Contoh Makalah Sistim Komunikasi Bergerak: Hand Over 3G

I.                   Handover 3G

1.      Pengertian Handover

Salah  satu  fasilitas  didalam  sistem  seluler  untuk  menjamin  adanya kontinyuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu sel ke sel yang lain  adalah 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 (treshold);  jika  Px  melebihi  nilai  treshold  maka  dimulai  proses  handover dengan mencari sebuah sel target yang cocok. Sehingga, Handover diperlukan pada saat :

·         Kualitas signal yang diterima MS lebih kecil dibandingkan dengan threshold

·         Kualitas dikonversi dengan Eb/I0

Eb/I0   atau  Eb/N0   merupakan  perbandingan  antara  energi  tiap  bit sinyal informasi terhadap sinyal interferensi atau sinyal derau (noise) yang menyertainya. Pada intinya adalah perbandingan antara kuat sinyal yang dikehendaki terhadap kuat sinyal yang tidak dikehendaki. Makin besar nilai Eb/I0  akan makin memberikan performansi yang lebih baik.

      Handover pada jaringan komunikasi bergerak generasi pertama dan generasi kedua disebut hard handover. Pada generasi pertama, handover relatif lebih mudah sedangkan pada generasi kedua, handover lebih superior dari         generasi           pertama, dimana sudah digunakan        algoritma      handover. Kemudian  pada jaringan komunikasi           bergerak          untuk generasi ketiga atau WCDMA yang banyak didominasi berdasarkan teknologi CDMA, maka konsep  handover  yang  digunakan  disebut  soft  handover.  Dibandingkan dengan hard handover yang konvensional , maka soft handover dapat memberikan transmisi yang lebih baik, karena dapat menjamin kontinuitas dari hubungan.

2.      Tujuan dari Handover

Proses Handover terjadi karena kualitas atau daya ratio turun di bawah nilai yang dispesifikasikan dalam BSC. Penurunan level sinyal ini dideteksi dari pengukuran yang dilakukan MS maupun BTS. Konsekuensinya handover ditujukan ke sel dengan sinyal lebih besar. Selain itu, handover dapat terjadi apabila  traffic  dari  sel  yang  dituju  sudah  penuh.  Saat  MS  melewati  sel, dialihkan ke ‘neighbouring cell’ dengan beban traffic yang lebih kecil.

Tujuan dari Handover diantaranya disebutkan dibawah ini,

·         As imperceptible to user as possible.

Sedapat    mungkin   tidak   dirasakan     oleh    pemakai dengan        cara meminimisasi waktu handover dengan menggunakan teknik interpolasi suara.

·         As successfully as possible.

Dengan meminimisasi error pada saat estimasi kebutuhan handover.

·         As infrequently as possible.

MSC  melakukan assign (sharing) pada kanal yang sama pada sel tetangga dan meminjam kanal lain dari sel tetangga pada sel sebelumnya (MSC assigns same channel in the second cell and ‘rents’ another channel from the second to the first cell).

3.      Proses Handover

Proses handover dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang secara signifikan lebih kuat dibandingkan kanal trafik forward lainnya yang ditujukan kepadanya. MS tersebut akan mengirimkan pesan pilot measurement ke BS kandidat dengan sinyal terkuat tadi sekaligus menginstruksikan untuk memulai proses  handover.  Cell  site  tersebut  akan  mengirimkan  pesan  handover direction ke MS, mengarahkannya untuk melakukan handover. Setelah mengeksekusi pesan handover direction tersebut, MS akan mengirim pesan handover completion pada kanal trafik reverse yang baru.

      Handover bisa terjadi untuk satu atau beberapa alasan. Misalnya karena propagasi radio, distribusi trafik, aktivitas CDMA, kegagalan peralatan. Pembagian ini juga bisa dilakukan berdasarkan bagian yag mengkontrol handover, eksternal dan internal handover. Eksternal handover dikontrol oleh MS asal (inter-BSS & inter-MSC handover). Informasi pengukuran dilaporkan dari MS melalui kanal radio khusus dan diterima oleh BSS. Setelah dilakukan diproses pendahuluan hasilnya dikirim ke MSC. Internal handover diinisiasi dan dilakukan dalam BSS tanpa       referensi          ke MSC      asal      (controlling      MSC).  Disini                 MSC    hanya diinformasikan bahwa sebuah proses handover internal otomatis telah selesai dilakukan. Internal handover hanya terjadi antar sel pada BSS yang sama BSS dengan multi sel /multi BTS.

Pada saat Mobile Station (MS) bergerak menjauhi suatu sel maka daya yang diterima oleh MS akan berkurang. Jika MS bergerak semakin menjauhi Base Station (Cell ) maka daya pancar akan semakin berkurang. Menjauhnya MS pada sel asal menjadikan MS mendekati sel lainnya. Sel lainnya dikatakan sebagai sel kandidat yaitu sel yang akan menerima pelimpahan MS dari sel sebelumnya.

MSC melalui sel kandidat akan memonitor pergerakan MS dan menangkap daya pancar MS.  Diantara sel  kandidat yang menerima daya pancar MS terbesar maka pelimpahan MS akan berada pada sel tersebut. Sel kandidat yang menerima pelimpahan MS akan melakukan monitoring. Proses monitoring dilakukan oleh MSC dan menginstruksikan pada sel kandidat tersebut.  Pada  saat  Handover,  supervisi  dipersingkat.  MSC  melakukan prioritas pendudukan kanal pada MS yang akan mengalami Handover.

Sel kandidat dibuat urutan prioritas. Proses handover dapat digambarkan seperti

o   MS hanya dilayani oleh cell A dan active set hanya terdiri dari pilot A. MS mengukur pilot B (Eb/Io), diperoleh kecenderungan > T_ADD.  MS mengirim pesan hasil ukur pilot B dan memindahkan status pilot B dari neighbor ke candidate set.

o   MS menerima pesan dari cell A berisi PN offset cell B dan alokasi Walsh code untuk TCH dan MS start komunikasi menggunakan TCH tersebut.

o   MS memindahkan status pilot B dari candidate set ke active set, MS mengirim pesan handover completed. Sekarang ada 2 pilot yang aktif. (4)  MS menditeksi pilot A jatuh < T_DROP, MS start mengaktifkan timer.

o   Timer mencatat T_TDROP, MS mengirim PSMM (pilot strength measurement message).

o   MS menerima handoff direction message , pesan ini berisi hanya PN offset cell B (tanpa PN offset cell A ).

o   MS memindahkan status pilot A dari active set ke neighbor set.

Untuk kelangsungan komunikasi seluler, handover sangat diperlukan agar percakapan yang terjadi antar pelanggan tetap berlangsung tanpa terputus, meskipun pelanggan berpindah sel/wilayah. Pada saat MS bergerak dari satu sel ke sel lainnya , traffik pada sel sebelumnya harus diubah ke kanal dengan traffik dan kanal kontrol sel yang baru. Apabila terjadi kegagalan handover  akan     berakibat dropcall       yaitu            terputusnya     hubungan        saat percakapan sedang berlangsung. Faktor-faktor penyebab gagalnya handover antara lain :

·         Interferensi yang tinggi

·         Setting parameter yang tidak baik

·         Kerusakan Hardware

·         Area cakupan radio jelek

·         Neighbouring cell relation yang tidak perlu

·         Masalah antenna receiver atau hardware BTS

II.                FDD dan TDD

Frequency Division Duplex FDD dan Time Division Duplex TDD adalah dua skema duplexing paling umum digunakan dalam jaringan nirkabel broadband tetap. FDD yang secara historis telah digunakan dalam suara-hanya aplikasi mendukung dua arah komunikasi radio dengan menggunakan dua saluran radio yang berbeda. Atau TDD menggunakan satu frekuensi untuk mengirim sinyal baik di hilir dan hulu arah. 

Dalam fixed wireless point-to-point sistem yang menggunakan FDD salah satu saluran frekuensi ditularkan hilir dari radio A ke B. radio frekuensi kedua digunakan di arah hulu dan mendukung transmisi dari radio radio B ke A. Karena pemasangan frekuensi transmisi secara simultan pada kedua arah adalah mungkin. Untuk mengurangi gangguan diri antara hulu dan hilir transmisi jumlah minimum pemisahan frekuensi harus dipertahankan antara pasangan frekuensi. 

Dalam fixed wireless point-to-point sistem yang menggunakan TDD satu kanal frekuensi digunakan untuk mengirim sinyal baik di hilir dan hulu arah. TDD bekerja dengan transmisi Toggling petunjuk selama selang waktu. Toggling ini berlangsung sangat cepat dan tak terlihat bagi pengguna. Dengan demikian TDD dapat mendukung suara dan layanan komunikasi simetris serta asimetris layanan data. TDD juga dapat menangani campuran yang dinamis dari kedua jenis lalu lintas. 

Kapasitas yang relatif hilir dan hulu link dapat diubah yang mendukung satu arah dari yang lainnya. Hal ini dicapai dengan memberikan alokasi waktu yang lebih besar melalui slot waktu untuk interval penularan hilir dari hulu. Asimetri ini berguna untuk proses komunikasi yang ditandai oleh arus informasi yang tidak seimbang. Aplikasi yang jelas untuk teknik ini adalah akses Internet di mana pengguna memasukkan pesan singkat hulu dan menerima informasi besar payloads hilir. 

FDD dapat digunakan untuk lalu lintas asimetris. Namun untuk menjadi spectrally efisien hilir dan hulu saluran bandwidth harus diimbangi dengan tepat ke asimetri. Karena lalu lintas Internet bursty oleh alam dan asimetri selalu berubah bandwidth saluran tidak dapat dengan tepat ditetapkan dalam FDD. Dalam hal ini TDD lebih efisien. Selain itu saluran bandwidth biasanya diatur oleh FCC atau dibatasi oleh fungsi peralatan yang tersedia. Akibatnya sistem FDD pengguna tidak memiliki pilihan untuk saluran bandwidth berbeda-beda secara dinamis di arah hulu dan hilir. 

Efisiensi spektrum

Spektrum Frekuensi adalah komoditas yang semakin langka. Drive kelangkaan ini kebutuhan untuk mengoptimalkan penggunaan bandwidth yang tersedia. Sistem FDD beroperasi pada frekuensi pasangan prinsip. Sebuah rencana saluran diciptakan yang terdiri dari hilir dan hulu saluran biasanya ditetapkan oleh FCC ITU atau badan lain. Rencana saluran FDD memelihara guardband antara hilir dan hulu saluran. Yang guardband diperlukan untuk menghindari gangguan dan diri karena hal ini tidak digunakan pada dasarnya adalah sia-sia spektrum. 

Sebaliknya sistem TDD memerlukan seorang penjaga waktu bukannya guardband antara mengirim dan menerima sungai. TX / RX Transisi Gap TTG adalah kesenjangan antara hilir dan hulu transmisi penularan. Kesenjangan ini memungkinkan waktu bagi stasiun pangkalan untuk beralih dari modus mengirimkan modus menerima dan pelanggan untuk beralih dari modus menerima untuk mengirimkan modus. Selama kesenjangan ini base station dan pelanggan sedang tidak melakukan transmisi data dimodulasi tetapi hanya mengizinkan pemancar base station operator untuk jalan turun TX / RX antena beralih ke actuate dan bagian penerima stasiun pangkalan untuk mengaktifkan. 

Kesimpulan Pembahasan di atas telah menyoroti perbedaan-perbedaan signifikan dan beberapa keuntungan dari TDD atas FDD. Keuntungan tersebut dapat diringkas sebagai berikut: FDD adalah skema yang lebih tua yang paling sesuai untuk aplikasi seperti suara yang menghasilkan trafik simetris sedangkan TDD sangat cocok bagi bursty asimetris lalu lintas seperti internet atau layanan datacentric lainnya. 

TDD menggunakan spektrum lebih efisien daripada FDD. FDD tidak dapat digunakan dalam lingkungan di mana penyedia layanan tidak memiliki cukup bandwidth untuk menyediakan keperluan guardband antara mengirim dan menerima saluran. 

TDD lebih fleksibel daripada FDD dalam memenuhi kebutuhan untuk konfigurasi ulang secara dinamis dialokasikan bandwidth hulu dan hilir dalam menanggapi kebutuhan pelanggan.

III.             SIM, IMSI dan TIMSI

1.      SIM

SIM atau Subscriber Identity Module adalah sebuah microchip yang tertanam pada pada sebuah check card (ID-1 SIM) atau sebagian plastic kecil yang berukuran kira – kira 1 cm² (plug-in SIM). Apa bila SIM card tidak terpasang pada sebuat handset GSM, maka handset tersebut tidak dapat digunakan walaupun hanya untuk emergency call.

Bagian SIM card

Kegunaan SIM yang paling penting adalah digunakan untuk keperluan database. Pada SIM dapat disimpan berbagai data, seperti nomor telepon dan lain-lain. SIM card juga dapat digunakan untuk menyimpan data – data seperti PIN number dan juga PUK number. Salah satu kelebihan dari pemanfaatan SIM adalah SIM terpisah dari perangkat telepon GSM, sehingga pengguna GSM tidak harus menggunakan identitas yang sama untuk perangkat yang digunakannya.

2.      IMSI

IMSI (International Mobile Subscriber Identity) adalah 15 digit kode unik secara internasional yang digunakan untuk mengidentifikasikan pengguna dalam sebuah jaringan GSM. IMSI ini bersifat unik dengan artian bahwa, tidak ada IMSI yang serupa di seluruh dunia. IMSI terdiri dari 3 bagian :

·         MCC (Mobile Country Code)

·         MNC (Mobile Network Code)

·         MSIN (Mobile Subscriber Identity Number)

IMSI tersimpan di SIM (Subscriber Identity Module) dan HLR tempat pelanggan terdaftar. IMSI ini nantinya digunakan untuk meng-generate TMSI (Temporary IMSI) oleh HLR. Dalam 1 IMSI bisa digunakan untuk beberapanomor MSISDN.

IMSI memiliki struktur susunan sebagai berikut:

contoh no IMSI = 510115411234567

MCC = 510 (Indonesia)

MNC = 11 (Excelkomindo)

MSIN = 5411234567,  Di dalam MSIN sendiri biasa nya 2 digit pertama (dalam hal ini 54, merupakan logical HLR, dan digit ke-tiga (biasa di sebut H3, disini angka 1) biasa digunakan sebagai kelas pelanggan, misal pelanggan post paid/ Paska bayar atau pre paid  pra bayar.

3.      TMSI

TMSI (Temporay IMSI) merupakan nomor acak yang di generate dari nomor IMSI. TMSI ini oleh operator GSM digunakan untuk mengirimkan/menggantikan IMSI. Cara inilah yang menjaga IMSI tetap aman dan tidak mudah di pakai oleh pihak-pihak tak bertanggung jawab.

Untuk melacak pengguna GSM menggunakan IMSI/TMSI, dibutuhkan”scanning” pada jaringan GSM-nya yang mana TMSI di buat. Namun hal ini tidaklah mudah dikarenakan TMSI di generate secara periodik di setiap sesi.

IV.             Burst

Burst merupakan sebuah fenomena dimana data ditransmisikan pada kecepatan yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan proses normal. Tipe aktivitas ini dapat dilakukan dalam beberapa cara berbeda, termasuk dengan memanipulasi mode bus komputer atau menggunakan kemampuan RAM (Random Access Memory) untuk menarik konten pada hard disk sebelum mereka direquest oleh pengguna atau end user. Sebagai hasil menggunakan metode ini (burst), informasi dapat diambil secara lebih cepat, sebuah keuntungan yang sering kali membantu pengguna komputer.

      Pembuatan burst mode melibatkan resource secara terencana untuk mendapatkan transmisi data yang lebih cepat. Sementara sangat membantu, tipe aktifitas ini bukanlah merupakan aktifitas yanga dapat diatur muncul secar otomatis. Dimungkinkan untuk membuat keadaan tertentu yang memungkinkan transmisi cepat ini dilakukan selama periode waktu tertentu, namun pada akhirnya tetap akan berakhir dan data akan kembali ditransmisikan dengan menggunakan protokol normal.

Tergantung dari strategi yang digunakan untuk burst mode, proses ini mungkin melibatkan pencegahan perangkat lainnya mendapatkan akses sementara sebuah perangkat menggunakan resource yang tersedia. Hal ini merupakan pendekatan yang paling umum ketika mencoba menyusun burst mode dengan cara mengendalikan data bus. Satu perangkat mendapatkan kontrol bus secara eksklusif sampai transmisi data selesai. Selama transmisi itu, perangkat lainnya yang juga memiliki akses pada bus dan resource tidak diperbolehkan untuk menginterupsi aliran informasi.

Keuntungan utama menggunakan burst mode adalah memiliki kemampuan untuk menerima data secara cepat dan mudah, dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan proses pengambilan data normal.