- Sistem
komunikasi digital, teknik modulasi dan de modulasi signal nya
- Penjelasan
CDMA, perbandingan kelebihan dan kekurangan dengan GSM
- Jenis
interferensi selular, cara penangannya dan contoh perhitungannya
Modulasi
Modulasi adalah proses yang dilakukan pada sisi pemancar untuk memperoleh transmisi yang efisien dan handal. Modulasi melibatkan dua buah sinyal, yaitu sinyal Teknik Sistem Komunikasi 1 pemodulasi, yang merepresentasikan pesan yang akan dikirim, dan carrier (gelombang pembawa) yang sesuai dengan aplikasi yang diterapkan.
Modulasi adalah variasi secara sistematis dari parameter gelombang carrier secara proporsional terhadap sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Jika amplitudo sinyal informasi mem-variasi amplitudo suatu gelombang carrier sinus, maka akan terbentuk sinyal termodulasi amplitudo (AM-Amplitude Modulation). Variasi juga bisa diberikan pada frekuensi atau phase sinyal carrier, yang menghasilkan sinyal termodulasi frekuensi (FM) atau termodulasi phase (PM). Semua metode untuk modulasi carrier sinusoidal dikelompokkan sebagai modulasi gelombang kontinyu (Continuous Wave modulation).
Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem. (trasnmit message –encoding-modulasi-channel-demodulation-decoding-receive message) (Sampling-kuantisasi-encoding)
Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu
• Modulasi analaog
• Modulasi digital
Modulasi Analog
Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog.
Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :
• Modulasi berdasarkan sudut
o Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)
o Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)
• Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)
o Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band)
o Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)
o Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)
o Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)
o Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)
o Quadrature amplitude modulation (QAM)
Modulasi Digital
Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran data digital.
Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum dipakai adalah :
• Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase.
• Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi.
• Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.
Modulasi Digital
ASK(Amplitudo Shift Keying)
Adalah modulasi yang menyatakan signal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan tertentu (misalnya 1 Volt) dan sinyal digital 0 sebagai sinyal digital dengan tegangan 0 volt. Sinyal ini yang kemudian digunakan untuk menyala-matikan pemancar, kira-kira mirip sinyal morse
PSK(Phase Shift Keying)
Adalah modulasi yang menyatakan signal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan tertentu dengan beda fase tertentu pula (misalnya tegangan 1 volt beda fase 0 derajat), dan sinyal digital 0 sebagai suatu nilai tegangan tertentu (yang sama dengan nilai tegangan sinyal PSK bernilai 1, misalnya 1 Volt) dengan beda fase yang berbeda (misalnya 180 derajat). Tentunya pada teknik-teknik yang lebih rumit, Hal ini bisa di modulasi dengan perbedaan fase yang lebih banyak lagi.
FSK(Frequency Shift Keying)
Adalah Modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan dengan frekuensi tertentu (misalnya f1 = 1200 HZ), sementara signal digital 0 dinyatakan sebagai suatu nilai tegangan dengan frekuensi tertentu yang berbeda (misalnya f2=2200 Hz). Sama seperti modulasi fase, pada modulasi freukensi yang lebih rumit dapat dilakukan pada beberapa frekuensi sekaligus. Dengan cara ini pengiriman data menjadi lebih effisiensi
Bab ini memperkenalkan salah satu teknik modulasi yakni teknik modulasi digital. Perbedaan utama antara modulasi digital dan modulasi analog adalah bahwa pesan yang ditransmisikan untuk sistem modulasi digital mewakili seperangkat simbol-simbol abstrak. (Misalnya 0 s dan l s untuk sistem transmisi biner), sedangkan dalam sistem modulasi analog, sinyal pesan adalah gelombang kontinyu. Untuk mengirim pesan digital, modulasi digital mengalokasikan sepotong waktu yang disebut interval sinyal dan menghasilkan fungsi kontinyu yang mewakili simbol.
Pada modulasi digital, pesan sinyal diubah menjadi sinyal baseband. dalam sistem komunikasi nirkabel, bagian kedua dari modulasi mengubah sinyal baseband ke frekuensi radio (RF) sinyal, modulasi fase, frekuensi atau amplitudo sinyal pembawa. Dalam sebuah sistem kabel, sinyal pada baseband dapat dikirimkan secara langsung tanpa modulasi carrier. Namun, kadang-kadang, beberapa sinyal pesan diperlukan untuk mengirimkan melalui kawat yang sama. Dalam keadaan tertentu beberapa teknik modulasi dapat digunakan sehingga pesan yang berbeda dapat dimodulasi ke frekuensi yang berbeda. Teknik ini disebut Frequency Division Multiple Access (FDMA). Selain ini, ada lebih banyak teknik akses yang dapat digunakan untuk sistem digital, seperti Time Division Multiple Access (TDMA) dan Code Division Multiple Access (CDMA) .
Perbedaan mendasar dari teknologi CDMA adalah sistem modulasinya.
Modulasi CDMA merupakan kombinasi FDMA (Frekuensi Division Multiple Access) dan TDMA (Time Division Multiple Access). Pada teknologi FDMA, 1 kanal frekuensi melayani 1 sirkuit pada satu waktu, sedangkan pada TDMA, 1 kanal frekuensi dipakai oleh beberapa pengguna dengan cara slot waktu yang berbeda.
Pada CDMA beberapa pengguna bisa dilayani pada waktu bersamaan dan frekuensi yang sama, dimana pembedaan satu dengan lainnya ada pada sistem coding-nya, sehingga penggunaan spektrum frekuensinya teknologi CDMA sangat efisien. Kelebihan yang ditawarkan CDMA antara lain kualitas suara dan data, harga atau tarif yang lebih murah, investasi yang lebih kecil, dan keamanan dalam berkomunikasi (tidak mudah disadap).
Teknologi GSM dengan GPRS nya akan terlibas dengan content pada CDMA karena keterbatasan akan lebar data dan aplikasi multimedia pada teknologi GSM. Kelebihan teknologi berbasis GSM di Indonesia adalah coverage yanga luas dan roaming jelajah yang sangat luas baik dalam negeri bahkan seluruh dunia, sedangkan CDMA dengan telkomflexi masih sangat terbatas.
Ponsel CDMA ada dua jenis tanpa kartu sehingga nomer panggilnya harus diprogram oleh petugas operator yang bersangkutan, akan tetapi ada juga ponsel CDMA yang dilengkapi dengan RUIM (Removal User Identification Module) atau dalam istilah GSM dikenal dengan SIM Card.
Dari aspek teknologi baik GSM maupun CDMA merupakan standar teknologi seluler digital, hanya bedanya GSM dikembangkan oleh Negara-negara eropa dan bersifat ‘open source’, sedangkan CDMA dari kubu Amerika dan Jepang. Yang perlu diperhatikan bahwa teknologi GSM dan CDMA berasal dari jalur yang berbeda, sehingga perkembangan ke generasi 2,5G dan 3G berikutnya akan berbeda terus.
Konsep seluler hingga saat ini dapat dikatakan sebagai penyelesaian yang terbaik untuk mengatasi masalah terbatasnya spektrum frekuensi dan kapasitas pelanggan. Pada konsep ini ditawarkan kapasitas yang sangat tinggi dalam alokasi spektrum yang terbatas tanpa perubahan teknologi yang amat besar. Konsep dasarnya adalah mengganti pengirim tunggal berdaya tinggi dengan beberapa pengirim berdaya lebih rendah yang masing-masing melayani daerah cakupan yang lebih kecil. Daerah pelayanan yang lebih kecil ini disebut sel. Pada tiap-tiap sel ini dialokasikan sejumlah kecil kanal dari keseluruhan kanal yang ada, sehingga keseluruhan kanal yang dimiliki sistem tersebut terbagi-bagi dalam sel-sel yang ada. Interferensi antar stasiun basis dapat diminimalkan jika stasiun basis yang berdekatan menggunakan grup kanal yang berbeda. Dengan memisahkan stasiun-stasiun basis dan grup-grup kanal denngan cara yang sistematis, kanal-kanal didistribusikan dan digunakan berulang kali. Dalam hal ini interferensi antar stasiun ko-kanal harus tetap rendah. Stasiun ko-kanal adalah stasiun-stasiun yang menggunakan frekuensi yang sama.
B. Frequency Reuse.
Penggunaan frekuensi yang sama pada sel yang berbeda pada waktu yang bersamaan oleh beberapa pengguna merupakan inti dari komunikasi selular.
Pada konsep frequency reuse, suatu kanal frekuensi tertentu dapat melayani beberapa panggilan pada waktu yang bersamaan. Maka dapat dikatakan penggunaan spektrum frekuensi yang efisien dapat dicapai. Semua frekuensi yang tersedia dapat digunakan oleh tiap-tiap sel, sehingga dapat mencapai kapasitas jumlah pemakai yang besar menggunakan pita frekuensi yang efektif.
Pada frequency reuse, penggunaan kanal tidak tergantung pada frequency carrier yang sama untuk beberapa wilayah cakupan. Penggunaan ulang kanal frekuensi, pada sela yang menggunakan kanal radio f1 mempunyai radius R dapat digunakan ulang pada sel yang berbeda dengan jangkauan yang sama pada jarak D dari sel yang sebelumnya.
Konsep Frekuensi Reuse
Konsep frequency reuse dapat meningkatkan efisiensi pada penggunaan spektrum frekuensi, akan tetapi harus diikuti dengan pola tertentu dan teratur agar tidak terjadi interferensi kanal.
Tujuan frequency reuse:
• Menambah kapasitas dalam jaringan seluler
• Penggunaan band frekuensi yang sama.
Contoh: frekuensi : 100 KHz – 500 KHz
Misal dibagi menjadi 4 band frekuensi:
1. 100 – 200 KHz: bandwithnya adalah 100 KHz
2. 200 – 300 KHz: bandwithnya adalah 200 KHz
3. 300 – 400 KHz: bandwithnya adalah 300 KHz
4. 400 – 500 KHz: bandwithnya adalah 400 KHz
Sektorisasi / Channel assignment strategy
1 Fixed channel assignment
• Sel dialokasikan dengan grup kanal yang sudah ditentukan
• Setiap panggilan di dalam sel harus menggunakan satu kanal yang tidak digunakan yang sudah disiapkan dalam sel
• Jika seluruh kanal telah digunakan, maka panggilan selanjutnya di-blok (digagalkan) Strategi Pinjaman
• Jika sebuah sel tidak punya kanal yang kosong, bisa meminjam beberapa dari sel tetangganya.
• MSC mengontrol proses peminjaman ini
• Peminjaman tidak boleh menyebabkan interferensi pada donor sel
2 Dynamic channel assignment
Kanal voice tidak ditentukan secara permanen di sel
BS me-request kanal dari MSC jika ada panggilan yang dibuat
MSC meng-alokasikan kanal untuk panggilan,berdasarkan algoritma dengan pertimbangan-pertimbangan :
• Probabilitas future blocking di dalam sel
• Frekuensi yang digunakan kanal kandidat
• Jarak reuse kanal
MSC memberikan kanal yang tidak menyebabkan interferensi dengan panggilan yang sedang berlangsung
Dynamic Channel Assignment :
3 Mengurangi probabilitas blocking
4 Menaikkan utilitas kanal
5 Memerlukan penambahan penyimpanan dan beban komputasional di MSC
6 Hybrid Channel Assigment (HCA)
• Penggabungan antara FCA dengan DCA
• Membutuhkan transceiver lebih sedikit dari pada DCA
• Save CPU-time
• Jika terjadi heavy-loaded FCA yang akan digunakan. 4. FCA wi
7 Fixed channel assignment With Boerrowing
• Melakukan peminjaman FCA pada BTS yang sama-sama menerapkan strategi channel FCA
Gambar Flowchart Dari FCA with Borrowing
HANDOFF
Pengrtian handoff adalah suatu peristiwa perpindahan kanal/channel dari MS (mobile station) tanpa terjadi pemutusan hubungan dan tanpa campur tangan pemakai. Handoff tidak berbeda dengan handover kecuali istilah hanoff digunakan di Amerika sedangkan handoverdigunakan di Eropa. Peristiwa handover “”umumnya” terjadi karena pergerakan MS sehingga keluar dari jangkauan cell awal sehingga masuk ke cell baru.
Pada komunikasi bergerak, setiap user memiliki tingkat mobilitas yang tinggi. Ada kemungkinan user bergerak dari satu sel menuju sel lain yang memakai pasangan frekuensi yang berbeda ketika sedang terjadi percakapan. Untuk menjamin bahwa pembicaraan akan terus tersambung diperlukan fasilitas handoff yaitu proses otomatis pergantian frekuensi ketika mobile station bergerak ke dalam daerah atau sel yang mempunyai kanal dengan frekuensi berbeda dengan sel sebelumnya, sehingga pembicaraan dijamin akan terus tersambung tanpa perlu melakukan pemanggilan kembali atau inisialisasi ulang.
Ketika mobil station mulai melakukan panggilan di dalam sel#1 yang berfrekuensi F1 kemudian bergerak memasuki sel#2 C2, maka harus terdapat proses otomatis yang melakukan pemindahan frekuensi yang dipakai dari F1 ke F2 tanpa campur tangan pemakai agar panggilan dapat terus tersambung, begitu seterusnya jika mobil station bergerak ke sel yang berbeda.
1 Intersektor atau Softer Handoff
Terjadi ketika MS (mobile station) berkomunikasi pada dua sector dalam satu sel.
2 Intercell atau Soft Handoff
Terjadi ketika MS (mobile station) berkomunikasi pada dua atau tiga sektor dari sel yang berbeda. BS (Base Station) yang memiliki kontrol langsung pada MS tersebut dinamakan BS primer dan yang tidak memiliki kontrol langung disebut BS sekunder.
3 Soft-softer handoff
Terjadi ketika suatu MS berkomunikasi pada dua sektor dari suatu sel dan satu sektor dari sel lainnya.Pada keadaan ini akan terjadi soft handoff antar sel dan softer handoff dalam satu sel.
• Sebuah link di set up ke BS yang baru, sebelum me-release link yang lama Æ meyakinkan keandalan
• Namun, mobile terminal harus mampu berkomunikasi dengan dua BS yang berbeda dalam waktu yang sama Æ menaikkan kompleksitas
• Digunakan pada IS-95 CDMA-based systems
4 Hard handoff
Tipe ini menggunakan metode break before make yang berarti harus terjadi pemutusan hubungan dengan kanal trafik lama sebelum terjadi hubungan baru. Hard handoff dilakukan untuk menangani transisi antar CDMAone dan CDMA2000 ketika menggunakan carrier yang berbeda
• Digunakan di hampir semua sistim seluler
• Relatif lebih mudah dari soft handoff, karena link dari BS lama di-release sebelum penetapan dengan link dari BS yang baru
• Namun tingkat keandalannya lebih rendah daripada soft handoff.
INTERFERENSI DAN KAPASITAS SISTEM
Interferensi merupakan faktor keterbatan utama dalam unjuk kerja sistem radio seluler. Sumber interferensi dapat berupa pemakai lain dalam sel yang sama, komunikasi yang sedang berlangsung pada sel yang berdekatan, stasiun basis lain yang bekerja pada pita frekuensi yang sama, atau sistem nonseluler yang membocorkan dayanya ke dalam pita frekuensi yang digunakan oleh sistem seluler. Interferensi pada kanal suara akan menimbulkan cakap silang dimana pemakai mendengar interferensi karena pengaruh transmisi yang tidak diinginkan. Didalam kanal pengendali, interferensi akan menyebabkan kegagalan panggilan karena kesalahan pensinyalan digital.
Jenis-jenis interferensi :
• Co-channel interference (Interferensi Ko-Kanal)
• Dengan penggunaan ulang frekuensi maka di dalam suatu daerah pelayanan seluler terdapat beberapa sel yang menggunakan frekuensi yang sama.
• djacent channel interference (Interferensi Kanal yang Berdekatan). Interferensi yang diakibatkan oleh sinyal-sinyal pada frekuensi yang berdekatan disebut interferensi kanal yang berdekatan (adjacent channel).
Efisiensi trunking Grade of Service (GOS)
Untuk membandingkan efisiensi sistem dalam menggunakan spektrum frekuensi untuk melayani servis – servis maka perlu diperhitungkan juga efisiensi trunking. Efisiensi trunking adalah perbandingan antara jumlah rata – rata panggilan terhadap jumlah maksimum panggilan (Jumlah panggilan yang memasuki sistem). Efisiensi trunking digunakan untuk mengukur keefisiensian dari sistem dan dapat mengetahui kapasitas relatif antara sistem wideband dan narrowband. Grade Of Service adlah sebuah probalilitas dalam jaringan swluler yaitu dapat menghitung probabilitas terjadinya bloking jika diketahui besarnya trafik dan jumlah link. Probalitas tersebut disebut juga Grade of Service (GoS) yang menungjukan kualitas jaringan. Semakin kecil GoS berarti kualitas jaringan dalam melayani pelanggan semakin baik.
Untuk mengurangi interferensi co-channel, maka sel-sel yang sama tersebut harus dipisahkan tiap-tiap selnya sehingga jaraknya minimum agar memberikan isolasi antar sel yang cukup pada propagasi gelombangnya. Untuk ukuran sel yang sama, terpisah dari daya pancar, co-channel interferens menjadi fungsi radius sel (R), dan jarak ke titik pusat terhadap co-channel sel yang terdekat (D). Dengan menaikkan rasio D/R, jarak antar co-channel sel maka daerah yang dilayani akan naik. Interferensi antar sel tersebut diminimalisasi dengan menaikkan isolasi dari RF energi dari co-channelnya. Parameter Q, disebut co-channel reuse ratio, sangat terkait dengan ukuran cluster.
Semakin kecil nilai parameter Q maka kapasitasnya akan membesar. Sedangkan menaikkan nilai Q akan memperbaiki kualitas transmisi. Optimasi antara kedua hal tersebut sangat diperlukan dalam desain selular di lapangan atau secara riil. Demikian informasi dari SeputarTelekomunikasi tentang Power Control yang dapat saya sampaikan, semoga berguna dan dapat menambah pengetahuan anda.
Interferensi Kanal Bersebelahan (Adjacent Channel Interference) ;
Yaitu interferensi yang disebabkan oleh kanal – kanal yang berdekatan, sebagai akibat dari tidak sempurnanya filter – filter penerima. Interferensi kanal bersebelahan tersebut dapat diperkecil dengan penyaringan yang lebih hati-hati dan channel assigment atau pola penataan kanal yang baik.
Interferensi Dan Kapasitas Sistem :
Interferensi merupakan faktor pembatas utama dari kinerja sistem radio seluler. Interferensi juga telah dikenali sebagai sebuah pengurang utama dari peningkatan kapasitas dan kadang bertanggung jawab atas panggilan yang berkurang tajam. Dua tipe utama dari system-generated cellular interference adalah co-channel interference dan adjancent channel interference.
• Interferensi Kanal Sama (Co-Channel Interfernce) ;
Interferensi ini berasal dari sel yang menggunakan frekuensi yang sama. Terjadinya interferensi ini secara temporer, sehingga tidak selalu dialami oleh pemakai. Jika interferensi ini terjadi kanal akan ditutup (diblok) sehingga sangat mengganggu pemakai. Parameter penting pada masalah interferensi kanal sama adalah nilai faktor pengurangan kanal sama, yang dirumuskan sebagai perbandingan jarak dua sel kanal sama (D) dengan jari-jari daerah cakupan sel atau lebar sel
Fixed Channel Allocation (FCA) :
• Setiap sel memiliki kelompok kanal yang tetap
• Bila seluruh kanal terduduki, maka sel akan “block”.
• Kadang digunakan strategi “peminjaman” kanal dari sel tetangga
Kelebihan FCA dibandingkan dengan DCA adalah relatif lebih cepat untuk menghandle panggilan yang terjadi dalam sel, lebih murah untuk instalasi dan investasi awal karena tidak dibutuhkan komputer switching yang super cepat untuk pengambilan keputusan saat adanya alokasi kanal baru.
Kelemahan dari FCA adalah:
• Butuh perencanaan alokasi kanal yang sangat matang saat instalasi
• Butuh pengecekan berkala untuk melihat optimasi pembagian kanal dalam satu clauster atau dalam satu sistem keseluruhan
• Operator harus sering mencek perkembangan pelanggan dalam tiap area, perkembangan pelanggan harus diikuti tersediamya kanal di area tersebut, sehingga harus meng-aranggement ulang pola kanal frekuensi
• Operator harus mencek keadaan di lapangan apakah ada perkembangan beban trafik atau ada daerah yang banyak pelanggannya tapi tidak tercover ataupun jelek performasinya.
Dynamic Channel Allocation (DCA) :
• Setiap sel yang membutuhkan kanal akan memintanya pada MSC.
• Kanal dialokasikan pada base station yang meminta, dengan memperhatikan “probabilitas blocking”, frekuensi kanal dan jarak guna–ulang “reuse distance”dan faktor biaya.
• Probablitas blocking menurun dan kapasistas trunking meningkat.
• Sistem memerlukan data riil tentang “channel occupancy”, “traffic distribution” dan “ radio signal strenght indication (RSSI)”
• Sistem memerlukan storage dan CPU power yang lebih besar.
DCA merupakan salah satu strategi untuk mengatasi penambahan beban trafik dalam sistem seluler. Konsep dasar dari strategi DCA adalah bila beban trafik tidak merata dalam tiap sel maka pemberian kanal frekuensi pada tiap sel akan sering tidak terpakai dalam sel yang kurang padat, dan terjadi bloking pada sel dengan beban trafik padat. Teknik DCA dapat mengalokasi kanal frekuensi bila hanya beban trafik meningkat dan melepaskan kanal frekuensi bila beban trafik menurun. Beberapa teknik DCA tersebut adalah sebagai berikut :
• First Avaible (FA)
• Nearest Neighbour (NN)
• Hybrid Assigment Strategi
• Borrowing with Channel Ordering Strategi (BCO)
• Borrowing with Directional ChanneL Locking (BDCL)
