REUSE FREKUENSI Dalam konsep seluler, frekuensi dialokasikan

REUSE FREKUENSI
Dalam konsep seluler, frekuensi dialokasikan untuk layanan yang
digunakan kembali dalam pola yang teratur daerah, yang disebut 'sel', masingmasing ditutupi oleh satu BS. Sistem radio seluler mengandalkan alokasi dan
reuse pada kanal-kanal pada daerah yang tercakup (Oeting, 1983). BS pada cell
yang berdekatan (adjacent cell) ditentukan dengan grup kanal yang mana akan
berbeda dengan cell tetangga. Antena dari BS didesain untuk mendapatkan
coverage area yang diinginkan pada cell-cell tertentu. Dengan membatasi
coverage area pada daerah perbatasan cell, grup pada kanal yang sama dapat
digunakan untuk melingkupi cell yang berlainan, yang mana terpisahkan dengan
jarak yang jauh untuk menghindari interferensi. Desain proses pada pemlian dan
pengalokasian grup kanal pada semua BS di dalam sistem disebut dengan
frequency reuse atau frequency planning.
Cell ini biasanya heksagonal. Dalam siaran radio, konsep serupa telah
dikembangkan berdasarkan pada sel belah ketupat. Untuk memastikan bahwa
interferensi antara pengguna masih di bawah tingkat yang berbahaya, sel yang
berdekatan menggunakan frekuensi yang berbeda. Pola cluster dan frekuensi yang
sesuai digunakan kembali dalam pola yang teratur atas wilayah layanan secara
keseluruhan.
Gambar 2.1
Penggunaan Frekuensi Berulang pada Tiap Cell.
Dengan memperhatikan gambar 2.1, dapat terlihat pada cell A, frekuensi kembali
digunakan pada grup kanal yang berbeda.
Jarak dalam Reuse Frekuensi
Jarak terdekat antara pusat dua sel yang menggunakan frekuensi yang
sama (dalam kelompok yang berbeda) ditentukan oleh pilihan ukuran cluster dan
lay-out dari cluster sel. Jarak ini disebut dengan 're-use distance'. Hal ini dapat
ditunjukkan bahwa
Gambar 2.2
Jarak Reuse
penggunaan kembali jarak ru, dinormalisasi dengan ukuran masing-masing segi
enam, adalah
Untuk sel heksagonal, yaitu, dengan 'sarang lebah', sel lay-out yang biasa
digunakan dalam mobile radio, ukuran cluster yang mungkin adalah C = i2 + ij +
j2, dengan bilangan bulat i dan j (C = 1, 3, 4, 7, 9, ...). Integer i dan j menentukan
lokasi relatif dari sel co-channel.
Gambar 2.3
Lokasi relatif dari sel co-channel
HANDOFF
Saat pengguna bergerak melewati cell yang berlainan saat komunikasi
sedang berlangsung, mobile switching center (MSC) secara otomatis mengirimkan
panggilan tersebut ke kanal berlainan yang dicakup oleh area BS yang baru.
Proses ini disebut dengan handoff.
Gambar 2.4
Ilustrasi Handoff pada Perbatasan Cell
Pada 2.4, terlihat bahwa mobile station (MS) yaitu pengguna, sedang
melakukan komunikasi dan melewati perbatasan antar cell. Saat melewati
perbatasan tersebut, radio signal strength indications (RSSI) memutuskan apakah
panggilan tersebut perlu dilakukan handoff atau tidak. Pada gambar terlihat bahwa
level sinyal tertentu akan memutuskan batas-batas dari MS. Saat sinyal dari MS
melewati ambang handoff, maka komunikasi akan dilanjutkan melalui BS 2 dari
BS 1.
Tipe-Tipe Handoff
Handoff dibagi menjadi dua kategori hard-handoff dan soft-handoff.
Kedua tipe ini ditandai dengan "break before make" dan "make before break".
Dalam hard-handoffs, sumber di awal diputuskan sebelum sumber baru
digunakan, sedangkan soft handoffs, baik sumber daya yang ada dan baru
digunakan selama proses handoff. Perancangan skema handoff yang buruk
menghasilkan lalu lintas sinyal yang padat dan, dengan demikian, penurunan
terjadi dalam kualitas layanan (QoS).
Hard-Handoff
Hard-handoff dapat dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu: intracell dan
intercell handoff.
Gambar 2.5
Hard Handoff antara MS dengan BS
Sebuah hard-handoff pada dasarnya adalah sebuah koneksi "break before make".
Dalam pengontrolan MSC, handoff terjadi dengan memutuskan koneksi dengan
BS 1 kemudian membuat koneksi kembali pada BS 2. Dalam hard-handoff, link
ke BS utama dihentikan sebelum atau saat pengguna akan dipindahkan ke sel baru
BS; MS tidak terhubung lebih dari satu BS pada waktu tertentu. Hard-handoff
terutama digunakan dalam FDMA (frequency division multiple access) dan
TDMA (time division multiple access), di mana rentang frekuensi yang berbeda
digunakan dalam saluran yang berdekatan untuk meminimalkan gangguan
saluran.
Soft-Handoff
Soft-handoff menggunakan sistem "make before call". Artinya, MS
bergantung pada panggilan dan bergerak dari satu BS ke BS yang lain, tetapi MS
mulai berkomunikasi dengan BS baru sebelum mengakhiri komunikasi dengan BS
lama.
Soft-handoff hanya dapat digunakan antara BS pada frekuensi yang sama.
Teknik ini meningkatkan penerimaan seperti MS yang bergerak di antara sel-sel
(pada batas sel). Selama soft-handoff MS sebenarnya berkomunikasi dengan lebih
dari satu BS pada satu waktu, sehingga ketika saatnya untuk bergerak dari daya
BS yang lemah ke yang kuat, MS sudah terhubung dengan yang lebih kuat.
Selama soft-handoff, MS menerima independent closed loop power control dari
dua BS dan melakukan logika untuk menentukan.
Gambar 2.6
Make-before-break pada Soft-Handoff
INTERFERENSI
Interferensi adalah salah satu faktor yang sangat diperhatikan dalam
performa sistem radio seluler. Sumber interferensi dapat terjadi oleh MS pada cell
yang sama, panggilan yang sedang berlangsung pada cell tetangga, BS lain yang
beroperasi pada pita frekuensi yang sama, atau sistem yang tidak terkait seluler
yang kurang berhati-hati dalam kebocoran energi pada pita frekuensi seluler.
Interferensi pada kanal suara dapat menyebabkan cross talk, yang mana pengguna
mendengar interferensi atau suara yang tidak diinginkan saat komunikasi
berlangsung. Pada kanal kontrol, interferensi dapat menyebabkan panggilan tak
terjawab dan terblok akibat adanya eror pada pengiriman sinyal digital.
Interferensi diakui sebagai kemacetan utama dalam peningkatan kapasitas
komunikasi, yang pada akhirnya dapat menyebabkan panggilan terputus. Dua tipe
utama interferensi pada komunikasi seluler adalah interferensi co-channel dan
adjacent.
Interferensi Co-channel
Interferensi co-channel (CCI) adalah crosstalk yang terjadi akibat dua
pemancar radio menggunakan frekuensi yang sama. Interferensi co-channel
muncul di jaringan mobile karena sistem reuse frequency. Dengan demikian,
selain sinyal dari dalam cell, sinyal pada frekuensi yang sama (sinyal co-channel)
tiba di MS dari BS yang tidak diinginkan, di mana terletak jauh di dalam cell lain
dan menyebabkan penurunan kinerja penerima. Gambar 2.7 menjelaskan
terjadinya interferensi co-channel. Saat MS berada pada perbatasan cell (titik A),
MS tersebut akan mengalami interferensi pada kanal di sekitarnya.
Gambar 2.7
Interferensi Co-channel
Penyebab kedua adalah penggunaan spektrum radio yang terlalu padat.
Pada daerah yang padat penduduk, tidak banyak “ruang” dalam spektrum radio.
Sehingga frekuensi yang terlalu berdekatan dapat timbul interferensi.
Penyebab yang terakhir adalah pembatalan sinyal (signal cancellation).
Fenomena ini mirip dengan multipath effect pada radio FM di VHF band, yaitu
sinyal memantul karena terhalang obstacle.
Interferensi Adjacent
Interferensi yang dihasilkan karena sinyal yang bersebelahan (adjacent)
pada frekuensi sinyal yang diinginkan adalah interferensi adjacent-channel (ACI).
interferensi adjacent-channel terjadi karena ketidaksempurnaan filter penerima
yang mana memperbolehkan frekuensi yang berdekatan masuk atau bocor ke
dalam passband. Masalah ini secara khusus dapat bermasalah bila kanal pengguna
yang bersebelahan (adjacent channel) memancarkan pada jarak yang sangat dekat
dengan penerima, saat penerima ingin menerima kanal yang diinginkan pada
sebuah BS. Ini disebut dengan efek near-far, di mana pemancar terdekat
menangkap penerima dari pelanggan. Secara alternatif, efek near-far timbul saat
MS dekat dengan BS yang memancarkan pada kanal yang dekat dengan kanal
yang sedang digunakan., yang lebih lemah. Sehingga, BS akan susah dalam
membedakan MS akibat kadal yang bersebelahan.
PENGATURAN DAYA (POWER CONTROL)
Power control (pengaturan daya), secara umum, adalah pemilihan daya
pancar secara cerdas dalam sistem komunikasi untuk mencapai kinerja yang baik.
Sehingga dapat mengoptimalkan kecepatan data, kapasitas jaringan, coverage
area, dan masa guna dari perangkat dan jaringannya.
Pengaturan daya dapat memiliki keuntungan sekaligus kerugian.
Keuntungan dari pengaturan daya adalah pengaturan signal-to-noise ratio (SNR)
pada penerima untuk mengurangi gangguan atau noise dan meningkatkan
kecepatan dalam pengiriman data. Kerugiannya adalah penggunaan daya dalam
pengiriman atau transmitting semakin meningkat, sehingga dapat menyebabkan
pemborosan pada baterai; dan interferensi pada pengguna lain dengan band
frekuensi yang sama semakin meningkat.