Efisiensi Perencanaan Pseudorandom Noise Offset

Tugas Akhir - 2010

EFISIENSI PERENCANAAN PSEUDORANDOM NOISE OFFSET PADA JARINGAN CDMA2000 DENGAN SISTEM BTS 3-SEKTORAL (EFFICIENCY OF PSEUDORANDOM NOISE OFFSET PLANNING IN CDMA2000 NETWORK WITH 3-SECTORAL BTS SYSTEM)

Maman Suryaman¹, A. Ali Muayyadi², Miftadi Sudjai. Mphil.³

¹Magister Elektro Komunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

Abstrak Dalam sistem komunikasi seluler, salah satu cara untuk meningkatkan kapasitas pada suatu Base Transceiver Station (BTS) adalah sektorisasi. Pada jaringan Code Division Multiple Access (CDMA) dengan BTS 3-sektoral, setiap sektor dari BTS dibedakan berdasarkan kode tertentu yang unik dan disebut sebagai PN sequence.

Setiap PN sequence yang dipakai didefinisikan sebagai PN offset. Karena keterbatasan jumlah PN offset yang dapat digunakan, maka diperlukan perencanaan PN offset yang efisien. Tujuannya adalah untuk memetakan semua PN offset yang tersedia pada setiap sektor BTS. Selain itu hal yang paling utama dan paling menentukan dalam perencanaan PN offset adalah menghindari efek PN confusion, yaitu kondisi dimana MS mendeteksi 2 atau lebih PN offset yang dianggap “sama” atau biasa diistilahkan sebagai PN aliasing. Sehingga MS mengalami kebingungan dalam menentukan sektor BTS mana yang sedang melayaninya.

Penelitian ini membahas penentuan parameter PILOT_INC dan SRCH_WIN_A yang optimal untuk skema perencanaan PN offset. Dimana parameter PILOT_INC ditentukan berdasarkan jumlah BTS dalam suatu jaringan dan berfungsi untuk menetapkan jarak separasi antar PN offset,sedangkan parameter SRCH_WIN_A memegang peranan penting untuk menghindari adanya 2 PN offset yang terdeteksi “sama” oleh MS. Dengan menentukan kedua parameter secara tepat maka faktor yang menyebabkan PN confusion yaitu Adjacent PN offset dan Co PN offset akan dapat dihindari.

Hasil dari penelitan ini diperoleh suatu skema perencanaan PN offset yang efisien. Dimana semua PN offset dapat dipetakan ke semua sektor BTS yang ada di jaringan. Jika jumlah BTS yang ada melebih jumlah PN offset maka bisa dilakukan re-use PN offset. Selain itu perencanaan PN offset ini dapat mengakomodir dengan baik kondisi jaringan yang non homogen.

Untuk menghindari efek PN confusion, diperlukan kondisi dimana jarak separasi antar PN offset ditambah 2x Radius BTS harus lebih besar dari nilai rata-rata jarak antar BTS yang ada di jaringan. Dengan demikian performansi jaringan CDMA2000 dengan system BTS 3-sektoral akan tetap terjaga atau malah menjadi lebih baik.

Kata Kunci : CDMA2000, PN offset, PILOT_INC,SRCH_WIN_A.

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

Abstract In cellular communication system, sectorization in one of way to increase Base Transceiver Station (BTS) capacity. In Code Division Multiple Access (CDMA) network with 3-sectoral BTS, every BTS’s sector determined with each unique code that called PN sequence.

Each usable PN sequence is defined by PN offset. Because of PN offset limitation, that’s why we need more efficient PN planning method. The goal is to map every available PN offset to each sector of BTS. The most important factor in PN offset planning is to avoid PN confusion effect. This is the condition where MS detect 2 or more aliasing PN offset, so that MS will confused which BTS’s sector that serving it.

This research determine an optimum PILOT_INC and SRCH_WIN_A parameter that be used in PN offset planning. PILOT_INC parameter choose based on total BTS number in CDMA network, and PILOT_INC parameter have a specific function to determine minimum distance between PN offset, while SRCH_WIN_A parameter have a major role to avoid the existence of 2 PN offset can be detected by MS in the same time. By determining these parameter with accurately hence the factor causing PN confusion that is Adjacent PN offset and Co PN offset will be able to avoid.Result of this research is obtain a more efficient PN planning method, where all PN offset can be mapped to all BTS’s sector in the network. If number of BTS more than number of PN offset, we can do re-use PN offset procedure. Beside that this PN offset planning will accommodate a non-homogenic network configuration.

In this planning, to avoid PN confusion effect needed the condition where separation distance between PN offset added by 2x BTS radius have to be more greater than average distance of all BTS in network. In that way, the CDMA2000 network still in good performance or progressively more better.

Keywords : CDMA2000, PN offset, PILOT_INC, SRCH_WIN_A

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam sistem komunikasi seluler, salah satu cara untuk meningkatkan kapasitas pada suatu Base Transceiver Station (BTS) adalah dengan teknik sektorisasi. Pada jaringan Code Division Multiple Access (CDMA) dengan sistem BTS sektoral, setiap sektor dari BTS dibedakan berdasarkan kode tertentu yang unik dan disebut sebagai short PN (Pseudorandom Noise) sequence. Short PN sequence atau yang biasa disebut PN sequence dibentuk dari shift register dengan 15 elemen tunda. Sehingga 15 panjang dari PN sequence adalah 2 atau 32768 chips. Secara teori dapat disimpulkan bahwa terdapat 32768 PN offset yang dapat digunakan pada tiap sektor BTS. Tetapi, penggunaan PN offset yang hanya berjarak 1 chip dapat menimbulkan permasalahan dalam kasus pendeteksian sektor BTS oleh Mobile Station (MS). Untuk itu, standar IS-95 mensyaratkan jarak minimal antar PN offset sebesar 64 chips [1]. Sehingga, jumlah maksimum PN offset yang dapat digunakan untuk identifikasi BTS menjadi 512 PN offset.

- 1 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

Karena keterbatasan jumlah PN offset yang dapat digunakan dan faktor jarak antar BTS yang signifikan, maka diperlukan perencanaan PN offset yang efisien. Tujuannya adalah untuk memetakan PN offset yang tersedia ke setiap sektor BTS sehingga dapat meminimalkan faktor PN confusion, dimana MS kebingungan dalam menentukan sektor BTS mana yang sedang melayaninya. Pada penelitian ini dibahas skema perencanaan PN offset yang efisien berdasarkan faktor jarak yang menyebabkan PN confusion yaitu Adjacent PN offset dan Co-PN offset. Selain itu juga akan ditentukan parameter PILOT_INC yang optimal, yaitu parameter yang digunakan untuk menentukan jarak separasi dari setiap PN offset. Dan juga parameter SRCH_WIN_A, parameter ini berguna untuk menentukan lebar search window optimal dalam mengakomodasi sinyal pilot yang aktif serta meminimalisasi interferensi antar pilot. Hasil dari penelitan ini diperoleh suatu skema perencanaan PN offset yang efisien dan efektif, tanpa memisah- misahkan BTS dalam suatu cluster tertentu. Tentu saja tetap menghindari adanya resiko PN confusion yang ditentukan berdasarkan parameter Adjacent PN offset dan Co-PN offset.

- 2 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian yang akan dilakukan, meliputi : 1. Menentukan parameter PILOT_INC yang optimal, sehingga jumlah PN offset dalam suatu jaringan CDMA2000 dengan sistem BTS 3-sektoral tercapai maksimal. 2. Menentukan parameter SRCH_WIN_A yang optimal dalam perencanaan PN offset pada jaringan CDMA2000. 3. Menentukan hubungan radius BTS terhadap tingkat keberhasilan perencanaan PN offset. 4. Membuat algoritma perencanaan PN offset pada jaringan CDMA2000 dengan BTS 3-sektoral tanpa adanya efek PN confusion.

1.3 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini, meliputi : 1. Bagaimana menentukan SRCH_WIN_A yang optimal, sehingga pengaruh interferensi dari pilot lain dapat minimal. 2. Bagaimana menentukan jarak separasi minimal antar PN offset untuk menghindari efek PN confusion akibat Adjacent PN offset dan Co-PN offset. 3. Menentukan skema perancangan PN Offset yang efisien sehingga pengembangan jaringan dapat di update dengan mudah dan cepat.

- 3 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

1.4 Hipotesis Penelitian

Rumusan hipotesis awal pada penelitian ini adalah: 1. Semakin besar PILOT_INC pada jaringan CDMA2000 akan menghasilkan PN Offset yang semakin sedikit, akan tetapi faktor separasi antar PN offset akan semakin besar. 2. Semakin besar SRCH_WIN_A pada suatu BTS akan berakibat semakin banyaknya sinyal pilot dari BTS lain yang diterima, sehingga kemungkinan PN confusion dan interferensi antar pilot akan semakin besar.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah yang digunakan dalam pembahasan Tesis ini adalah: 1. Perencanaan PN Offset dilakukan pada jaringan CDMA2000 dengan sistem BTS 3-sektoral. 2. Perbedaan PN offset antar sektor dalam satu sel sebesar 168 [3] 3. Parameter PILOT_INC yang digunakan : 0.5, 1, 2 4. Radius BTS yang digunakan untuk area Urban dan SubUrban : 0,5, 1, 3, 5 & 7,5 km.

- 4 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

1.6 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam Tesis ini adalah: 1. Studi literatur Studi literatur dilaksanakan dalam bentuk mengumpulkan informasi dan teori melalui jurnal-jurnal ilmiah, buku-buku referensi, dan informasi-informasi yang ada di internet. 2. Desain dan perancangan alur penelitian 3. Perhitungan parameter penelitian 4. Analisis

1.7 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang masalah, tujuan penulisan, perumusan masalah, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan

BAB II DASAR TEORI Menjelaskan teori dasar CDMA, PN Codes, PN offset, dan Search Window pada sistem CDMA.

- 5 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

BAB III PERANCANGAN MODEL SISTEM Membahas proses perancangan dan dan alur penelitian sistem, dan parameter-parameter yang akan diuji serta dianalisis.

BAB IV ANALISIS Menghasilkan model perencanaan PN offset yang efisien dalam jaringan CDMA2000 dengan sistem BTS 3-sektoral.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari hasil perhitungan serta saran-saran yang dapat digunakan untuk penelitian berikutnya.

1.8 Rencana Penelitian

- 6 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Perencanaan PN offset di jaringan CDMA2000 dengan sistem BTS 3-sektoral dapat dilakukan dengan menggunakan parameter jarak adjacent PN offset dan Co PN offset. Hasilnya adalah suatu jaringan CDMA 2000 yang dapat mengefisienkan jumlah PN offset yang tersedia dan dapat mengakomodir konfigurasi jaringan yang non-homogen, tetapi tetap terhindar dari efek PN confusion. 2. Faktor isolasi antar PN offset akan aman digunakan dalam perencanaan PN offset, jika parameter PILOT_INC>1. Untuk PILOT_INC≤1, perlu ada penyesuaian dalam hal sebaran jarak BTS. 3. Agar semua PN offset berhasil dipetakan kesemua BTS, maka jarak adjacent PN offset harus lebih besar dari rata-rata jarak antar BTS keseluruhan ditambah rata-rata jarak antar BTS terdekat. 4. Agar perencanaan PN offset berhasil, parameter radius BTS harus sesuai dengan parameter PILOT_INC yang dipilih. Sehingga dipenuhi persyaratan, jarak separasi antar PN offset

- 45 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi Tugas Akhir - 2010

ditambah 2x radius BTS harus lebih besar dari rata-rata jarak antar BTS di jaringan. 5. Pada perencanaan PN offset di area urban dan sub-urban, parameter SRCH_WIN_A yang optimal sebesar 10 chips, dimana jarak adjacent PN offset cukup besar dan window size untuk sinyal pilot aktif tidak terlalu lebar.

5.2 Saran-Saran

1. Sebaiknya untuk perencanaan PN offset yang lebih real, parameter radius BTS dan SRCH_WIN_A dapat dibuat berbeda-beda. 2. Untuk tercapai hasil dan kesimpulan yang lebih akurat, perlu ada tambahan data sampel BTS yang lebih banyak dan lebih beragam.

- 46 -

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi

DAFTAR PUSTAKA [1]. Jin Yang, Derek Bao, & Mo Ali , “PN Offset Planning in IS-95 based CDMA Network”, IEEE, U.S.A, 1997. [2]. Yang, Samuel. C. , “CDMA RF System Engineering” , Artech House, London, 1998. [3]. Motorola, Inc. , “CDMA/CDMA2000 1X RF Planning Guide”, U.S.A., 2002. [4]. Qualcomm Inc. , “PN Offset Planning in CDMA Networks”, U.S.A., 2003. [5]. Qualcomm Inc. , “The CDMA Network Engineering Handbook”, U.S.A., 1993. [6]. SAMSUNG Electronics Co. Ltd. , “PN offset Planning & Frequency Allocation”, South Korea, 2000. [7]. http://www.cpearson.com/excel/LatLong.aspx , “Latitude, Longitude, And Great Circles”.

- 50-

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S2 Magister Elektro Komunikasi