BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan...

17
5 BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX 2.1. Pengertian WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan standar industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang bersifat global menjadi satu kesatuan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan standar teknik yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE 802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN. Standar keluaran IEEE banyak digunakan secara luas di daerah asalnya, yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat teknologi ini digunakan secara global, maka diciptakan WiMAX. Standar global yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut. Gambar 2.1. Standar-standar yang ada dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX [9]

Transcript of BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan...

Page 1: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

5

BAB 2

KONSEP MOBILE WiMAX

2.1. Pengertian WiMAX

Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) merupakan

standar industri yang bertugas menginterkoneksikan berbagai standar teknis yang

bersifat global menjadi satu kesatuan. WiMAX dan WiFi dibedakan berdasarkan

standar teknik yang bergabung didalamnya. WiFi menggabungkan standar IEEE

802.11 dengan ETSI HiperLAN yang merupakan standar teknis yang cocok untuk

keperluan WLAN, sedangkan WiMAX merupakan penggabungan antara standar

IEEE 802.16 dengan ETSI HiperMAN. Standar keluaran IEEE banyak digunakan

secara luas di daerah asalnya, yaitu Eropa dan sekitarnya. Untuk dapat membuat

teknologi ini digunakan secara global, maka diciptakan WiMAX. Standar global

yang dipakai di dunia dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 2.1. Standar-standar yang ada dengan spesifikasi yang mendukung komunikasi sampai

tingkat MAN disatukan dengan standar WiMAX [9]

Page 2: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

6

Kedua standar yang disatukan ini merupakan standar teknis yang memiliki

spesifikasi yang sangat cocok untuk menyediakan koneksi berjenis broadband

lewat media wireless atau broadband wireless access (BWA). Pada masa

mendatang, segala sesuatu yang berhubungan dengan teknologi BWA

kemungkinan akan diberi sertifikasi WiMAX. Standar WiMAX dibentuk oleh

gabungan industri perangkat wireless dan chip-chip komputer diseluruh dunia.

Perusahaan besar ini bergabung dalam suatu forum kerja yang merumuskan

standar interkoneksi antar teknologi BWA yang mereka miliki pada produk-

produknya. Forum kerja tersebut dikenal dengan nama WiMAX Forum.

2.2. Perkembangan Standar WiMAX

Grup IEEE 802.16 dibentuk pada tahun 1998 dengan tujuan

mengembangkan standar air-interface untuk broadband wireless. Pada awalnya,

grup ini mengembangkan sistem broadband wireless point-to-multipoint dengan

sifat koneksi LOS (line of sight) yang beroperasi pada pita frekuensi 10 – 66 GHz.

Pada bulan Desember 2001 standar 802.16 pertama terbentuk, standar tersebut

menggunakan single-carrier dan TDM (Time Divison Multiplexing).

Grup IEEE 802.16 kemudian membentuk standar 802.16a yang

merupakan amandemen dari standar sebelumnya. Standar ini menggunakan

teknologi OFDM (Orthogonal Frequency Divison Multiplexing), bekerja pada

pita frekuensi 2 – 11 GHz, dan mendukung aplikasi NLOS (non line of sight).

Standar 802.16 terus berkembang sampai akhirnya terbentuk standar IEEE

802.16d atau 802.16-2004 yang menggantikan standar-standar sebelumnya.

Standar ini merupakan standar dari WiMAX yang sekarang kita kenal. Standar ini

ditujukan untuk aplikasi fixed dan nomadic.

Pada bulan Desember 2005, IEEE mengeluarkan standar IEEE 802.16e

atau kita kenal dengan Mobile WiMAX yang merupakan amandemen standar

sebelumnya untuk mendukung aplikasi mobile.

Dan terakhir, pada akhir tahun 2005 disahkan 802.16e atau dikenal dengan

nama Mobile WiMAX yang merupakan pengembangan dari standar sebelumnya

Page 3: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

7

sehingga dapat mendukung aplikasi portable. Dua standar terakhir merupakan 2

versi utama WiMAX dengan kebutuhan yang berbeda.

Tabel 2.1. Karakteristik Standar IEEE 802.16 [1]

Deskripsi 802.16 802.16a 802.16d 802.16e Frekuensi 10-66 GHz 2-11 GHz 2-11 GHz 2-6 GHz

Topologi LOS, point to point

Near LOS, point to multipoint LOS dan NLOS Near LOS

Spektrum Licensed Licensed dan Unlicensed

Licensed dan Unlicensed

Licensed dan Unlicensed

Modulasi QPSK

16 QAM 64 QAM

QPSK 16 QAM 64 QAM

(OFDM 256) BPSK QPSK

16 QAM 64 QAM

QPSK 16 QAM 64 QAM

Bit Rate 32-134 Mbps pada kanal

selebar 28 MHz

<75 Mbps pada kanal selebar 20

MHz

≈ 75 Mbps pada kanal selebar 20

MHz

< 15 Mbps pada kanal selebar 5

MHz

Bandwidth kanal 20, 25, dan 28 MHz

Dalam range 1,25-20 MHz 20, 25, 28 MHz 20, 25, 28 MHz

Jangkauan 1,6-4,8 km 4,8-8 km,

maksimum 48,27 km

Hingga 50 km 1,6-4,8 km

Akses Fixed Fixed Fixed Metropolitan Mobile Roaming

Tabel 2.2. Tipe Akses Jaringan WiMAX [5]

Berikut ini adalah keunggulan yang dimiliki oleh Mobile WiMAX yang

tidak didapat pada versi-versi sebelumnya :

Page 4: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

8

• Mobilitas

Produk 802.16e dikembangkan untuk medukung mobilitas dan handoff

pada kecepatan sampai dengan 120 km/jam. Mendukung penghematan

daya dan terdapat mode sleep dan idle untuk menghemat umur baterai.

• Coverage di indoor lebih baik

Dengan sub-kanalisasi dan opsi AAS (Adaptive Antenna System),

maka 802.16e dapat melayani CPE (Custumer Premise Equipment)

indoor, baik fixed maupun mobile, dimana pelanggan lebih sering

dalam kondisi NLOS.

• Fleksibel dalam pengaturan alokasi sumber daya spektrum

Sub-kanalisasi juga membawa pada kemampuan jaringan untuk secara

cerdas mengalokasikan sumber daya spektrum pada saat dibutuhkan.

Sehingga meningkatkan efisiensi spektrum dan meningkatkan

throughput.

• Pilihan variasi perangkat pelanggan

Bila outdoor dan indoor CPE, serta laptop PCMCIA card

mendominasi pasar 802,16-2004, maka laptop PCMCIA card, mini

card, indoor modem, PDA dan telepon akan muncul sebagai CPE pada

802.16e. Hal ini akan membuat diversifikasi layanan dan segmen pasar

pengguna. Dengan potensi besar tersebut, perangkat CPE akan menjadi

lebih murah.

2.3. Teknologi Mobile WiMAX

Mobile WiMAX yang berdasarkan atas standar IEEE 802.16e

memungkinkan sistem WiMAX diterapkan pada aplikasi portable dan mobile

maupun fixed dan nomadic. Mobile WiMAX memperkenalkan teknologi OFDMA

(Orthogonal Frequency Division Multiple Multiple Access) dan mendukung

beberapa fitur lain untuk menyediakan layanan mobile broadband bagi pengguna

dalam keadaan bergerak sampai dengan kecepatan 120 km/jam. Fitur-fitur

tersebut meliputi :

Page 5: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

9

• Toleransi pada multipath dan self-interference dengan ortogonalitas

sub-kanal, baik untuk DL (downlink) maupun UL (uplink).

• Scalable Channel Bandwidth dari 1.25 sampai 20 MHz.

• Time Division Duplex (TDD) memberikan efisiensi yang mendukung

trafik asimetris, pertukaran kanal, dan didukung oleh sistem antena

yang maju.

• Hybrid-Automatic Repeat Request (H-ARQ) memberikan tambahan

ketahanan pada cepatnya perubahan kondisi path pada pengguna

dengan kecepatan tinggi.

• Frequency Selective Scheduling dan subkanalisasi dengan beberapa

pilihan permutasi, memberikan kemampuan pada Mobile WiMAX

untuk mengoptimalkan kualitas koneksi berdasarkan atas kuat sinyal

relatif pada setiap pengguna.

• Power Conservative Management memastikan efisiensi daya baterai

pada perangkat mobile dan portable dengan mode sleep dan idle.

• Network-Optimized Hard Handoff (HHO) menggabungkan fitur-fitur

DVB-H, MediaFLO dan 3GPP E-UTRA untuk :

1. Data rate tinggi dan coverage luas menggunakan Single

Frequency Network.

2. Pengalokasian sumber daya frekuensi yang fleksibel.

3. Konsumsi daya rendah pada perangkat mobile.

4. Durasi switching kanal yang singkat.

• Smart Antenna didukung oleh subkanalisasi dan pertukaran kanal

memungkinkan penggunaan yang luas dari sistem antena termasuk

beamforming, space-time coding dan spatial multiplexing.

• Fractional Frequency Reuse mengendalikan co-channel interference

untuk mendukung pengulangan frekuensi dengan degradasi efisiensi

spektrum yang minimal.

Pita frekuensi dan bandwidth kanal yang dipilih oleh WiMAX Forum

untuk versi awal mencakup mencakup banyak pengalokasian frekuensi yang ada

Page 6: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

10

di dunia. Tabel nerikut adalah rangkuman dari profil sistem Mobile WiMAX yang

dikeluarkan WiMAX Forum. Pita frekuensi lain, bandwidth kanal dan FDD akan

ditinjau untuk profil berikutnya.

Tabel 2.3. Profil Sistem release-1 untuk Mobile WiMAX [15]

2.3.1. Gambaran Lapisan Fisik Mobile WiMAX

2.3.1.1.Teknologi OFDM

Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) merupakan suatu

teknik multiplexing yang membagi-bagi bandwidth menjadi beberapa frekuensi

sub-carrier. OFDM merupakan bentuk khusus dari multi-carrier modulation

(MCM). Dalam sistem OFDM, aliran data input dibagi menjadi beberapa aliran

data paralel dengan data rate yang lebih rendah dari data rate sebelumnya (durasi

simbol bertambah) dan masing-masing aliran data pararel tersebut dimodulasi dan

ditransmisikan melalui sub-carrier terpisah yang saling ortogonal.

Karena sinyal OFDM dikirimkan pada beberapa carrier berpita sempit

(narrowband) yang saling orthogonal, frequency selective fading terlokalisasi

pada sekelompok carrier sehingga relative lebih mudah untuk diekualisasi.

Gambar berikut menunjukkan perbandingan antara sinyal OFDM dan sinyal

single-carrier, sinyal OFDM dikirimkan secara paralel dan sinyal single-carrier

dikirimkan secara serial.

Page 7: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

11

Gambar 2.2. Perbandingan Sinyal Single-Carrier dengan Sinyal OFDM [16]

Kemampuan untuk mengatasi delay spread, multipath, dan Inter-Symbol

Interference (ISI) memungkinkan kita untuk dapat mengirim data rate yang lebih

tinggi dan dapat bekerja pada lingkungan NLOS. Sebagai contoh, sangat mudah

untuk mengekualisasi satu carrier OFDM dibandingkan dengan mengekualisasi

sinyal single carrier dengan bandwidth yang lebih lebar.

Gambar 2.3. Perbandingan Sinyal Single Carrier dan Sinyal OFDM di Penerima [16]

Page 8: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

12

Dalam sistem OFDM, Cyclic Prefix (CP) memegang peranan penting

untuk menjaga keortogonalitasan sub-carrier OFDM pada situasi kanal yang

frekuensi selektif. CP adalah deretan bit yang dibentuk dengan menyalin ulang

sebagian bit-bit suatu simbol OFDM, kemudian menempatkan bit-bit tersebut di

depan simbol tersebut. Dengan adanya tambahan CP ini, sinyal OFDM tidak akan

mengalami ISI selama besar delay spread kanal lebih pendek dari durasi CP. ISI

hanya akan berpengaruh pada bagian simbol yang berupa CP saja, sedangkan data

payload OFDM tidak mengalami distorsi akibat ISI.

Gambar 2.4. Penyisipan Cyclic Prefix [14]

2.3.1.2.OFDMA

Pada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam

domain waktu (simbol OFDM) dan domain frekuensi (sub-carrier). Pada Mobile

WiMAX sumber daya waktu dan frekuensi tersebut dapat dibagi lagi menjadi

beberapa sub-kanal untuk dialokasikan pada pengguna. Sistem OFDM tersebut

disebut OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). OFDMA

adalah skema yang memungkinkan proses multiplexing pada aliran data dari

beberapa pengguna ke arah downlink dan uplink sub-kanal.

2.3.1.3.Struktur Simbol OFDMA dan Subkanalisasi

Struktur simbol OFDMA terdiri dari tiga tipe sub-carrier seperti

ditunjukkan pada gambar:

• Data sub-carrier, yaitu untuk transmisi data

Page 9: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

13

• Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

• Null sub-carrier (tidak untuk transmisi); digunakan sebagai guard

band dan DC carrier.

Gambar2.5. Struktur sub-carrier OFDM [14]

Sub-carrier aktif (data dan pilot) dikelompokan ke dalam sub-set dalam

sub-carrier yang disebut sub-kanal. Mobile WiMAX mendukung subkanalisasi

untuk DL maupun UL. Unit minimum sumber daya frekuensi-waktu dari

subkanalisasi adalah satu slot, sama dengan 48 sub-carrier.

Pada subkanalisasi terdapat dua macam tipe permutasi sub-carrier, yaitu

diversity dan contiguous. Permutasi diversity mengambil sub-carrier secara

pseudo-random untuk membentuk sebuah sub-kanal. Permutasi tersebut

memberikan diversitas frekuensi dan merata-ratakan inter-cell interference. Yang

termasuk dalam jenis permutasi ini adalah DL FUSC (Fully Used Sub-carrier),

DL PUSC (Partially Used Sub-carrier), UL PUSC, dan beberapa pilihan

permutasi tambahan. Sedangkan permutasi contiguous mengelompokkan sub-

carrier yang berselahan menjadi sebuah sub-kanal. Yang termasuk dalam jenis

permutasi ini adalah DL dan UL AMC (Adaptive Modulation and Coding).

Secara umum, permutasi diversity bekerja dengan baik pada aplikasi

mobile, sedangkan permutasi contiguous sesuai untuk lingkungan fixed, portable,

dan mobilitas rendah.

Page 10: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

14

Gambar 2.6. Perbedaan OFDM dan OFDMA [13]

Gambar 2.7. UL OFDM dan OFDMA [13]

2.3.1.4.Scalable OFDMA

OFDMA yang digunakan pada Mobile WiMAX didasarkan pada konsep

dari Scalable OFDMA (S-OFDMA). S-OFDMA mendukung pengalokasian

bandwidth yang luas untuk digunakan secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan

dan persyaratan sistem yang digunakan. Skalabilitas dilakukan dengan

menyesuaikan jumlah titik FFT dengan mempertahankan jarak antar sub-carrier

sebesar 10.94 kHz. Karena bandwidth sub-carrier dan durasi simbol yang

digunakan tetap, efek ke lapisan di atasnya menjadi minimal saat sedang

Page 11: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

15

menskalakan bandwidth. Dua profil bandwidth sistem yang sedang dikembangkan

untuk scalable OFDMA adalah 5 dan 10 MHz.

Tabel 2.4. Parameter Scalable OFDMA [14]

2.3.1.5.Struktur Frame TDD

Mobile WiMAX mendukung TDD, Full dan Half-Duplex FDD. Pada profil

awal Mobile WIMAX hanya terdapat TDD. Pada profil berikutnya akan disertakan

FDD untuk memenuhi beberapa kebutuhan pasar spesifik. Untuk mengatasi

masalah interferensi TDD membutuhkan sinkronisasi sistem secara luas, tetapi

TDD merupakan mode duplexing yang lebih banyak digunakan karena beberapa

alasan berikut :

• TDD mendukung trafik DL/UL asimetrik, sehingga rasio DL/UL dapat

diatur secara efisien. Sementara rasio DL/UL pada FDD tetap,

bandwidth DL sama dengan bandwidth UL.

• TDD menjamin pertukaran kanal sehingga dapat mendukung link

adaptation, MIMO (Multiple Input Multiple Output), dan teknologi

antena close loop lainnya.

• Tidak seperti FDD yang membutuhkan sepasang kanal, TDD hanya

membutuhkan satu kanal untuk DL maupun UL sehingga lebih

fleksibel dan dapat beradaptasi pada pengalokasian spektrum global

yang bervariasi.

• Implementasi tranceiver untuk TDD lebih sederhana dan murah.

Page 12: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

16

Gambar berikut ini adalah gambar struktur frame OFDM untuk

implementasi TDD. Setiap frame dibagi kedalam DL dan UL sub-frame yang

dipisahkan oleh Transmit/Receive dan Receive/Transmit Transtition Gaps (TTG

dan RTG) untuk menghindari tabrakan transmisi.

Gambar 2.8. Struktur Frame OFDMA WiMAX [14]

2.3.1.6.Fitur Lapisan Fisik Lainnya

Adaptive Modulation and Coding (AMC), Hybrid Automatic Repeat

Request (HARQ), dan Fast Channel Feedback (CQICH) juga diperkenalkan pada

Mobile WiMAX untuk meningkatkan coverage dan kapasitas.

QPSK, 16QAM, dan 64 QAM adalah format modulasi yang harus ada

pada arah DL. Sedangkan pada arah UL, 64QAM menjadi format modulasi

opsional. Mobile WiMAX medukung Convolutional Code (CC) maupun

Convolutional Turbo Code (CTC) dengan berbagai pilihan code rate dan

repetition coding serta Code dan Low Density Parity Check Code (LDPC) sebagai

fitur opsional.

Tabel berikut berisi skema coding dan modulasi yang digunakan pada

profil Mobile WiMAX. Kode dan modulasi opsional untuk UL ditunjukkan dengan

tulisan miring.

Page 13: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

17

Tabel 2.5. Kode dan Modulasi pada Mobile WiMAX [14]

Kombinasi antara modulasi dan code rate menghasilkan resolusi data rate

yang optimal, seperti ditunjukkan pada tabel berikut. Tulisan yang ditandai

menunjukkan data rate untuk pilihan opsional 64QAM pada arah UL.

Tabel 2.6. Data Rate Mobile WiMAX pada Sub-kanal PUSC [14]

2.3.2. Manajemen Mobilitas

Daya tahan baterai dan handoff adalah dua masalah utama dalam aplikasi

mobile. Mobile WiMAX mendukung Sleep Mode dan Idle Mode untuk efisiensi

Page 14: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

18

daya pada MS (Mobile Station). Mobile WiMAX juga mendukung handoff dimana

MS dapat berpindah base station pada kecepatan kendaraan tanpa mengganggu

koneksi.

2.3.2.1.Manajemen Daya

Mobile WiMAX mendukung dua mode untuk operasi efisiensi daya, yaitu

Sleep Mode dan Idle Mode. Sleep Mode adalah keadaan atau periode dimana

kehadiran MS menjadi tidak terdeteksi oleh base station yang melayaninya. Sleep

Mode ini bertujuan untuk meminimalisasi penggunaan daya pada MS dan untuk

meminimalisasi penggunaan sumber daya kanal. Sleep mode juga menyediakan

fleksibilitas pada MS untuk memeriksa informasi dari base station lain untuk

mendukung proses handoff selama Sleep Mode.

Idle mode menyediakan mekanisme pada MS untuk secara periodik

menerima trafik broadcast tanpa regristrasi pada base station tertentu. Idle Mode

memberikan keuntungan pada MS dengan menghilangkan proses handoff dan

operasi lainnya. Idle Mode juga memberikan keuntungan pada base station

dengan mengurangi sumber daya kanal untuk proses handoff untuk MS yang tidak

aktif sementara base station tetap menyediakan metoda yang sederhana untuk

memberitahukan MS mengenai trafik DL yang tertunda.

2.3.2.2.Handoff

Pada Mobile WiMAX terdapat tiga metoda handoff, yaitu Hard Handoff

(HHO), Fast Base Station Switching (FBSS), dan Macro Diversity Handoff

(MDHO). Dari ketiga metode tersebut, HHO merupakan metoda wajib, sedangkan

FBSS dan MDHO merupakan metoda opsional. WiMAX Forum telah

mengembangkan beberapa teknik untuk optimalisasi hard handoff pada Mobile

WIMAX. Pengembangan tersebut dilakukan dengan tetap menjaga delay handoff

kurang dari 50 milidetik.

Page 15: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

19

2.3.3. Keamanan

Kemanan merupakan salah satu masalah utama dalam komunikasi

wireless, Mobile WiMAX mendukung fitur kemanan terbaik yang ada saat ini

untuk menghadapi masalah keamanan tersebut. Aspek-aspek kemanan yang

digunakan adalah autentifikasi perangkat/pengguna, key management protocol

yang fleksibel, enkripsi trafik, proteksi informasi plane kontrol dan manajemen,

dan optimalisasi protokol keamanan dalam proses fast handover.

2.3.4. Teknologi Smart Antenna

Tenologi smart antenna melibatkan operasi vektor dan matriks yang rumit

pada sinyal karena penggunaan multiple antenna. OFDMA membuat operasi

smart antenna dapat bekerja dengan baik pada flat-vector sub-carrier sehingga

tidak diperlukan proses ekualisasi yang rumit untuk mengkompensasi frequency

selective fading. Penggunaan OFDMA sangatlah sesuai dengan teknologi smart

antenna dan penggunaan MIMO-OFDM/OFDMA ini menjadi landasan untuk

sebuah generasi baru dalam teknologi sistem komunikasi broadband. Mobile

WiMAX memanfaatkan teknologi smart antenna secara luas untuk meningkatkan

kinerja sistem. Teknologi-teknologi smart antenna yang digunakan adalah :

• Beamforming : membantu meningkatkan coverage, kapasitas dan

megurangi error pada sistem multiple antenna.

• Space-Time Code (STC) : teknik diversitas seperti kode Alamouti

didukung untuk menyediakan diversitas spasial dan mengurangi fade

margin.

• Spatial Multiplexing (SM) : teknik multiplexing spasial didukung

untuk meningkatkan data rate dan throughput. Dengan multiplexing

spasial, beberada aliran data dapat dikirimkan melalui multiple

antenna. Jika penerima juga menggunakan multiple antenna, aliran

yang berbeda-beda tersebut dapat dipisahkan untuk memperoleh

throughput yang lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan

single antenna.

Page 16: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

20

2.3.5. Pengulangan Frekuensi Fraksional

Mobile WiMAX mendukung satu pengulangan frekuensi dimana semua

sel atau sektor menggunakan kanal frekuensi yang sama untuk meningkatkan

efisiensi spektral. Dengan pengulangan frekuensi tersebut, pengguna yang berada

pada ujung sel akan mengalami penurunan kualitas koneksi sebagai akibat dari

co-channel interference (CCI). Dalam Mobile WiMAX, pengguna menggunakan

sub-kanal, dimana hanya menempati sebagian kecil dari bandwidth kanal. Dengan

subkanalisasi, masalah tersebut dapat dengan mudah diatasi dengan

mengkonfigurasikan penggunaan sub-kanal pada ujung sel.

Gambar 2.9. Pengulangan Frekuensi Fraksional [14]

2.4. Alokasi Frekuensi Mobile WiMAX

Untuk mendapatkan berbagai keuntungan yang dihadirkan oleh Mobile

WiMAX dibutuhkan alokasi blok spektrum yang besar. Dengan alokasi blok

spektrum yang besar sistem dapat dibangun dalam mode TDD dengan bandwidth

kanal yang besar, pengulangan frekuensi yang fleksibel dan dengan minimal

inefisiensi untuk guard-band untuk menghindari adjacent interference. Salah satu

kegiatan utama yang dilakukan oleh WiMAX Forum adalah meggabungkan

standar dan badan regulasi yang ada di seluruh dunia agar dapat menggunakan

frekuensi rendah (< 6 GHz). Harmonisasi alokasi frekuensi juga akan

meminimalisasi jenis perangkat untuk dapat memenuhi kebutuhan pasar secara

luas.

Page 17: BAB 2 KONSEP MOBILE WiMAX - · PDF filePada sistem OFDM, sumber daya yang dapat digunakan dibagi dalam domain waktu ... • Pilot sub-carrier, yaitu untuk estimasi dan sinkronisasi

21

Profil sistem awal yang dikembangkan oleh WiMAX forum akan

menggunakan frekuensi kerja 2.3 GHz, 2,5 GHz, 3.3 GHz, dan 3.5 GHz.

Frekuensi kerja 2.3 GHz sudah digunakan oleh layanan WiBro di Korea Selatan,

teknologi ini didasarkan pada teknologi Mobile WiMAX. Dengan alokasi

bandwidth 27 MHz untuk setiap operator, bandwidth frekuensi tersebut dapat

mendukung pengembangan TDD dengan 3 kanal per base station dengan masing-

masing bandwidth sebesar 8.75 MHz.

Frekuensi 2.5 dan 2.7 GHz sudah dapat digunakan untuk layanan wireless

mobile dan fixed di US. Frekuensi ini juga tidak digunakan dan berpotensial untuk

digunakan di beberapa negara di Amerika Selatan, Eropa, dan Asia Pasifik.

Frekuensi 3.3 GHz dan 3.5 GHz sudah dialokasikan untuk layanan wireless fixed

di beberapa negara di dunia dan juga sesuai untuk layanan WiMAX fixed dam

mobile.

Di Indonesia sendiri baru sampai pada tahap perencanaan alokasi

frekuensi WiMAX. Frekuensi yang diperkirakan digunakan untuk WiMAX

adalah 2.3 GHz dan 5.8 GHz. Frekuensi 2.5 GHz dan 3.5 GHz sudah digunakan

untuk layanan satelit. Untuk Mobile WiMAX sendiri tampaknya masih sangat jauh

untuk direalisasikan.