Download - Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular

8/8/2019 Modu_2_ Konsep Dasar Sistem Cellular

1/41

Modul 2 Konsep Dasar Sistem Seluler

TT 4113

SISTEM KOMUNIKASI SELULER

Jurusan Teknik Elektro Program StudiS1

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM2008


2/41

Pokok Bahasan

a. Arsitektur dan komponen jaringan seluler

b. Frekuensi re-use,hand-off

c. Modulasi, mutiple akses pada seluler


3/41


4/41

Arsitektur Dasar Sistem GSM


5/41

Air A

O & M

VLRMSC

VLRMSC

HLR

Core Network Network Sub

System


6/41

Arsitektur Jaringan GSM terdiri dari 3 bagian

utama :

1. Switching Subsystem (SSS) = NetworkSwitching Subsystem (NSS)

2. Radio Subsystem (RSS) = Base Station

Subsystem (BSS) & Mobile Station (MS)

3. Operation & Maintenance System (OMS)


7/41

Fungsi Subsystem GSM

OSS(Operation Subsystem)

Administrasi Pelanggan

Keamanan

Operasi dan

Pemeliharaan

NSS(Network Switching Subsystem)

Mobilitas Pelanggan

Pengaturan Pensinyalan

Pengaturan Komunikasi Pelanggan

RSS(Radio Subsystem)

BSC

BTS

Mengatur jaringan radio

Kanal Radio

Perangkattransmisi


8/41

GSM Interface


9/41

What makes cellular radio work? Frequency Reuse Channel Sharing (trunk effect) Handover/Handoff High Spectral efficiency

Other related considerations Propagation Attenuation is like d- , 2


10/41

KAIDAH PENENTUAN NOMOR SEL.

i , j = 0 , 1 , 2 , 3 , . . .

i = 1

= 2

z6 0

0

s e l r e f e r e n s i

i

1 2 00


11/41

Signal-to-Interference Ratio.

Consider closest co-channel cells:

Ukuran Kluster:

Co-channel ReuseDistance Ratio:

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

26

7

1

2

3

4

1

2

3

4

2

7

2

3

5

6

Dco

R

( ) ( )

( )

min 1 10 10

1 10

SIR log / 1 10 log 7 -1 dB

= log / 1 7.78 dB

co

co

K D R

K D R

=

=

2 2 N i ij j= + +

/ 3co

D R N =


12/41

Kluster.

K = 7

1 kluster


13/41

Definisi

Pengulangan frekuensi yang sama pada area

yang berbeda di luar jangkauan interferensinya

Reuse frekuensiF3F3

F1

F2JARAK BEBAS INTERFERENSI

1

2

3

1

2

3

1

2

3

Reuse frekuensi

Frequency Reuse.


14/41

Latar Belakang Frequency Re-Use.

1. Keterbatasan alokasi frekuensi2. Keterbatasan area cakupan cell (coverage

area).

3. Menaikkan jumlah kanal.

4. Membentuk cluster yang berisi beberapa cell.

5. Co-channel interference.


15/41

Frequnecy Reuse

1

2

3

1

2

3

reuse

1

2

3

freq. reuse pattern / clusteK = 3

1

2

3

freq. reuse patter

K = 4

41

2

3

4

2

3

4

1reuse

reusereuse


16/41

Cluster - 1Cluster - 1

44

11 22

33

66 77

55

44

11 22

33

66 77

55

44

11 22

33

66 77

55



aa

aa aa

aa

aa aa

aa

aaaa aa

aa

aa aa

aa

aaaa aa

aa

aa aa

aa

GSMCDMA

Disain frekuensi sederhana


17/41

Cell Splitting

before cell splitting after cell splitting

To increase the capacity, the operator performs cell splittings

1

0

2

1

0

0

1

P

P

R

R

C

C=

=


18/41

Cell Splitting

Diperlukan pada saat :

- Kepadatan trafik dalam cell meningkat.

- Kanal yang ada tidak mampu melayani.


19/41

S I E M E N S S I E M E N S

MSC/VLR

BSS BSSaddressed bySignaling Point

Code

Location Area

Location AreaCell:

CGI = MCC/MNC/LACODE/CI

Location Area:

LAI = MCC/MNC/LACODE

Subscriber Data

LAI

Subscriber Data

LAI

addressed by

Signaling Point

Code

Cell

Cell

Cell

Cell

Cell

Cell

CellCell

Cell

Cell

Cell Cell

Location Area


20/41

LA 1

VLRMSC

LA 5

LA 4

LA 3LA 2

Location Area and Cell Identity

CI 1

CI 2CI 3

D fi i i H dO


21/41

Definisi HandOver.

HandOver adalah proses perpindahan kanal trafik user pada saat user aktiftanpa terjadi pemutusan hubungan.

Penyebab HandOver sel :

- RF kriteria (RF Level dan Kualitas Hubungan).- Network kriteria (masalah trafik load,O&M).

Jenis HandOver :

I. Internal HandOver (Dikendalikan oleh BSC)1. Intra-cell HandOver: pemindahan hubungan ke kanal yang berbeda pada satu BTS

yang sama.

2. Inter-cell HandOver: pemindahan hubungan antar BTS yang berbeda dalam satuBSC.

II. External HandOver (Dikendalikan oleh MSC)1. MSC intra HandOver: pemindahan hubungan yang terjadi antar BSC dalam satu

MSC.

2. MSC inter HandOver : perpindahan hubungan yang terjadi pada 2 MSC yg berbeda.

pergerakan MS

HO

F1

HO

F2

Sel #1 Sel #2 Sel #3

F3

F1 ke F2 F2 ke F3


22/41

HandOver.

Normalized Distance from Base A

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

ReceivedPowerdBm

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-70

-60

base A base B

from base C

received powerfrom base A

received power

from base B

received powerfrom base C

Handoff or Handover isa process of transferring amobile station from onechannel or base station toanother one.

Margin: = Pr,HO - Pr,min- Too big Margin --> HO trafficburden- Too small Margin -->higherDrop Call MAHO (Mobile Assisted Hand

Over) in GSM Soft HO in IS-95


23/41

HandOver Pada FDMA/TDMA.

BS1 BS2

A B

RS

L

Level at B

Level dimana terjadi HO

time


24/41


25/41

Handover Types

Intra-cell

BSCBTS

f 1, TS 1

f 2, TS 2

Intra-BSS

BSC

BTS

BTS

MSC

Handover

performed

Intra-MSC

MSC

BSS

BSS

Inter-MSC

MSC - BMSC - A

MSC - C

basic

subsequent

MSC

Handover

performed


26/41

Measurement:

connection quality & strength:

strength of serving BTS &

surrounding BTSs

HandoverDecision

MS

Measurement:connection quality & strength,

distance measurement (TA)

BTS

Measurement report

Timing Advance,

Power control

BSC

HO

decision

Measurement value processing

(averaging, limit values,..)

Evaluation list

(suitable BTSs for HO...)

Initiation of HO type

HandoverBSC/

MSC

Measurement

report


27/41

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

BTS

MSC (A)

VLR

Handoverexample

MSC (B)VLR

BSC

BSC

BTS

Level:cell A

cell B

cell C

BTS

BSC to MSC (A):

HO please!

cell BMSC (B)

A

B

C

1. BSC: HO necessary

2. Parallel connection setup

3. MS changes phys. channel

4. Original connection released


28/41




MSC/VLR

Handover

Cell

Global

Identity

(CGI)

Roaming

SIM

old LAI

SIM

old LAI

old VLR new MSC

Location

Area Id

(LAI)

LAI -> VLRISD CGI -> MSCID

BSS

BSS

BSS


29/41

Soft handoff : Selama proses handoff MS terhubung ke dua atau tiga

BTS

BSC

Menggunakan

Rake receiver

Down-link

BTS BTSMS

Daerah soft handoffMSC


30/41

Lanjutan soft-handoff

Up-link

BSC

BTS BTS

Daerah soft handoff

MSC


31/41

CDMA : Soft HandOver.

The same signal is sent from BS1 and BS2 within one RNC,Except Power Control Command

R N C

B S 1

B S 2


32/41

Soft handoff

Serv BTS

Neighbor BTSNeighbor BTS


33/41


34/41

BSC

Sektor A

Sektor B

Sektor C

Softer handoff : pengalihan layanan dari satu sektor ke sektor

lain dalam satu cell. Arah down-link sama dengan soft handoff

sedang arah up-link proses seleksi terjadi di BTS.

BTS

S ft H dO


35/41

Softer HandOver.

R N C

S e c t o r 1

S e c t o r 2

B S

The same signal is sent from both sectors to an MS


36/41


37/41

Hard handoff

CDMA to CDMA handoff melibatkan dua carrier ( bisa berbeda

operator ) sering disebut D to D handoff. CDMA to Analog handoff, juga disebut D to A handoff.

F1

F1+n


38/41

Basis handoff

Didasari atas hasil diteksi PILOT_PN oleh MS yaitu Ec/I0 Setiap Cell atau sektor mempunyai PILOT_PN yang berbeda Ingat short PN code ada 512 nomor

Pilot tersebut akan dideteksi nilai Ec/I0

Pilot ch (all 0)

Paging ch

Synch ch

Traffic ch

Traffic ch

MOD

QPSK

I PILOT_PN

Q PILOT_PN


39/41

Status maintenance set

Active set : berisi pilot-pilot dari beberapa cell atau sector yangsecara aktif berkomunikasi dengan MS pada kanal trafik . Jika

active set hanya berisi 1 pilot saja maka MS bukan pada kondisi

soft handoff.

Candidate set : berisi pilot-pilot dengan Ec/I0 yang memadai

sebagai calon untuk melakukan handoff, artinya pilot yang

mempunyai Ec/I0 >pilot detection thresholdT_ADD akan

dimasukan sebagai candidate. Satu pilot akan dipindahkan ke

posisi neighbor set jika kuat sinyalnya jatuh dibawah pilot

drop threshold T_DROPuntuk durasi lebih besar dariT_TDROP

Neighbor set : berisi pilot-pilot tetangga dari cell yang sedang

aktif melayani MS tetapi di luar active & candidate set

Remaining set : pilot-pilot di luar yang disebut di atas.


40/41

Proses handoff

T_ADD

T_DROP

Ec/I0

Active set 1 pilot A

Active set

2 pilot A & BActive set 1 pilot B

Jarak(1)

Start T_TDROP

(2) (3) (4) (5) (6) (7)

Cell-A Cell-BMS

Langkah-langkah Handover pada CDMA


41/41

(1) MS hanya dilayani oleh cell A dan active set hanya terdiri dari pilot A. MS mengukur

pilot B (Ec/Io), diperoleh kecendrungan > T_ADD. MS mengirim pesan hasil ukur pilot

B dan memindahkan status pilot B dari neighbor ke candidate set.

(2) MS menerima pesan dari cell A berisi PN offset cell B dan alokasi Walsh code untukTCH dan MS start komunikasi menggunakan TCH tsb.

(3) MS memindahkan status pilot B dari candidate set ke active set, MS mengirim pesan

handoff complited. Sekarang ada 2 pilot yang aktif.

(4) MS menditeksi pilot A jatuh < T_DROP, MS start mengaktifkan timer.

(5) Timer mencapat T_TDROP, MS mengirim PSMM (pilot strength

measurement message)

(6) MS menerima handoff direction message , pesan ini berisi hanya PN offset

cell B ( tanpa PN offset cell A ).

(7) MS memindahkan status pilot A dari active set ke neighbor set