Sistem Komunikasi Bergerak GSM

GSM (Global System for Mobile communication) adalah suatu teknologi yang digunakan dalam komunikasi mobile dengan teknik digital. Sebagai teknologi yang dapat dikatakan cukup revolusioner karena berhasil menggeser teknologi sistem telekomunikasi bergerak analog yang populer pada dekade 80-an, GSM telah memberikan alernatif berkomunikasi baru bagi dunia telekomunikasi yang lebih powerful. Dengan menggunakan sistem sinyal digital dalam transmisi datanya, membuat kualitas data maupun bit rate yang dihasilkan menjadi lebih baik dibanding sistem analog. Teknologi GSM saat lebih banyak digunakan untuk komunikasi seluler dengan berbagai macam layanannya. Dalam kehidupan sehari-hari kita lebih mengenal Handphone (HP) sebagai aplikasi teknologi GSM yang paling populer. Sejak pertama pengimplementasiannya sampai sekarang GSM telah dikembangkan dalam tiga kelompok yaitu GSM 900, 1800 dan 1900. Perbedaan ketiga kelompok tersebut adalah pada lokasi band frekuensi yang digunakan. GSM 900 menggunakan frekuensi 900 MHz sebagai kanal transmisinya. GSM 1800 dan 1900 masing-masing menggunakan frekuensi 1800 dan 1900 MHz.


Arsitektur Jaringan GSM

Sebuah jaringan GSM dibangun dari beberapa komponen fungsional yang memiliki fungsi dan interface masing-masing yang spesifik. Secara umum jaringan GSM dapat dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu :

- Mobile Station

- Base Station Subsystem

- Network Subsystem


jaringan GSM secara umum dapat dilihat pada gambar yang terdiri dari :


a. Mobile Stasion (MS)

MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan komunikasi. MS terdiri dari dari Mobile Equipment (ME) dan Subcriber Identity Module (SIM). ME merupakan terminal transmisi radio yang dilengkapi dengan International Mobile Equipment Identity (IMEI), sedangkan SIM berisi nomor identitas pelanggan untuk masuk ke jaringan operator GSM.


b. Base Stasion System (BSS)

BSS terdiri dari tiga perangkat yaitu :

Base Transceiver Station ( BTS )

BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang menangani akses radio dan berinteraksi langsung dengan mobile station (MS) melalui air interface. BTS juga mengatur proses handover yang terjadi didalam BTS itu sendiri dan dimonitor oleh BSC.

Base Station controller ( BSC )

BSC adalah interface antara BTS dengan MSC dan OMC. BSC juga mengendalikan beberapa BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC memanajemen sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile station melewati batas antar sel.

Transcoder (XCDR)

XCDR berfungsi untuk mengkompres data atau suara keluaran dari MSC (64 Kbps) menjadi 16 Kbps ke arah BSC dan sebaliknya untuk effisiensi kanal transmisi.


c. Network Switching System (NSS)

NSS berfungsi sebagai switching pada jaringan GSM, memanajemen jaringan, sebagai interface antara jaringan GSM dengan jaringan lainnya. Komponen NSS pada jaringan GSM terdiri dari :

Mobile Switching Center ( MSC )

MSC bertugas mengatur komunikasi antar pelanggan dan user jaringan telekomunikasi lainnya.

§ Home Location Register ( HLR )

HLR merupakan database yang berisi data pelanggan yang tetap suatu wilayah cakupan. Data-data tersebut antara lain, layanan pelanggan, service tambahan dan informasi

mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir

§ Visitor Location Register ( VLR )

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan yang melakukan mobile (roaming) dari area cakupan lain.

§ Authentication Center ( AuC )

AuC berisi data base yang bersifat rahasia yang disimpan dalam bentuk format kode untuk pengamanan dan pengontrolan penggunaansistem seluler yang sah dan mencegah pelanggan yang melakukan kecurangan..

§ Equipment Identity Register (EIR)

Merupakan data base terpusat yang berfungsi untuk validasi Internasional Mobile Equipment Identity (IMEI).

§ Inter Working Function (IWF)

IWF berfungsi sebagai interface antara jaringan GSM dengan jaringan lain.

§ Echo Canceller (EC)

EC digunakan untuk sambungan dengan PSTN untuk mengurangi echo (gaung/gema) dan delay.

d. Network Management System

§ Operation and Maintenance Center ( OMC )

OMC sebagai pusat pengontrolan operasi dan pemeliharaan jaringan. Fungsi utamanya mengawasi alarm perangkat dan perbaikan terhadap kesalahan operasi.

§ Network Management Centre (NMC)

NMC berfungsi untuk pengontrolan operasi dan pemeliharaan jaringan yang lebih besar dari OMC.


Konsep Dasar Jaringan WCDMA-UMTS

WCDMA merupakan teknologi generasi ketiga (3G) yang berbasis packet service dengan menggunakan standar Direct Sequence Spread Spectrum dan modulasi RF yang digunakan adalah QPSK saat uplink maupun downlink. Standar bandwidth yang dipakai sebesar 5 Mhz yang dapat ditingkatkan sampai dengan 10 Mhz, 15 Mhz, dan 20 Mhz. Sedangkan dukungan mobilitas yang dapat dilayani sampai dengan 120 km/jam. Beberapa hal yang dimiliki oleh teknologi WCDMA ini adalah :

· Mendukung pengiriman data dengan kecepatan tinggi (> 384 kbps pada lingkup area yang lebar dan dapat mencapai 2 Mbps pada daerah indoor/local outdoor coverage)

· Sistem layanan yang fleksibel yang mendukung multiple parallel variable rate services pada tiap-tiap koneksi,

· Dukungan terhadap handover antar frekuensi untuk pengoperasian dengan struktur sel yang bertingkat,

· Implementasi yang mudah pada terminal dual mode UMTS/GSM baik itu handover diantara UMTS dan GSM,

· Kerahasiaan yang tinggi,

· Dapat diaplikasikan pada lingkungan interferensi yang tinggi,

· Menyediakan kapasitas yang lebih besar daripada sistem FDMA, TDMA, maupun NarrowBand CDMA.

Kelebihan lainnya secara teknis adalah teknologi WCDMA memiliki laju data yang tinggi yang mampu mencapai 5,6 Mbps dan mampu melayani 196 user tiap kanalnya, jauh lebih besar dari teknologi GSM yang hanya mampu menangani 8 user tiap kanalnya UMTS adalah salah satu teknologi seluler pada generasi ketiga yang menggunakan teknologi WCDMA sebagai interfacenya. UMTS dikembangkan oleh IMT-2000 framework yang merupakan salah satu bagian dari program ITU.

Arsitektur Jaringan UMTS.jpg

Secara garis besar arsitektur jaringan WCDMA-UMTS terdiri atas tiga bagian utama yaitu :

§ User Equipment (UE) :

perangkat pada sisi pelanggan yang berupa headset untuk mengirim dan menerima informasi.

§ UMTS Terresterial Radio Access Network (UTRAN) :

jaringan akses radio terestrial pada UMTS

§ Core Network (CN) :

jaringan inti yang telah dibangun sebelum adanya UMTS seperti GSM dan GPRS.

Handover

Handover merupakan proses pengalihan kanal traffic secara otomatis pada Mobile Station (MS) yang sedang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan. Hal ini menjelaskan bahwa handover pada dasarnya adalah sebuah call koneksi yang bergerak dari satu sel ke sel lainnya. Secara umum Handover dapat didefenisikan sebagai prosedur, dimana ada perubahan layanan pada MS dari satu Base Station (BS) ke BS yang lain. Proses ini memerlukan alat pendeteksi untuk mengubah status dedicated node (persiapan handover) dan alat untuk menswitch komunikasi yang sedang berlangsung dari suatu kanal pada sel tertentu ke kanal yang lain pada sel yang lain. Keputusan untuk sebuah handover dibuat oleh Base Station Centre (BSC), yaitu dengan mengevaluasi secara permanent pengukuran yang diambil oleh BTS dan MS. Pengukuran rata-rata (Px) oleh BSC dibandingkan dengan nilai-nilai ambang batas (threshold); jika Px melebihi nilai threshold maka dimulai proses handover dengan mencari sebuah sel target yang cocok.

Tahapan Handover.jpg


Tahap-tahap dari proses handover

§ Tahap Pengukuran (Measurement), dilakukan pengukuran informasi penting yang dibutuhkan untuk tahap decision. Pengukuran arah DL yang lakukan oleh MS adalah sebesar Ec/Io dari CPICH sel yang sedang melayani dan sel-sel tetangga.

§ Tahap Keputusan (Decision), hasil pengukuran di bandingkan dengan threshold yang telah di tetapkan sebelumnya. Kemudian akan diputuskan apakah akan dilakukan handover atau tidak. Algoritma handover yang berbeda akan memiliki kondisi trigger yang berbeda pula. Tahap Eksekusi (Execution), proses handover selesai dan parameter relatif diubah berdasarkan jenis handover-nya. Sebagai contoh hubungan dengan Node B apakah ditambah atau diputuskan

Pilot Sets

Pilot set atau kanal pilot diidentifikasikan oleh pilot offset dan penempatan frekuensi. Kanal inilah yang menjadi acuan dalam penentuan kondisi handover:

§ Active Set, adalah pilot yang dikirimkan oleh BTS dimana UE tersebut aktif. BS menginformasikan isi active set dengan channel assignment message atau handover direction message.

§ Candidate Set, terdiri dari pilot yang tidak termasuk active set. Pilot ini harus diterima dengan sinyal yang baik untuk mengindikasikan bahwa kanal trafik link forward yang dibawa dapat dimodulasikan dengan baik.

§ Neighbor Set, adalah pilot yang digunakan untuk memberitahukan sel terdekat untuk proses handover.

§ Remaining Set, terdiri dari keseluruhan pilot dalam sistem kecuali yang termasuk kedalam active set, candidate set dan neighbor set

Tipe-tipe Handover Dalam Sistem WCDMA

Ada 3 Tipe handover dalam sistem komunikasi bergerak WCDMA yaitu:

· Intra sistem Handover

Intra sistem handover mengarah pada satu sistem. Intra sistem handover ini dapat dibagi

menjadi Intra frekuensi handover dan inter frekuensi handover.

· Inter sistem Handover

Inter sistem handover mengambil tempat diantara cell yang berdasarkan 2 teknologi radio akses (RAT) atau mode radio akses (RAM) yang berbeda. Keadaan yang paling sering untuk tipe pertama adalah menduga diantara sistem WCDMA dam GSM/EDGE. Handover diantara dua sistem CDMA yang berbeda juga berdasarkan tipe ini. Sebuah Contoh untuk dari inter RAM handover adalah ultra FDD dan ultra TDD.

· Soft Handover dan Softer Handover

Saat soft handover, MS secara simultan berkomunikasi dengan 2 atau lebih cell untuk BTS yang berbeda dari RNL (Intra RNC) yang berbeda. Pada arah downlink, mobile menerima dua sinyal untuk rasio kombinasi yang maksimal. Pada arah uplink (UL) kode saluran mobile di deteksi dengan kedua BTS dan dirutingkan ke RNC untuk pemilihan kombinasi. Didalam situasi softer handover, mobile sedikitnya dikontrol oleh 2 sektor dibawah satu BS, RNC tidak dilibatkan dan hanya ada satu loop kontrol power aktif . Soft handover dan softer handover dapat digunakan dengan sebuah frekuensi carrier sehingga ada pemrosesan intra frekuensi Handover.

Skenario untuk tipe-tipe handover.jpg

Inter-system Handover (ISHO)

Inter-system HO terjadi di antara sel-sel yang memiliki dua teknologi akses radio (Radio Access Technology : RAT) yang berbeda atau mode akses radio (Radio Access Mode : RAM) yang berbeda. Kasus yang paling sering untuk handover jenis ini diperkirakan terjadi antara sistem WCDMA ke GSM (3G – 2G) begitu juga sebaliknya (2G – 3G). Dilihat dari arsitektur jaringannya, gambar 2.5 berikut ini menunjukkan proses handover yang terjadi dalam jaringan WCDMA-UMTS dan GSM.

Ilustrasi skematis proses handover UMTS dan GSM.JPG


Dalam WCDMA-UMTS, proses inter-system handover untuk layanan berbasis circuit switch didasarkan pada proses hard handover dimana saat handover terjadi, link trafik asal dari node B / BS akan di drop sebelum setting up pada link BS / node B yang baru selesai, sehingga hard handover disebut juga proses break before make.

Intersystem  hard handover.JPG

Fungsi utama dari “Better Cell Handover

(Power Budget HO) adalah untuk meminimasi power RF yang diperlukan bagi komunikasi antara MS/UE dengan jaringan (base station). Meminimasi daya RF, mengurangi interferensi radio di seluruh jaringan dan meningkatkan daya tahan baterai dari MS/UE. Kondisi Power Budget PBGT mempertimbangkan cell UMTS tetangga, yang membandingkan level penerimaan downlink dari serving cell (GSM) dan level penerimaan pada cell tertangga (WCDMA - UMTS). Handover margin adalah sebuah threshold yang dapat digunakan untuk menghindari osilasi handover antara serving cell GSM dan cell tetangga (GSM atau UMTS).

power budget handover.jpg


Sumber:http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?view=article&catid=17%3Asistem-komunikasi-bergerak&id=342%3Asistem-komunikasi-bergerak-gsm&option=com_content&Itemid=15

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Comment