KONSEP SELULAR PADA SISTEM KOMUNIKASI BERGERAK\MAKALAH

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Komunikasi Bergerak

Disusun Oleh:Hanif Yahya Muhtadin115060301111010

Muhammad Sudiro115060300111076Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Brawijaya

Malang2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul Konsep Seluler pada Sistem Komunikasi Bergerak.

Tujuan penulisan makalah ini untuk mengetahui cara mengatasi tingginya minat masyarakat akan komunikasi khususnya pada komunikasi bergerak, interferensi yang terjadi pada komunikasi bergerak, dan cara pengontrolan daya yang harus dilakukan pada komunikasi bergerak.

Tiada gading yang tak retak. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penulisan berikutnya. Semoga karya ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak.

Malang, Februari 2014

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...............................................................................iDAFTAR ISI ..............................................................................................iiDAFTAR GAMBAR .................................................................................iiiDAFTAR GRAFIK ...................................................................................ivBAB I PENDAHULUAN ..........................................................................11.1 LATAR BELAKANG .........................................................................11.2 RUMUSAN MASALAH ....................................................................21.3 TUJUAN PENULISAN ......................................................................2BAB II PEMBAHASAN ..........................................................................32.1 LATAR BELAKANG ........................................................................32.2 REUSE FREKUENSI .........................................................................32.2.1 Jarak dalam Reuse Frekuensi ....................................................42.3 HANDOFF ..........................................................................................52.3.1 Tipe-Tipe Handoff .....................................................................62.3.1.1 Hard-Handoff .................................................................72.3.1.2 Soft-Handoff ..................................................................72.4 INTERFERENSI ................................................................................82.4.1 Interferensi Co-channel .............................................................92.4.2 Interferensi Adjacent .................................................................102.5 PENGATURAN DAYA (POWER CONTROL) ...............................10BAB III PENUTUP ..................................................................................113.1 KESIMPULAN ....................................................................................113.2 SARAN ................................................................................................11DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................12DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penggunaan Frekuensi Berulang pada Tiap Cell ......................4

Gambar 2.2 Jarak Reuse ...............................................................................5

Gambar 2.3 Lokasi relatif dari sel co-channel .............................................5

Gambar 2.4 Ilustrasi Handoff pada Perbatasan Cell ....................................6

Gambar 2.5 Hard Handoff antara MS dengan BS .......................................7

Gambar 2.6 Make-before-break pada Soft-Handoff ....................................8

Gambar 2.7 Interferensi Co-channel ............................................................9

DAFTAR GRAFIK

Grafik 1.1 Grafik Pertumbuhan Mobile dibanding dengan Inovasi

Populer di Abad ini ............................................................... 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANGKemampuan untuk berkomunikasi semakin berkembang sejak radio dapat terjadi komunikasi yang berkesinambungan pada tahun 1897. Sejak saat itu, metode dan pelayan komunikasi nirkabel dikembangkan di seluruh dunia. Teristimewa pada sepuluh tahun terakhir, industri komunikasi radio bergerak (mobile radio communications) semakin bertumbuh, yang mana menyebabkan perangkat-perangkat komunikasi semakin kecil, murah, dan dapat diandalkan.

Grafik 1.1

Grafik Pertumbuhan Mobile dibanding dengan Inovasi Populer di Abad ini.

Sebagai contoh, telepon bergerak (mobile telephone) di Amerika Serikat meningkat dengan pesat. Pada tahun 1940, berawal hanya ribuan pengguna menjadi 86.000 pengguna di tahun 1948, 695.000 pada tahun 1958, dan sekitar 1,4 juta pengguna di tahun 1962. (Noble, 1962).

Tingginya minat masyarakat akan kebutuhan komunikasi, maka perlu diteliti lebih lanjut mengenai Konsep Seluler pada Sistem Komunikasi Bergerak

1.2 RUMUSAN MASALAH

Adapun masalah yang diangkat berdasarkan latar belakang adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana cara untuk mengatasi tingginya minat masyarakat akan komunikasi khususnya pada komunikasi bergerak?

2. Apa saja dan bagaimana interferensi yang terjadi pada komunikasi bergerak?

3. Bagaimana pengontrolan daya yang harus dilakukan pada komunikasi bergerak?

1.3 TUJUAN PENULISAN

Adapun tujuan dari penulisan ini adalah sebagai berikut.

1. Untuk mengetahui cara mengatasi tingginya minat masyarakat akan komunikasi khususnya pada komunikasi bergerak.

2. Untuk mengetahui interferensi yang terjadi pada komunikasi bergerak.

3. Untuk mengetahui cara pengontrolan daya yang harus dilakukan pada komunikasi bergerak.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 KONSEP SELULER

Tujuan desain pada permulaan sistem radio bergerak adalah untuk mencapai cakupan area (coverage area) dengan menggunakan satu transmitter berdaya besar dengan antena yang terpasang pada menara yang tinggi. Meski pendekar ini mendapatkan coverage area yang baik, ini juga berarti tidak mungkin menggunakan frekuensi yang secara bersama. Sebagai contoh, Bell mobile system di New York pada kisaran tahun 1970 dapat mendukung dua belas telepon secara bersamaan pada lingkung ribuan mil (Calhoun, 1988). Menghadapi fakta bahwa regulator tidak memperbolehkan akan penggunaan frekuensi di luar alokasi frekuensi yang diizinkan, hal ini menjadi suatu masalah dalam penggunaan komunikasi radio.

Untuk mengatasi hal tersebut, banyaknya base stations atau BS (sepanjang pengurangan daya pada tiap transimitter untuk mengurangi terjadinya interferensi) ditingkatkan guna melayani pengguna. Dengan kata lain, peningkatan jumlah kapasitas radio dengan tidak mempersempit spektrum frekuensi yang diizinkan. Prinsip mendasar yang digunakan dengan cara pengguna menggunakan kembali frekuensi yang ada pada coverage area tertentu.

2.2 REUSE FREKUENSI

Dalam konsep seluler, frekuensi dialokasikan untuk layanan yang digunakan kembali dalam pola yang teratur daerah, yang disebut 'sel', masing-masing ditutupi oleh satu BS. Sistem radio seluler mengandalkan alokasi dan reuse pada kanal-kanal pada daerah yang tercakup (Oeting, 1983). BS pada cell yang berdekatan (adjacent cell) ditentukan dengan grup kanal yang mana akan berbeda dengan cell tetangga. Antena dari BS didesain untuk mendapatkan coverage area yang diinginkan pada cell-cell tertentu. Dengan membatasi coverage area pada daerah perbatasan cell, grup pada kanal yang sama dapat digunakan untuk melingkupi cell yang berlainan, yang mana terpisahkan dengan jarak yang jauh untuk menghindari interferensi. Desain proses pada pemilian dan pengalokasian grup kanal pada semua BS di dalam sistem disebut dengan frequency reuse atau frequency planning.

Cell ini biasanya heksagonal. Dalam siaran radio, konsep serupa telah dikembangkan berdasarkan pada sel belah ketupat. Untuk memastikan bahwa interferensi antara pengguna masih di bawah tingkat yang berbahaya, sel yang berdekatan menggunakan frekuensi yang berbeda. Pola cluster dan frekuensi yang sesuai digunakan kembali dalam pola yang teratur atas wilayah layanan secara keseluruhan.

Gambar 2.1

Penggunaan Frekuensi Berulang pada Tiap Cell.Dengan memperhatikan gambar 2.1, dapat terlihat pada cell A, frekuensi kembali digunakan pada grup kanal yang berbeda.2.2.1 Jarak dalam Reuse Frekuensi

Jarak terdekat antara pusat dua sel yang menggunakan frekuensi yang sama (dalam kelompok yang berbeda) ditentukan oleh pilihan ukuran cluster dan lay-out dari cluster sel. Jarak ini disebut dengan 're-use distance'. Hal ini dapat ditunjukkan bahwa

Gambar 2.2

Jarak Reusepenggunaan kembali jarak ru, dinormalisasi dengan ukuran masing-masing segi enam, adalah

Untuk sel heksagonal, yaitu, dengan 'sarang lebah', sel lay-out yang biasa digunakan dalam mobile radio, ukuran cluster yang mungkin adalah C = i2 + ij + j2, dengan bilangan bulat i dan j (C = 1, 3, 4, 7, 9, ...). Integer i dan j menentukan lokasi relatif dari sel co-channel.

Gambar 2.3

Lokasi relatif dari sel co-channel2.3 HANDOFF

Saat pengguna bergerak melewati cell yang berlainan saat komunikasi sedang berlangsung, mobile switching center (MSC) secara otomatis mengirimkan panggilan tersebut ke kanal berlainan yang dicakup oleh area BS yang baru. Proses ini disebut dengan handoff.

Gambar 2.4 Ilustrasi Handoff pada Perbatasan Cell

Pada 2.4, terlihat bahwa mobile station (MS) yaitu pengguna, sedang melakukan komunikasi dan melewati perbatasan antar cell. Saat melewati perbatasan tersebut, radio signal strength indications (RSSI) memutuskan apakah panggilan tersebut perlu dilakukan handoff atau tidak. Pada gambar terlihat bahwa level sinyal tertentu akan memutuskan batas-batas dari MS. Saat sinyal dari MS melewati ambang handoff, maka komunikasi akan dilanjutkan melalui BS 2 dari BS 1.

2.3.1 Tipe-Tipe HandoffHandoff dibagi menjadi dua kategori hard-handoff dan soft-handoff. Kedua tipe ini ditandai dengan "break before make" dan "make before break". Dalam hard-handoffs, sumber di awal diputuskan sebelum sumber baru digunakan, sedangkan soft handoffs, baik sumber daya yang ada dan baru digunakan selama proses handoff. Perancangan skema handoff yang buruk menghasilkan lalu lintas sinyal yang padat dan, dengan demikian, penurunan terjadi dalam kualitas layanan (QoS).

2.3.1.1 Hard-HandoffHard-handoff dapat dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu: intracell dan intercell handoff.

Gambar 2.5 Hard Handoff antara MS dengan BSSebuah hard-handoff pada dasarnya adalah sebuah koneksi "break before make". Dalam pengontrolan MSC, handoff terjadi dengan memutuskan koneksi dengan BS 1 kemudian membuat koneksi kembali pada BS 2. Dalam hard-handoff, link ke BS utama dihentikan sebelum atau saat pengguna akan dipindahkan ke sel baru BS; MS tidak terhubung lebih dari satu BS pada waktu tertentu. Hard-handoff terutama digunakan dalam FDMA (frequency division multiple access) dan TDMA (time division multiple access), di mana rentang frekuensi yang berbeda digunakan dalam saluran yang berdekatan untuk meminimalkan gangguan saluran. 2.3.1.2 Soft-HandoffSoft-handoff menggunakan sistem "make before call". Artinya, MS bergantung pada panggilan dan bergerak dari satu BS ke BS yang lain, tetapi MS mulai berkomunikasi dengan BS baru sebelum mengakhiri komunikasi dengan BS lama.

Soft-handoff hanya dapat digunakan antara BS pada frekuensi yang sama. Teknik ini meningkatkan penerimaan seperti MS yang bergerak di antara sel-sel (pada batas sel). Selama soft-handoff MS sebenarnya berkomunikasi dengan lebih dari satu BS pada satu waktu, sehingga ketika saatnya untuk bergerak dari daya BS yang lemah ke yang kuat, MS sudah terhubung dengan yang lebih kuat. Selama soft-handoff, MS menerima independent closed loop power control dari dua BS dan melakukan logika untuk menentukan.

Gambar 2.6 Make-before-break pada Soft-Handoff2.4 INTERFERENSI

Interferensi adalah salah satu faktor yang sangat diperhatikan dalam performa sistem radio seluler. Sumber interferensi dapat terjadi oleh MS pada cell yang sama, panggilan yang sedang berlangsung pada cell tetangga, BS lain yang beroperasi pada pita frekuensi yang sama, atau sistem yang tidak terkait seluler yang kurang berhati-hati dalam kebocoran energi pada pita frekuensi seluler. Interferensi pada kanal suara dapat menyebabkan cross talk, yang mana pengguna mendengar interferensi atau suara yang tidak diinginkan saat komunikasi berlangsung. Pada kanal kontrol, interferensi dapat menyebabkan panggilan tak terjawab dan terblok akibat adanya eror pada pengiriman sinyal digital. Interferensi diakui sebagai kemacetan utama dalam peningkatan kapasitas komunikasi, yang pada akhirnya dapat menyebabkan panggilan terputus. Dua tipe utama interferensi pada komunikasi seluler adalah interferensi co-channel dan adjacent.

2.4.1 Interferensi Co-channelInterferensi co-channel (CCI) adalah crosstalk yang terjadi akibat dua pemancar radio menggunakan frekuensi yang sama. Interferensi co-channel muncul di jaringan mobile karena sistem reuse frequency. Dengan demikian, selain sinyal dari dalam cell, sinyal pada frekuensi yang sama (sinyal co-channel) tiba di MS dari BS yang tidak diinginkan, di mana terletak jauh di dalam cell lain dan menyebabkan penurunan kinerja penerima. Gambar 2.7 menjelaskan terjadinya interferensi co-channel. Saat MS berada pada perbatasan cell (titik A), MS tersebut akan mengalami interferensi pada kanal di sekitarnya.

Gambar 2.7 Interferensi Co-channelPenyebab kedua adalah penggunaan spektrum radio yang terlalu padat. Pada daerah yang padat penduduk, tidak banyak ruang dalam spektrum radio. Sehingga frekuensi yang terlalu berdekatan dapat timbul interferensi.

Penyebab yang terakhir adalah pembatalan sinyal (signal cancellation). Fenomena ini mirip dengan multipath effect pada radio FM di VHF band, yaitu sinyal memantul karena terhalang obstacle.

2.4.2 Interferensi Adjacent

Interferensi yang dihasilkan karena sinyal yang bersebelahan (adjacent) pada frekuensi sinyal yang diinginkan adalah interferensi adjacent-channel (ACI). interferensi adjacent-channel terjadi karena ketidaksempurnaan filter penerima yang mana memperbolehkan frekuensi yang berdekatan masuk atau bocor ke dalam passband. Masalah ini secara khusus dapat bermasalah bila kanal pengguna yang bersebelahan (adjacent channel) memancarkan pada jarak yang sangat dekat dengan penerima, saat penerima ingin menerima kanal yang diinginkan pada sebuah BS. Ini disebut dengan efek near-far, di mana pemancar terdekat menangkap penerima dari pelanggan. Secara alternatif, efek near-far timbul saat MS dekat dengan BS yang memancarkan pada kanal yang dekat dengan kanal yang sedang digunakan., yang lebih lemah. Sehingga, BS akan susah dalam membedakan MS akibat kadal yang bersebelahan.

2.5 PENGATURAN DAYA (POWER CONTROL)

Power control (pengaturan daya), secara umum, adalah pemilihan daya pancar secara cerdas dalam sistem komunikasi untuk mencapai kinerja yang baik. Sehingga dapat mengoptimalkan kecepatan data, kapasitas jaringan, coverage area, dan masa guna dari perangkat dan jaringannya.

Pengaturan daya dapat memiliki keuntungan sekaligus kerugian. Keuntungan dari pengaturan daya adalah pengaturan signal-to-noise ratio (SNR) pada penerima untuk mengurangi gangguan atau noise dan meningkatkan kecepatan dalam pengiriman data. Kerugiannya adalah penggunaan daya dalam pengiriman atau transmitting semakin meningkat, sehingga dapat menyebabkan pemborosan pada baterai; dan interferensi pada pengguna lain dengan band frekuensi yang sama semakin meningkat.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang didapat untuk menjawab permasalahan adalah sebagi berikut.

1. Untuk mengatasi tingginya minat masyarakat akan komunikasi khususnya pada komunikasi bergerak dengan cara menggunakan konsep seluler. Sehingga banyak frekuensi dapat digunakan secara berulang dengan jarak yang terukur. Proses handoff juga perlu diperhatikan guna mencegah terjadinya panggilan terputus.2. Interferensi yang terjadi pada komunikasi bergerak secara utama ada dua, yaitu: interferensi co-channel dan adjacent. Interferensi ini terjadi akibat frekuensi yang sama pada suatu daerah. Sehingga MS akan terjadi interferensi oleh kanal sekitarnya. Sedangkan interferensi adjacent terjadi karena jeleknya filter yang digunakan dalam pemilihan frekuensi yang digunakan.

3. Pengontrolan daya yang harus dilakukan pada komunikasi bergerak untuk mengoptimalkan kecepatan data, kapasitas jaringan, coverage area, masa guna dari perangkat dan jaringannya, dan mengurangi gangguan. Namun, peluang terjadinya interferensi juga akan semakin besar.

3.2 SARANPerlu adanya tinjauan lebih mendalam mengenai pengaruh dari pengaturan energi pancaran.DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1997. Principles of Cellular Frequency Reuse, (online), (http://www.wirelesscommunication.nl/reference/chaptr04/cellplan/reuse.htm, tanggal 20 Februari 2014).

Anonim. 2010. Power Control, (online), (http://en.wikipedia.org/wiki/Power_control pada tanggal 20 Februari 2014)

Anonim. 2013. Adjacent-Channel Interference, (online), (http://en.wikipedia.org/wiki/Adjacent-channel_interference, tanggal 20 Februari 2014)

Anonim. 2013. Co-Channel Interference, (online), (http://en.wikipedia.org/wiki/Co-channel_interference, pada tanggal 20 Februari 2014).

Callhoun, G. 1988. Digital Cellular Radio. Artcech House.

Noble, D. 1962. The History of Land-Mobile Radio Communications, IEEE Vehicular Technology Transactions.Oeting, J. 1983. Cellular Mobile Radio An Emerging Technology. IEEE Communications Magazine, hal. 10 15.

MacDonald, V. H. 1979. The Cellular Concept. The Bell Systems Technical Journal, Vol 58, No. 1, hal. 15 43, Januari 1979.