WCDMA

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

Teknologi Radio WCDMA

Teknologi WCDMA adalah teknologi radio yang digunakan pada

sistem 3G/UMTS. Teknologi WCDMA sangat berbeda dengan

teknologi jaringan radio GSM. Pada jaringan 3G dibutuhkan

kualitas suara yang Iebih baik, data rate yang semakin tinggi

(mencapai 2Mbps dengan menggunakan release 99, dan

mencapai 10 Mbps dengan menggunakan HSDPA) oleh sebab

¡tu bandwith sebesar 5 MHZ dibutuhkan pada sistem WCDMA.

Posibilitas setiap user untuk mendapatkan bandwidth yang

bervariasi sesual permintaan layanan user adalah salah satu

fitur keunggulan jaringan UMTS. Teknik diversitas digunakan

untuk meningkatkan kapasitas user downlink, dan karena

hanya satu frekuensi yang digunakan, aktifitas frequency

planning yang rumit pada jaringan GSM tidak perlu dilakukan.

Packet data Scheduling tergantung pada kapasitas jaringan

sehíngga Iebih efisien dibandingkan jaringan GSM yang

bergantung pada kapasitas

Tipe kanal pada WCDMA terdiri atas kanal transport, kanal fisik , dan kanal logika.

a. Kanal Transport WCDMA

Secara umum terdapat dua jenis kanal transport, yaitu CTCH (Common Transport Channels) dan DTCH (Dedicated Transport Channels). CTCH ditujukan baik kepada semua pelanggan ata pelanggan tertentu. Jenis-jenis CTCH antara lain :
1. RACH (Random Access Channel), kanal yang digunakan pada saat uplink ketika pelanggan ingin mengakses atau sebagai signalling dari pelanggan.
2. BCH (Broadcast Channel), kanal yang digunakan saat downlink untuk mengimkan informasi system termasuk FCCH ke seluruh cakupan area pada sel.
3. PCH (Paging Channel), kanal yang digunakan pada saat downlink untuk memanggil pelanggan ketika jaringan ingin memulai komunikasi dengan pelanggan
4. FACH (Forward Access Channel), kanal yang digunakan mengirimkan informasi kontrol downlink ke satu atau lebih pelanggan dalam sel.
5. CPCH (Common Packet Channel), kanal yang digunakan pada saat uplink hampir sama dengan RACH tetapi dapat menangani beberapa frame.
6. DSCH (Downlink Shared Channel), Kanal yang digunakan untuk membawa dedicated user data atau kontrol signalling kepada satu atau lebih pelanggan di dalam sel.

b. Kanal Fisik Pada WCDMA

Kanal fisik digunakan pada saat uplink dengan frekuensi tertentu, scrambling code, channelization code, dan duration. Kanal fisik meliputi :
1. SCH (Synchronization Channel), kanal yang berfungsi untuk sinkronisasi antara UE dengan BS
2. CPCH (Common Pilot Channel), kanal yang selalu dikirmkan oleh base station dan di-scramble menggunakan scrambling code dengan faktor spreading.
3. Primary CCPCH (Primary Common Control Physical Channel), kanal yang digunakan pada saat downlink untuk membawa kanal transport BCH
4. Secondary CCPCH (Secondary Common Control Physical Channel), kanal yang digunakan pada saat downlink untuk memebawa dua kanal transport secara bersamaaan, FACH dan PCH.
5. PRACH (Physical Random Access Channel), kanal yang digunakan pada saat uplink untuk membawa kanal transport RACH.
6. PCPCH (Phyisical Common Packet Channel), kanal yang digunakan paad saat uplink untuk membawa uplink kanal transport CPCH.
7. PDSCH (Physil Downlink Shared Channel), kanal yang digunakan pada saat downlink untuk membawa kanal transport DSCH.
8. PICH (Paging Indocator Channel), kanal yang digunakan pelangan ketika akan registrasi ke jaringan. Kanal indicator ini terdiri dari AICH, AP-AICH, dan CD/CA-AICH.
9. DCH (Dedicated Channel), kanal yang terdiri dari dua kanal fisik DPDCH dan DPCCH. DPDCH berfungsi membawa data pelanggan yang aktual sedangkan DPCCH membawa informasi kontrol.

C. Kanal Logik W-CDMA

Pada dasarnya terdapat dua kanal logic yang kontrol channels dan traffic channels.


1. BCCH (Broadcast Control Channel), merupakan kanal yang digunakan pada saat downlink untuk mentransmisikan informasi sistem.
2. PCCH (Paging Control Channel), merupakan kanal yang digunakan oleh MS untuk melakukan panggilan melalui satu atau lebih sel.
3. CCH (Common Control Channel), merupakan kanal yang digunakan pada saat uplink oleh terminal yang belum memiliki koneksi sama sekali dengan jaringan. CCCH dapat digunakan pada saat downlink untuk merespon percobaan panggilan oleh terminal.
4. DCCH (Dedicated Control Channel), merupakan kanal kontrol point to point dua arah antara MS dan jaringan untuk mengirimkan informasi kontrol.
5. DTCH (Dedicated Traffic Channel), merupakan kanal point to point yang diperuntukkan bagi satu MS untuk mentransfer data pelanggan.
6. CTCH (Common Traffic Channel), merupakan kanal unidireksional point to multipoint yang digunakan pada saat downlink untuk mentransfer data pelanggan untuk satu atau beberapa MS.

Alokasi Spektrum frekuensi pada WCDMA terbagi menjadi dua yaitu :

a. Sistem Time Division Duplex (TDD)

TDD memakai operasi full duplex dengan menggunakan pita frekuensi tunggal dan pembagian waktu multiplexing uplink dan downlink sinyal. Alokasi spektrum TDD antara range frekuensi 1900-1920 Mhz dan 2010-2025 Mhz yang digunakan untuk transmisi uplink dan downlink secara bersamaan.

b. Sistem frekuensi Divison Duplex (FDD)

Dalam FDD uplink dan downlink terpisah yang memungkinkan perangkat
mengirim dan menerima data pada saat yang bersamaan. Jarak antara uplink dan
downlink disebut dengan duplex. Alokasi spektrum FDD pada range frekuensi antara 1920-1980 Mhz untuk transmisi downlink dan 2110-2170 Mhz untuk transmisi uplink.

Scrambling Code

Dalam  sistem  WCDMA  digunakandua  macam  operasi  pada  physical  channel,  yaitu;  channelization dimana mentransformasikan setiap bit ke dalam jumlah chip SF (Spreading Factor), sedangkan Scrambling Code digunakan untuk menebar sinyal informasi.Pada arah uplink setiap user memiliki Scrambling Code yang unik dan dapat menggunakan semua kode yang   terdapat   pada   code   tree   OVSF.   Scrambling   Code   sering   juga   dikaitkan   dengan   user   dan   kode channelization  dikaitkan  dengan  tipe  dari  layanan  sesuai  dengan  bit  rate  yang  diberikan.  Sedangkan  pada  arah downlink,  Scrambling  Code  digunakan  untuk  membedakan  sektor  yang  berbeda  dan  kode  channelization dikaitkan dengan tipelayanan yang berbeda dan user.

Interference

Interferensi  adalah  gangguan  yang  terjadi  disebabkan  adanya  sinyal  lain  yang  frekuensinya  sama  dan daya  sinyal  pengganggu  tersebut  cukup  besar.  Ukuran  yang  digunakan  untuk  menilai  kualitas  sinyal  terhadap gangguan  interferensi  dinyatakan  dengan  C/I  (dB)  =  Carrier  to  Noise  Ratio.

 Interferensi  yang  terjadi  pada perangkat telekomunikasi bergerak dapat disebabkan oleh beberapa hal sebagai berikut.

• MS lain dalam satu sel
• Panggilan dalam proses dari sel sebelah
• BS lain yang beroperasi pada frekuensi yang sama
• Peralatan lain

Pilot Pollution

Pilot Pollution merupakan kondisi dimana jumlah dari active set yang menangani suatu UE lebih dari 3 dan keseluruhan active set tersebut berada pada range 5dB atausekitar 3dB dari active set yang terbesar. Active set  yang  melebihi  batasan  Max  Active  Set  (3  active  set)  dapat  mengganggu  kualitas  dari  suatu  sinyal  dan bertindak  sebagai  penginterferen.  Dalam  hal  ini,  penginterferen  dapat  menurunkan  performansi  dari  suatu system

Pilot Set

Kanal  pilot  menjadi  acuan  dalam  penentuan  hand-off.  Pilot  diidentifikasi  oleh  MS  dan  dikategorikan sebagai berikut.

• Active   Set,   adalah   pilot   yang   dikirimkan   oleh   BS   dimana   MS   tersebut   aktif. Banyaknya   pilot   yang termasuk pada kategoriini tergantung pada banyaknya komponen rake receiver.
• Candidate  Set,  terdiri  dari  pilot  yang  tidak  termasuk  dalam  active  set.  Pilot  ini  harus diterima  dengan  baik untuk mengidentifikasi bahwa kanal traffik forward link dapat didemodulasi dengan baik.
• Neighbour  Set,  terdiri  dari  pilot  yang  tidak  termasuk  pada  dua  kelompok sebelumnya,  dan  dipergunakan untuk proses handover.
• Remaining Set, terdiri dari keseluruhan pilot dalam sistem kecuali yang terdapat pada active set, candidate  set, dan neighbour set

Beberapa hal yang dimiliki oleh teknologi WCDMA

ini adalah :

1. Mendukung pengiriman data dengan kecepatan tinggi (> 384 kbps pada

lingkup area yang lebar dan dapat mencapai 2 Mbps pada daerah

indoor/local outdoor coverage)

2. Sistem layanan yang fleksibel yang mendukung multiple parallel variable

rate services pada tiap-tiap koneksi

3. Dukungan terhadap handover antar frekuensi untuk pengoperasian dengan

struktur sel yang bertingkat

4. Implementasi yang mudah pada terminal dual mode UMTS/GSM baik itu

handover diantara UMTS dan GSM,

5. Kerahasiaan yang tinggi,

6. Dapat diaplikasikan pada lingkungan interferensi yang tinggi,

7. 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.

Dari gambar 2.17 diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri

dari perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu User Equipment (UE),

UMTS Terresterial Radio Access Network (UTRAN) dan Core Network (CN).

UE (User Equipment)

User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan

untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE dilengkapi dengan

smart card yang dikenal dengan nama USIM (UMTS Subscriber Identity Module)

yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk

keamanan seperti authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat

USIM, UE juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi

sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi lewat radio.

Universitas Sumatera Utara

UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)

Jaringan akses radio menyediakan koneksi antara terminal mobile dan

Core Network. Dalam UMTS jaringan akses dinamakan UTRAN (Access

Universal Radio electric Terrestrial). UTRA mode UTRAN terdiri dari satu atau

lebih Jaringan Sub-Sistem Radio (RNS). Sebuah RNS merupakan suatu subjaringan dalam UTRAN dan terdiri dari Radio Network Controller (RNC) dan

satu atau lebih Node B. RNS dihubungkan antar RNC melalui suatu Iur Interface

dan Node B dihubungkan dengan satu Iub Interface.

Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru

dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya adalah Node-B

dan RNC (Radio Network Controller).

1. RNC (Radio Network Controller)

RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang

membawahi beberapa Node-B, menghubungkan CN (Core Network) dengan user,

dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang

mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN.

2. Node-B

Node-B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM. Node-B

merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio

kepada UE. Fungsi utama Node-B adalah melakukan proses pada layer 1 antara

lain : channel coding, interleaving, spreading, de-spreading, modulasi,

Universitas Sumatera Utara

demodulasi dan lain-lain. Node-B juga melakukan beberapa operasi RRM (Radio

Resouce Management), seperti handover dan power control.

CN (Core Network)

Jaringan Lokal (Core Network) menggabungkan fungsi kecerdasan dan

transport. Core Network ini mendukung pensinyalan dan transport informasi dari

trafik, termasuk peringanan beban trafik. Fungsi-fungsi kecerdasan yang terdapat

langsung seperti logika dan dengan adanya keuntungan fasilitas kendali dari

layanan melalui antarmuka yang terdefinisi jelas; yang juga pengaturan mobilitas.

Dengan melewati inti jaringan, UMTS juga dihubungkan dengan jaringan

telekomunikasi lain, jadi sangat memungkinkan tidak hanya antara pengguna

UMTS mobile, tetapi juga dengan jaringan yang lain.

1. MSC (Mobile Switching Center)

MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch

seperti video, video call.

2. VLR (Visitor Location Register)

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai

pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area

jaringan.

3. HLR (Home Location Register)

HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap.

Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta

informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location).

Universitas Sumatera Utara

4. SGSN ( Serving GPRS Support Node)

SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke jaringan

GPRS.

Fungsi SGSN adalah sebagai berikut :

a. Mengantarkan paket data ke MS.

b. Update pelanggan ke HLR.

c. Registrasi pelanggan baru.

5 GGSN ( Gateway GPRS Support Node )

GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan GPRS ke

jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan

fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan

dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP). GGSN akan berperan

antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima

paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat beberapa interface

baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara UE dan UTRAN terdapat interface Uu.

Di dalam UTRAN terdapat interface Iub yang menghubungkan Node-B dan

RNC, Interface Iur yang menghubungkan antar RNC, sedangkan UTRAN dan

CN dihubungkan oleh interface Iu.

Protokol pada interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya,

yaitu bagian control plane dan user plane . Bagian user plane merupakan protokol

yang mengimplementasikan layanan Radio Access Bearer (RAB), misalnya

membawa data user melalui Access Stratum (AS). Sedangkan control plane

berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile user dengan jaringan dari

aspek : jenis layanan yang diminta, pengontrolan sumber daya transmisi,

handover, mekanisme transfer Non Access Stratum (NAS) seperti Mobility

Universitas Sumatera Utara

Management (MM), Connection Management (CM), Session Management (SM)

dan lain-lain.

parameter untuk drive test 3G juga dikelompokkan menjadi dua yaitu parameter untuk verifikasi data BTS dan parameter untuk verifikasi kualitas jaringan. Paramater untuk verifikasi data BTS, antara lain :

a.  Cell ID,merupakan nomor unik yang digunakan untuk mengidentifikasi setiap BTS atau sektor dari BTS dalam kode area Lokasi (LAC). Pada umumnya digit terakhir dari Cell ID merupakan Sektor ID sel. Nilai 0 digunakan untuk antena Omnidirectional. Nilai 1,2,3 digunakan untuk mengidentifikasi sektor antena trisector atau bisektris. Misalnya sektor 1 BTS maka digit terakhir cell id-nya 1, dan seterusnya.

b. Universal Absolute Radio Frequency Channel Number (UARFCN),merupakan nomor kanal yang mewakili carrier UMTS sebesar 5 MHz. Nomor kanal UARFCN dihitung sesuai dengan frekuensi yang digunakan dikalikan 5. Misalnya jika frekuensi 2132,8 MHz maka UARFCN = 2132,8 MHz * 5 = 10.664.

c. Scrambling Code (SC),merupakan kode yang membedakan antar sektor BTS atau sel digunakan untuk membedakan user yang satu dengan yang lainnya.

Sedangkan parameter kualitas jaringan pada WCDMA, antara lain :

a.    RSCP (Receive Signal Code Power)

Tingkat kekuatan sinyal di jaringan 3G yang diterima ponsel sama halnya dengan RxLev pada GSM dengan satuan -dBm.

b.   Ec/No (Energy Carrier per Noise)

Perbandingan (ratio) antara kekuatan sinyal (signal strength) dengan kekuatan derau (noise level) atau SNR (Signal/Noise Ratio) yang dipakai untuk menunjukkan kualitas jalur (medium) koneksi. .Fungsinya sama dengan RxQual di jaringan 2G.

c.    CSSR (Call Setup Success Ratio)

d.   CCSR (Call Completion Success Ratio)

e.    DCR (Drop Call Ratio)

f.    BCR (Blocked Call Ratio)

Untuk CSSR, CCSR, DCR, BCR dalam parameter kualitas jaringan 3G sama dengan parameter kualitas jaringan 2G/GSM.

RSCP ( Received Signal Code Power ) merupakan level sinyal yang diterima di sisi user. semakin besar nilai RSCP maka semakin baik.

EcNo merupakan kualitas sinyal yang terdiri dari perbandingan antara sinyal yang dikehendekai berbanding dengan sinyal noise / interferensi .semakin besar nilai EcNo maka semakin baik pula kualitas sinyal yang dikehendaki.

RSCP akan mempengaruhi presentase keberhasilan mengakses layanan telekomunikasi. misal, pada daerah yang memiliki nilai RSCP jelek akan susah melakukan panggilan atau mengirim SMS.

EcNo akan mempengaruhi presentase kualitas layanan telekomunikasi. misal, ketika melakukan panggilan telepon, apabila nilai EcNo jelek, maka suara yang didengarkan akan banyak “kresek-kresek”, tidak jelas, terputus tiba-tiba.

untuk mengetahui nilai RSCP dan EcNo, kita harus melakukan pengukuran sinyal WCDMA dengan menggunakan metode drive test. berikut ini dipaparkan kuadran nilai RSCP dan EcNo yang baik berdasarkan pengukuran hasil drive test secara keseluruhan.

Threshold merupakan ambang batas minimum yang dapat ditoleransi. lewat dibawah nilai threshold diperlukan optimasi.

Kuadran Q1 ( RSCP > -94 dBm & EcNo > -12 dB )

diharapkan hasil drive test pada area ini, karena nilai RSCP dan EcNo diatas threshold. tidak perlu ada optimasi.

Kuadran Q2 ( RSCP < -94 dBm & EcNo > -12 dB )

RSCP jelek namun EcNo baik. hal ini disebabkan karena bad coverage. kita harus menganalisa adanya blocking propagation ( pancaran elektromagnetik terhalang oleh objek seperti gedung ) atau karena VSWR yang tidak match di dalam antena.

Kuadran Q3 ( RSCP < -94 dBm & EcNo < -12 dB )

RSCP dan EcNo jelek. ini bisa terjadi karena bad coverage dan banyaknya interferensi. perlu dilakukan analisa yang lebih dalam tentang hal ini.

Kuadran Q4 ( RSCP > -94 dBm & EcNo < -12 dB )

RSCP baik namun EcNo Jelek. hal ini bisa disebabkan karena interferensi yang sangat besar atau karena terlalu banyak melayani user. perlu dilakukan analisa swap feeder, pilot pollution, overshoot coverage, dan user distribution

WCDMA Cell Breathing

cell breathing merupakan sebuah kondisi dimana coverage semakin berkurang jika user semakin bertambah banyak. hal ini terjadi pada jaringan 3G WCDMA.

gambar 1. coverage mengecil akibat bertambahnya user ( kanan )

saat terjadi cell breathing, user paling atas yang tadinya dilayani site menjadi out-of-coverage ( pada gambar kanan, user tersebut tidak masuk ke dalam cakupan coverage berwarna hijau ). tentunya hal ini akan membuat layanan yang diberikan kepada user tersebut menjadi buruk. oleh karena itu, kita perlu mengatur distribusi coverage dan mengetahui pasti jumlah user di suatu daerah yang akan dilayani. planning dan optimasi sangat berperan penting dalam pembangunan jaringan WCDMA ini menjadi lebih baik.

kesimpulannya, coverage berbanding terbalik dengan kapasitas. semakin besar kapasitas user yang diinginkan, maka coverage akan semakin mengecil.

gambar 2. coverage vs capacity

berdasarkan pengalaman, biasanya 1 site melayani sekitar 40 – 100 user. lebih dari itu, user akan mengalami experience layanan 3G yang tidak memuaskan karena “setiap user akan saling berkompetisi dengan user lain untuk memperoleh layanan WCDMA” .