai berikut (1) Digunakan

berbagai macam model jaringan (misalnya CDMA, Wimaxdan lainnya) yang bisa digunakan sebagai perbandinganuntuk mendapatkan hasil kualitas suara yang maksimal; (2)Waktu pengukuran yang lebih lama agar bisa mendapatkan

parameter-parameter lainnya, yang bisa digunakan untuk

meningkatkan kualitas dan kapasitas kanal suara dari segilain; dan (3) Pemilihan parameter jaringan dibuat denganvariasi lain seperti data historytrafcyang digunakan lebihdari 2 hari (2x24 jam) yang lalu, parameter pendukung yanglebih lengkap seperti trafcmaksimum, kapasitas trunk BTS,dan sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

Halonen, T., Romero, J., and Melero, J. (2002). GSM, GPRS and

EDGE performance, Wiley.

MiHa. (2002). A wireless architecture for a multimedia world.

Retrieved from http://www.gsmworld.com/news/media_2002/

short.pdf. The Journal of the Communication Network, 1(1).

Mulyanta, E. (2003). Kupas tuntas telepon selular, Yogyakarta:

Penerbit Andi.

Nokia. (2002).NOKIA EDGE, Solution Description.

Scourias, J. (1999). Overview of the global system for mobile

communications. Retrieved from http://ccnga.uwaterloo.

ca/~jscouria/GSM/gsmreport.html.

UMTS Forum. (2005). White paper from UMTS Forum, 3G/

UMTSTowards mobile broadband and personal Internet.

Retrieved from http://www.umts-forum.org/servlet/dycon/

ztumts/umts/Live/en/umts/MultiMedia_PDFs_Papers_

Towards-Mobile-Broadband-Oct05.pdf.