Sel Konsep dasar selular pada sistem komunikasi bergerak yaitu adalah pembagian wilayah pelayanan yang sering disebut dengan sel. Sehingga Base Station (BS) harus mengalokasikan saluran radio yang akan digunakan dalam sebuah wilayah kecil. Adapun berbagai macam bentuk sel pada beberapa daerah digambarkan dengan bentuk hexagonal dan lingkaran. Gambar 1. Bentuk sel hexagonal dan lingkaran Setiap sel memiliki alokasi kanal frekuensi tertentu yang berlainan dengan sel sebelahnya. Ukuran sel pada sistem komunikasi selular dapat dipengaruhi oleh: 1. Kepadatan pada trafik 2. Daya pemancar, yaitu BS dan MS 3. Faktor alam, seperti udara, laut, gunung, gedung – gedung, dan lainnya Bentuk Sel Bentuk jaringan sistem selular berkaitan dengan luas cakupan daerah pelayanan. Bentuk sel yang terdapat pada sistem komunikasi bergerak selular digambarkan dengan bentuk hexagonal dan lingkaran. Tetapi, bentuk hexagonal dipilih sebagai bentuk pendekatan jaringan selular, karena dari sel yang lebih sedikit dengan bentuk hexagonal diharapkan dapat mencakup seluruh wilayah pelayanan. Setiap sel memiliki alokasi sejumlah channel frekuensi tertentu yang berlainan dengan sebelahnya. Karena channel frequency merupakan sumber terbatas maka, untuk meningkatkan kemampuan pelayanan frekuensi yang terbatas tersebut dipakai secara berulang-ulang, yang dikenal dengan istilah pengulangan frekuensi (frequency reuse). Oleh karena itu pengulangan frekuensi merupakan hal yang penting dalam komunikasi selular. 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. Pada gambar dapat dilihat penggunaan ulang kanal frekuensi, pada sel a 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. Jarak minumum frekuensi reuse yang diperbolehkan ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu jumlah sel yang melakukan frequency reuse, bentuk geografis suatu wilayah, tinggi antena, dan besarnya daya pemancar pada masing masing BS. Sedangkan jarak pemisah relatif terhadap radius sel dinyatakan dengan D/R. Persamaan rumus di bawah ini: D/R= 3K Di mana : D = jarak antara BS dengan BS yang lain R = radius sel K = jumlah pola frekuensi Pola frequency reuse pada sistem selular diperlihatkan gambar. Pengaturan pola tersebut harus sebaik mungkin, hal ini untuk menghindari interferensi akibat adanya penggunaan kanal yang berdekatan (Interferensi Adjacent Channel) dan interferensi cochannel. Besaran D/K disebut sebagai faktor reduksi kanal dengan frekuensi yang sama. Besaran tersebut menentukan kualitas transmisi dalam perencanaan sistem selular agar tidak terjadi interferensi co-channel. Dari persamaan juga terlihat bahwa, jika jarak D semakin besar, maka jumlah kelompok sel akan bertambah, sehingga interferensi co-channel akan berkurang, dengan catatan daya pemancar pada BS tidak terlalu besar. Tetapi untuk pita frekuensi yang sama, jumlah kanal/sel akan berkurang yang berarti kapasitas trafik per sel akan lebih kecil. Handoff Handoff atau bisa juga disebut handover merupakan suatu proses pengalihan Radio Base Station (RBS) apabila pengguna melakukan suatu panggilan dalam keadaan bergerak dari satu sel menuju sel yang lain. Proses ini terjadi agar pelanggan dapat mengirim atau menerima sinyal dengan baik walaupun pelanggan sedang dalam keadaan bergerak. Proses handoff ini dilakukan pada saat sebuah Mobile Station (MS) menerima sinyal yang diterima lemah atau sinyal yang dikirim lemah. Prosed ur Handoff Prosedur handoff dapat dibagi menjadi tiga fase, yaitu: pengukuran, pengambilan keputusan dan eksekusi seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.1. Tipe Hand Off : 1. Hand Off Berbasis Kuat Sinyal Proses hand off akan terjadi bila tingkat sinyal terima pada terminal bergerak berada di bawah tingkat ambang yang telah ditentukan. 2. Hand off berbasis C/T (Carrier to Interference) Proses hand off ini dikenal dengan menggunakan perbandingan level sinyal pembawa terhadap Interference dengan persamaan : ( C+I ) /I = C / I Dimana C ( kuat sinyal terima ) akan menurun sebagai fungsi dari jarak, tetapi I akan bergantung pada lokasi terminal. Co-Channel Interference Co-channel Interference atau CCI adalah crosstalk yang berbeda dari dua pemancar radio menggunakan sama frekuensi . Ada dapat beberapa penyebab cochannel interferensi radio , empat contoh tercantum di sini. Jaringan seluler HP Kondisi cuaca buruk Miskin perencanaan frekuensi Terlalu-ramai spektrum radio Daytime vs Malam HariPembatalan sinyal Untuk mengurangi interferensi, sel – sel kanal tersebut harus menggunakan beberapa cara, yaitu: 1. Memperkirakan jauh jarak minimum agar tidak terjadi interferensi. Jarak tersebut harus memenuhi hubungan: Dimana: K = Faktor reuse yang bergantung pada sistem, GSM 4 R = Radius sel (km) D = Jarak antara dua sel dengan frekuensi co-channel (km) Interferensi Kanal Sebelah (Adjacent Channel Interference) Interferensi kanal sebelah disebabkan oleh interferensi sinyal yang berasal dari sel sebelah. Penyebab interferensi ini adalah karena tidak sempurnanya frekuensi operasi dari filter pada receiver. Penggunaan receiver ini mengakibatkan frekuensi yang berdekatan dapat lolos dari filter. Interferensi ini akan menjadi masalah yang serius bila kanal yang bersebelahan dari pengguna mentransmisikan informasi pada frekuensi yang sangat dekat dengan frekuensi pengguna. Efek dari interferensi ini dapat diperkecil dengan proses filterisasi yang baik dan pembagian kanal yang baik. Pembagian kanal dilakukan dengan memberikan jarak frekuensi pemisah yang cukup besar antara satu dengan kanal yang lainnya Adjacent-channel interference(ACI) merupakan gangguan yang disebabkan oleh asing kekuatan dari sinyal dalam saluran yang berdekatan . ACI dapat disebabkan oleh penyaringan tidak memadai (seperti penyaringan yang tidak lengkap tidak diinginkan modulasi produk dalam FM sistem), tidak benar tala atau kontrol frekuensi miskin (dalam saluran referensi, saluran mengganggu atau keduanya). ACI dibedakan dari crosstalk . Regulator siaran sering mengelola spektrum siaran untuk meminimalkan gangguan yang berdekatan-channel. Sebagai contoh, di Amerika Utara, radio FM stasiun di satu wilayah tidak dapat dilisensikan pada frekuensi yang berdekatan yaitu, jika suatu stasiun dilisensikan di 99,5 MHz di kota, frekuensi 99,3 MHz dan 99,7 MHz tidak dapat digunakan di mana saja dalam jarak tertentu dari pemancar stasiun itu, dan frekuensi kedua berdekatan 99,1 MHz dan 99,9 MHz dibatasi untuk penggunaan khusus seperti stasiun-daya rendah. Pembatasan serupa sebelumnya diterapkan pada frekuensi ketiga yang berdekatan juga (yaitu 98,9 MHz dan 100,1 MHz dalam contoh di atas), tetapi ini tidak lagi diamati. Berdekatan-channel interferensi yang Sebuah penerima pengalaman dari pemancar B adalah jumlah kekuatan yang B memancarkan ke A channel-yang dikenal sebagai "emisi yang tidak diinginkan", dan diwakili oleh ACLR (Berdekatan Channel Rasio Kebocoran)-dan kekuasaan yang A mengambil dari saluran B, yang diwakili oleh ACS (Channel Berdekatan Selektivitas). B memancarkan daya ke A saluran disebut berdekatan-channel kebocoran (emisi yang tidak diinginkan). Hal ini terjadi karena filter RF memerlukan roll-off , dan tidak menghilangkan sinyal sama sekali. Oleh karena itu, B memancarkan beberapa kekuatan dalam saluran yang berdekatan yang diambil oleh A. A menerima beberapa emisi dari saluran B karena roll off dari filter selektivitas. Selektivitasfilter dirancang untuk "memilih" saluran. Power Control Power control adalah suatu teknik untuk mengatur dan memperbaiki level daya dari BTS pada kanal uplink dan downlink secara efisien. Power control bekerja agar level daya yang diterima oleh BTS dari setiap MS memiliki level daya yang sama. Power control sangat penting pada kanal uplink yaitu untuk menjaga agar interferensi dapat ditoleransi sehingga diperoleh peningkatan kapasitas kanal. Forward Link Power Control Forward Link Power Control merupakan kontrol daya dari arah BTS ke MS. Secara garis besar Forward Link Power Control ditujukan untuk mengontrol level daya pancar BTS. Sedangkan untuk lebih jauh lagi, pada arah BTS ke MS, power control dibutuhkan untuk meminimumkan interferensi ke sel lain dan untuk mengimbangi terhadap interferensi dari sel lain. Metode yang digunakan adalah fast closed loop power control yang bertujuan untuk memperbaiki performansi MS yang berada di tepi sel dimana sinyal dari BTS semakin lemah sedangkan interferensi dari sel lain semakin kuat. BTS secara periodik akan menurunkan daya pancarnya, sementara MS mengukur frame error ratio (FER) yang terjadi. Ketika FER mencapai nilai 1% maka MS meminta BTS agar tidak lagi menurunkan daya pancarnya Reverse Link Power Control Reverse Link Power Control merupakan kontrol daya dari arah MS ke BTS. Pada lintasan balik ini, sinyal akses jamak menduduki spektral frekuensi yang sama tetapi jarak dari masing-masing MS dalam satu BS tidak sama. Inilah yang mengakibatkan interferensi pada arah balik lebih dominan terjadi karena aktifitas mobility (pergerakan) MS dalam sel akan mempengaruhi besar kecilnya redaman propagasi dan level daya terima di BS. Penerimaan sinyal dari MS terdekat (near-in) akan menghalangi penerimaan sinyal yang lebih lemah dari MS lebih jauh (far-end). Pergerakan MS akan mengakibatkan perubahan loss tetapi di lain hal pergerakan MS akan mengakibatkan slow fading atau fast fading yang mengakibatkan level daya terima berflaktuasi terus menerus. Untuk mengatasi problem tersebut, skema kontrol daya reverse link dibagi menjadi dua bagian yaitu : a. Reverse Link Open Loop Power Control (RLOLPC) Algoritma proses RLOLPC adalah jika MS menerima sinyal pilot dengan daya tinggi maka MS akan menurunkan daya pancarnya, begitu juga sebaliknya. Jadi sebenarnya pengontrollan daya dilakukan berdasarkan informasi hasil pengukuran sinyal pilot dari BS pada lintasan maju (forward link). RLOLPC merupakan kontrol daya untuk mengestimasi perubahan (fluktuasi) level daya yang lambat yang diakibatkan slow fading effect, RLOLPC terlalu lambat untuk mengestimasi fluktuasi daya yang cepat akibat fast fading. b. Reverse Link Close Loop Power Control (RLCLPC) Penggunaan teknik direct sequence spread spectrum untuk sistem seluler CDMA memerlukan penggunaan beberapa bentuk dari adaptive power control.Power control menyediakan cara untuk menyamakan level daya yang diterima pada BS untuk semua MS yang berada di coverage BS tersebut. Tanpa power control, near-far effect dapat secara drastis menurunkan kinerja sistem. Algoritma CLPC menggunakan estimasi daya yang diterima pada BS untuk menginstruksikan setiap MS untuk mengurangi level daya pancarnya.Mekanisme CLPC dapat secara efektif mengkompensasi variasi kanal yang cepat akibat multipath fading dalam sistem teresterial, dimana delay propagasi dan proses lebih kecil dibandingkan waktu korelasi dari kanal