Simulasi Kinerja Layanan Data Berkecepatan Tinggi pada Sistem CDMA 20001X EV-DO (Evolution Data Optimezed).

TUGAS AKHIR

SIMULASI KINERJA LAYANAN DATA BERKECEPATAN

TINGGI PADA CDMA 2000 1X EV-DO

(EVOLUTION-DATA OPTIMIZED)

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada

Departemen Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Telekomunikasi

Oleh:

040402080

Nando Boy Inton Sidauruk

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Teknologi komunikasi selular jauh sebelumnya telah berkembang dan memberikan beberapa keuntungan. CDMA 2000 1x EV-DO sebuah teknologi berbasis komunikasi selular di desain untuk proses pengiriman data secara efisien. IS–856 (CDMA2000 1X EV-DO) adalah standar yang membutuhkan lebar-pita yang cukup besar (1,25 MHz).CDMA2000 1X EV-DO (data optimized) dapat mengirimkan data sampai 2,4 Mbps dan mendukung aplikasi seperti konferensi video. Varian lainnya adalah CDMA2000 1X EV-DO yang mengintegrasikan voice dan layanan multimedia data paket berkecepatan tinggi secara simultan pada kecepatan 3,09 Mbps.

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui bagaimana kinerja dari sistem CDMA 2000 1x EV-DO yang dikhususkan untuk layanan data berkecepatan tinggi, dimana studi ini dilakukan dengan menggunakan simulasi.

Dari hasil simulasi diperoleh grafik dan tabel antara ukuran data dengan

physical bit yang menggambarkan kinerja dari sistem CDMA 1X EV-DO.Dari

hasil analisis simulasi menunjukkan bahwa penggunaan data rate 307,2 Kbps dengan physical bit 1024 memiliki tingkat kesalahan bit yang kecil, sedangkan penggunaan data rate 1228,8 Kbps dengan physical bit 4096 memberikan nilai

delay yang kecil dan nilai throughput yang semakin besar.Hasil simulasi juga

menunjukkan bahwa penggunaan data rate yang tinggi dapat diaplikasikan pada layanan data CDMA 2000 1X EV-DO.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Simulasi Kinerja Layanan Data Berkecepatan Tinggi pada Sistem CDMA 20001X EV-DO (Evolution Data Optimezed) ”.

Tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan akademis tingkat pendidikan sarjana (S-1) di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua penulis yang tercinta, Ibunda R.br Hutagalung yang telah banyak memberikan dukungan moril, doa serta limpahan kasih sayang yang tiada terkira kepada penulis.

2. Bapak Ir.Arman Sani, MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT selaku Ketua dan Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Panusur SM L Tobing, selaku Dosen Wali, atas segala bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan perkuliahan.

5. Seluruh Dosen dan Civitas Akademik Departemen Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara.

6. Bang Alment, Bang Nardi dan Kakak Ipar, Kak Herlina, keluarga P.Bakkara, SH, Mhum ( Lae, Ito dan Agung) terima kasih atas dukungannya.

7. Adek penulis yang selalu menyayangi penulis dan tidak pernah bosan memberi dukungan moril dan doa dalam perkuliahan maupun diluar perkuliahan.

8. Rekan-rekan Elektro’04 khususnya, Faisal, Firdaus, Bayu, Leo, Jepri, Eka, Franklin, Ronald, Pay dan buat abang-abang senior Angkatan ‘99(Bang Gabe, Bang Cimet, Bang Ui, Bang Royto E’98), seluruh anak Elektro 2004 dan abang-abang senior yang belum tersebut namanya yang selalu membantu penulis baik dalam masalah perkuliahan maupun di luar perkuliahan.

Berbagai usaha telah penulis lakukan demi terselesaikannya Tugas Akhir ini dengan baik. Namun, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna karena masih banyak terdapat kekurangan baik dari segi isi maupun susunannya. Saran dan kritik dari pembaca sangat diharapkan dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini dikemudian hari.

Akhir kata penulis berserah diri kepada Tuhan Yang Maha Esa, semoga penulisan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama penulis sendiri.

Medan, Juli 2008

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Penelitian ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II CDMA 1X EV-DO (EVOLUTION DATA OPTIMIZED) ...5

2.1 Umum ... 5

2.2 Sistem Komunikasi Seluler CDMA ... 6

2.2.1 Konsep Spektrum Tersebar ... 6

2.2.2 Kapasitas CDMA ... 8

2.2.3 Kontrol Daya ... 8

2.2.4 Saat Peralihan (Soft Handoff) ... 9

2.3 Arsitektur Protokol Jaringan Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasiskan Teknologi Selular CDMA 2000 1x EV-DO ... 10

2.4 Sistem Data Paket Kecepatan Tinggi Pada Penerapan Teknologi CDMA 2000 1x EV-DO ... 12

2.5 Kinerja Sistem Selular CDMA 2000 1X EV-DO ... 14

2.5.1 Sistem Spread Spectrum ... 14

2.6 Mekanisme Pengiriman Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasiskan

Teknologi Selular CDMA 2000 1x EV-DO ... 18

2.7 Konfigurasi Jaringan Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasis Teknologi Selular CDMA 2000 1X EV-DO ... 19

2.5.3 Access Network ... 20

2.5.4 Service Network ... 22

2.5.5 Network Database ... 23

2.5.6 Authentication, Authirization, and Accounting (AAA) .... 24

2.5.7 Home Agent ( HA) ... 24

2.5.8 IP Backbone Network ... 24

2.5.9 Interface ... 25

BAB III SISTEM DAN PEMODELAN SIMULASI ...29

3.1 Umum ... 29

3.2 Blok Diagram Sistem ... 29

3.3 Model Simulasi ... 31

3.3.1 Packet Data Serving Node (PDSN) ... 33

3.3.2 Packet Control Function (PCF) ... 34

3.3.3 Selection Distribution Unit (SDU) ... 35

3.3.4 Mobile Station (MS) ... 37

3.4 Modulasi Simbol ... 37

3.5 Sequence Repetition dan Simbol Puncturing ... 41

3.6 Struktur Kanal ... 42

3.7 Pemodelan dan Pembangkitan Noise Kanal ... 43

3.8 Parameter Kinerja Yang Diukur ... 43

3.3.5 Bit Eror Rate (BER) ... 44

3.3.6 Quality of Service (QoS) ... 44

BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA LAYANAN DATA BERKECEPATAN TINGGI PADA CDMA 2000 1X

EV-DO ... 48

4.1 Umum ... 48

4.2 Parameter Masukan Simulasi ... 48

4.3 Analisis BER ... 49

4.4 Analisis QoS ... 74

4.4.1 Analisis Delay ... 74

4.4.2 Analisis Throughput ... 76

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 78

5.1 Kesimpulan ... 78

5.2 Saran ... 79

DAFTAR PUSTAKA ... 80 LAMPIRAN

ABSTRAK

Teknologi komunikasi selular jauh sebelumnya telah berkembang dan memberikan beberapa keuntungan. CDMA 2000 1x EV-DO sebuah teknologi berbasis komunikasi selular di desain untuk proses pengiriman data secara efisien. IS–856 (CDMA2000 1X EV-DO) adalah standar yang membutuhkan lebar-pita yang cukup besar (1,25 MHz).CDMA2000 1X EV-DO (data optimized) dapat mengirimkan data sampai 2,4 Mbps dan mendukung aplikasi seperti konferensi video. Varian lainnya adalah CDMA2000 1X EV-DO yang mengintegrasikan voice dan layanan multimedia data paket berkecepatan tinggi secara simultan pada kecepatan 3,09 Mbps.

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui bagaimana kinerja dari sistem CDMA 2000 1x EV-DO yang dikhususkan untuk layanan data berkecepatan tinggi, dimana studi ini dilakukan dengan menggunakan simulasi.

Dari hasil simulasi diperoleh grafik dan tabel antara ukuran data dengan

physical bit yang menggambarkan kinerja dari sistem CDMA 1X EV-DO.Dari

hasil analisis simulasi menunjukkan bahwa penggunaan data rate 307,2 Kbps dengan physical bit 1024 memiliki tingkat kesalahan bit yang kecil, sedangkan penggunaan data rate 1228,8 Kbps dengan physical bit 4096 memberikan nilai

delay yang kecil dan nilai throughput yang semakin besar.Hasil simulasi juga

menunjukkan bahwa penggunaan data rate yang tinggi dapat diaplikasikan pada layanan data CDMA 2000 1X EV-DO.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Code Division Multiple Access (CDMA) adalah salah satu teknik akses

jamak (Multiple Access) yang memisahkan percakapan dalam domain kode, suatu teknik multiplek dimana teknik ini menawarkan beberapa kelebihan dibanding teknik multiplek yang lain seperti Frequency Division Multiple Access (FDMA) dan Time Division Multiple Access (TDMA). Teknologi ini asalnya dibuat untuk kepentingan militer, menggunakan kode digital yang unik, lebih baik daripada

channel atau frekuensi RF.

Kelebihan teknik multiplek CDMA adalah dalam penyediaan kapasitas atau kemampuan untuk memultiplek setiap informasi yang ditransmisikan. Penggunaan sistem CDMA sangat sesuai diaplikasikan pada sistem komunikasi bergerak seluler (CDMA 2000 1XEV-DO) dimana sistem ini melibatkan banyak

user yang menggunakan media udara atau ruang bebas sebagai media

pentransmisiannya. Teknik multipleksing CDMA mampu memberikan solusi dari beberapa permasalahan yang ada pada komunikasi bergerak seluler, salah satunya adalah penyediaan kapasitas yang lebih besar dalam proses pentransmisiannya.

Sistem CDMA dapat digunakan pada band frekuensi yang sama dan dalam waktu yang sama untuk masing-masing user. Teknik dasar CDMA didasarkan pada pengkodean yang berbeda untuk setiap user atau biasa disebut DCS (Direct

Sequence Code), kode ini digunakan untuk membedakan masing-masing user

ketika terjadi panggilan. Dengan sistem CDMA 2000 1X EV-DO kita juga bisa menggunakan koneksi mobile internet dengan layanan data berkecepatan tinggi, karena konsep dari CDMA 2000 1X EV-DO obyektifnya adalah layanan data bukan suara.

Selain kelebihan yang mampu diberikan teknik multiplek atau akses jamak CDMA tentunya ada kekurangan juga dalam teknik ini, yaitu penggunaan frekuensi dalam waktu yang sama menyebabkan CDMA rentan terhadap interferensi dan itu menyebabkan kapasitas CDMA semakin kecil.

Dari latar belakang yang telah diuraikan diatas, dapat dibuat simulasi bagaimana sistem ini diaplikasikan pada komunikasi bergerak seluler terutama untuk layanan data.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, maka dalam tugas akhir ini masalah yang akan dibahas terkait dengan unjuk kerja CDMA 2000 1X EV-DO yaitu:

1. Bagaimana mekanisme pengiriman data berkecepatan tinggi pada sistem CDMA 1X EV-DO.

2. Bagaimana mensimulasikan kinerja sistem CDMA 2000 1X EV-DO pada sistem komunikasi bergerak seluler, khususnya pada layanan data dengan parameter hasil simulasi adalah:

a. BER (Bit Error Rate)

b. QoS (Quality of Service) yang meliputi :

• Delay total (detik)

• Throughput data (bps)

1.3 Tujuan Penulisan

Untuk mensimulasikan kinerja Code Division Multiple Access dengan standarisasi IS-856 (CDMA 2000 1X EV-DO) pada sistem komunikasi bergerak seluler, khususnya pada layanan data.

1.4 Batasan Masalah

Agar masalah yang ditulis dalam Tugas Akhir ini tidak terlalu luas dan menyimpang dari topik yang ada, maka penulis perlu membatasi permasalahan sebagai berikut :

1. Tidak membahas perencanaan sel sistem seluler.

2. Tidak membahas teknik pengkodean dan signaling pada CDMA 2000 1X EV-DO.

3. Tidak membahas program yang digunakan untuk simulasi CDMA 2000 1X EV-DO.

4. Tidak mencakup spesifikasi pada perangkat keras.

5. Hanya membahas kinerja dan pensimulasian sistem layanan data Code

Division Multiple Access dengan standarisasi IS-865 yaitu CDMA 2000

1X EV-DO (Evolution - Data Optimized) pada komunikasi bergerak seluler.

6. Perancangan simulasi dengan menggunakan Matlab 7.0

1.5 Metodologi Penulisan

Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah: a. Studi Literatur

Dengan mempelajari teori-teori penunjang dan literature yang berhubungan dengan pembuatan tugas akhir ini..

b. Perencanaan dan Pemodelan Simulasi

Perancangan konsep blok diagram, merencanakan parameter sistem yang diperlukan dan analisa tiap blok kemudian disusun menjadi satu agar menjadi suatu simulasi sistem yang dapat berjalan dengan baik.

c. Analisa dan Perhitungan

Melakukan analisa dan perhitungan terhadap hasil simulasi yang telah dibuat.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika Penulisan Tugas Akhir ini, dibagi menjadi beberapa bagian sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bagian ini berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian, tinjauan pustaka dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Menjelaskan secara singkat tentang konsep selular CDMA 1X EV- DO, prinsip kerja dan mekanisme pengiriman data berkecepatan tinggi berbasis teknologi selular.

BAB III SISTEM DAN PEMODELAN SIMULASI

Berisi tentang pembuatan perencanaan dan pemodelan simulasi dalam Tugas Akhir ini.

BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA LAYANAN DATA BERKECEPATAN TINGGI PADA CDMA 2000

1X EV-DO

Membahas tentang pengujian simulasi dan analisa dari hasil simulasi yang sudah dibuat.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan-kesimpulan dari hasil analisis simulasi serta sara-saran apabila diperlukan di dalam penulisan Tugas Akhir ini.

BAB II

SISTEM CDMA 2000 1X EV-DO (EVOLUTION-DATA OPTIMIZED)

2.1Umum

Sistem komunikasi dewasa ini sudah semakin berkembang, terutama sistem komunikasi bergerak. Banyak teknologi komunikasi bergerak yang berkembang pesat dan menawarkan berbagai macam keuntungan. Code Division

Multiple Access (CDMA) adalah salah satu teknologi yang saat ini sedang

berkembang pesat dan menawarkan berbagai macam keuntungan diantaranya adalah peningkatan jumlah user dalam sistem.

Teknik CDMA pada awalnya disebut dengan CDMA One yang merupakan teknologi generasi kedua (2G). Versi revisinya IS-95 yang menjadi basis sistem komersial CDMA 2G seluruh dunia. Dengan kecepatan koneksi 14,4 Kbps. Kemudian CDMA merevisi standar menjadi IS-95B. Sistem CDMA 2,5 G ini menawarkan kecepatan 64 kbps.

CDMA 2000 1x EV-DO sangat cocok untuk mendukung komunikasi data. Awalan 1x menunjukkan penggunaan spreading rate 1,2288 Mcps sebanyak satu kali dari standar kanal IS-95 CDMA. EV menunjukkan suatu evolusi pengembangan teknologi dan peningkatan teknologi 2G, sedangkan akhiran DO menunjukkan suatu singkatan Data Only atau Data Optimized yang menandakan bahwa 1x EV-DO dirancang untuk transfer data secara efisien.

2.2 Sistem Komunikasi Selular CDMA

Sistem komunikasi seluler CDMA adalah suatu sistem komunikasi bergerak yang menggunakan konsep seluler dimana sel digunakan sebagai batasan untuk alokasi frekuensi salah satunya dan sel juga digunakan sebagai batasan untuk menentukan batasan pelanggan secara tidak langsung yang akan dilayani.

Pada sistem CDMA identifikasi informasinya untuk penerima didasarkan pada kode yang dikirimkan oleh transmiter dan kode ini tidak akan pernah sama antara user satu dengan user yang lainnya, selama setiap user yang dimaksudkan berada dalam satu kanal yang sama atau dalam frekuensi dan waktu yang sama dalam proses pentransmisian informasi.

2.2.1 Konsep Spektrum Tersebar

Sistem spektrum tersebar memiliki keistimewaan yang khas, yaitu sinyal yang ditransmisikan memiliki lebar pita yang jauh lebih besar dari lebar pita informasi, dimana penyebaran spektrum tersebut dilakukan oleh fungsi penyebar tersendiri, yang tidak tergantung pada informasi yang disampaikan. Konsep komunikasi spektrum tersebar didasarkan pada teori C.E. Shannon untuk kapasitas saluran, yaitu [1]:

   

  + =

N S W

C log₂ 1 ... (2.1)

dengan :

C = Kapasitas kanal (bit per detik) W = bandwidth kanal (Hz)

S = daya rata-rata sinyal transmisi (watt) N = daya derau rata-rata sinyal transmisi (watt)

Sistem spektrum tersebar yang paling banyak dipakai sekarang ini adalah DSSS (Direct Sequence Spektrum) terbesar. Pada sistem ini, sinyal pembawa dimodulasi secara langsung (direct) oleh data terkode. Sebagai pengkode data dipakai deret kode (code sequence) yang memiliki sifat random.

Pada pemancar DSSS, data dikodekan dengan deret kode berkecepatan tinggi. Pada proses pengkodean inilah terjadi penyebaran spektrum. Sinyal spektrum tersebar ini kemudian dimodulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying) dan ditransmisikan. Penerima DSSS terdiri dari dua bagian, yaitu bagian sinkronisasi deret kode dan demodulator BPSK. Ketika sinkronisasi deret telah tercapai, akan terjadi peristiwa pemampatan spektrum sinyal DSSS ke data base band semula. Sinyal hasil pemampatan spektrum ini adalah sinyal BPSK yang siap untuk didemodulasikan. Teknik dasar spektrum tersebar ini ditunjukkan oleh Gambar 2.1 [1].

2.2.2 Kapasitas CDMA

Pada pengulangan frekuensi selular, interferensi dapat diterima dengan tujuan meningkatkan kapasitas tetapi interferensi ini harus dikendalikan. Sifat CDMA yang lebih mentolerir interferensi membuat pengulangan frekuensi dilakukan dengan efektif. Pada modulasi pita sempit, pengulangan frekuensinya tidak efektif karena persyaratan untuk memperoleh C/I sekitar 18 dB[1]. Hal ini membutuhkan kanal yang dipakai dalam satu sel tidak boleh dipakai oleh sel yang berdekatan. Pada CDMA kapasitas yang besar diperoleh terutama karena frekuensi yang sama dapat dipakai oleh semua sel.

Kapasitas dari sistem CDMA itu dapat ditingkatkan dengan menggunakan power kontrol yang sesuai baik pada kanal reverse maupun pada kanal forward. Pada kanal forward, power kontrol akan menyebabkan interferensi antara sel-sel yang berdekatan berkurang.

2.2.3 Kontrol Daya

Dalam sistem Direct Squence Code Division Multiple Access (DS-CDMA), kebutuhan terhadap power control merupakan hal yang harus mendapat perhatian. Semua mobile station dalam sistem DS-CDMA mengirim data menggunakan bandwidth yang sama pada waktu yang sama[1], oleh karena itu semua mobile station saling menginterferensi satu sama lain. Untuk mendapatkan kapasitas yang optimum, semua sinyal tanpa tergantung pada jaraknya ke base

station, harus diterima base station dengan mean daya yang sama. Solusi untuk

masalah ini adalah dengan penerapan power control yang berfungsi agar mean daya yang diterima base station tetap konstan bagi setiap mobile station.

2.2.4 Saat Peralihan (Soft Handoff)

Pada sistem komunikasi bergerak selular, para user memiliki tingkat mobilitas yang tinggi. Ada kemungkinan user bergerak dari satu sel menuju sel yang lain ketika terjadi suatu percakapan. Untuk menjamin menjamin bahwa percakapan akan terus tersambung diperlukan fasilitas handoff [1]. Mekanisme

handoff yang dimiliki CDMA dan merupakan ciri khas-nya yaitu soft handoff.

Pada Gambar 2.2[2] menunjukkan proses Handoff yang berjalan dari sel sumber menuju sel penerima.User bergerak dari area cakupan sel sumber menuju area cakupan sel pengirim.Urutan peristiwa saat peralihan dapat dijelaskan sebagai berikut [2].

Gambar 2.2 Proses Handoff

1. User berada pada layanan sel A dengan active set hanya berisi pilot A.User bergerak mencari pilot B berukuran Ec/Io yang lebih besar dari T_ADD.User mengirimkan sebuah pilot ukuran besar dan bergerak menuju active set yang baru.

2. User menerima sebuah pesan handoff langsung dari sel A, dan memulai komunikasi dengan trafik baru pada kanal sel B.pesan berisi offset PN dari sel B dan kode walsh kanal trafik yang baru.

3. User bergerak dari pilot B menuju active set.setelah memperoleh kanal trafik forward, pesan handoff langsung ditetapkan, user megirimkan pesan handoff komplit.kemudian active set berisi dua buah pilot.

4. User mendeteksi sebuah pilot yang akan dijatuhkan dibawah T_DROP.kemudian user mulai dengan drop timer.

5. Drop timer tersebut menjangkau T_TDROP.User mengirimkan pesan pilot ukuran besar.

6. User mendapat pesan handoff langsung,pesan hanya berisi PN off set dari sel B.User berada pada cakupan sel B.

2.3 Arsitektur Protokol Jaringan Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasiskan Teknologi Selular CDMA 2000 1x EV-DO

Pada Gambar 2.3[3] berikut ini ditunjukkan model protokol jartingan selular CDMA 2000 1x EV-DO yang digunakan untuk transfer data dari PDSN menuju MS.

TCP UDP

IP

PPP

LAC

MAC

Airlink

LAC

MAC

Airlink

A8 – A9

PL

A8 – A9 RP

PL PL PL PL

RP PPP

Link Layer IP IP

TCP UDP

Gambar 2.3 Model Protokol Jaringan Selular CDMA 2000 1x EV-DO

Skema pentransferan data berawal dari Packet Data Serving Node (PDSN), Packet Control Function (PCF), Selection Distribution Unit (SDU), dan berakhir pada Mobile Station (MS). Pada Gambar 2.5 dapat dilihat bahwa antara PDSN dan PCF dihubungkan oleh Radio to PDSN Interface (R-P Interface), antara PCF dan SDU dihubungkan oleh A8-A9 Interface, dan antara SDU dan MS dihubungkan oleh airlink.

Berikut ini merupakan fungsi dan tugas masing-masing layer antara lain[4] : 1. Physical Layer

Physical layer mendukung transmisi dan penerimaan sinyal antara MS dan

BS. Physical layer ini mengikuti model referensi Open System

Interconnection (OSI) layer 1. Unit transmisi Physical layer disebut dengan

paket layer fisik. 2. Data Link Layer

Data link layer antara MS dan jaringan dibagi menjadi dua sub layer yang

terdiri dari Medium Access Control (MAC) dan Link Layer Access (LAC).

Layer LAC membatasi antara upper layer dengan layer MAC, sedangkan layer MAC membatasi antara layer LAC dengan layer fisik. Biasanya dua sub

layer ini dikatakan sebagai Radio Link Protocol (RLP). Layer Pont to Point Protocol (PPP) yang terdapat pada PDSN dan MS dapat disertakan dengan layer 2 (link layer) dari model referensi OSI. PPP digunakan untuk membawa Internet Protocol (IP). PPP menyertakan Cyclic Redundsncy Check (CRC)

untuk mengidentifikasi kesalahan pada saat transmisi. 3. Upper Layer

Upper layer berhubungan dengan layer 2 hingga 7 model referensi OSI yang

berfungsi untuk mengakses semua jenis layanan. Layer IP merupakan protocol layer network yang setiap paket IP dirutekan secara independen sampai tiba di tujuan (host/destination). Transmision Control Protocol/User

Datagram Protocol (TCP/UDP) merupakan jenis transport layer yang dapat

digunakan. Pada layer di atasnya yaitu layer aplikasi, dapat menggunakan model transportasi TCP atau UDP tergantung jenis layanan yang digunakan.

2.4 Sistem Data Paket Kecepatan Tinggi Pada Penerapan Teknologi CDMA 2000 1x EV-DO.

Standar TIA/EIA IS-856 mendefinisikan interface udara dari versi CDMA 2000 yang lebih maju yang juga kompatibel dengan standar 2G IS-95 dimana kedua standar IS-856 dan IS-95 memerlukan bandwidth yang sama sebesar 1,25 MHz [5]. Standar TIA/EIA IS-856 ini dioptimasi untuk layanan data paket kecepatan tinggi di lingkungan wireless, IS-856 terdiri dari jaringan server yang terintegrasi dengan base station yang menyediakan akses data kecepatan tinggi pada kanal CDMA wireless bagi terminal pelanggan bergerak maupun tetap.

Pada Gambar 2.4[5] berikut ini, dapat dilihat penggunaan daya sektor dari IS-95 dan IS-856 pada forward link-nya. Setiap kanal (Pilot, Sync, Paging, dan

Traffic) pada IS-95 ditransmisikan ke seluruh waktu dengan bagian tertentu dari

daya sektor keseluruhan, sementara kanal yang sama di IS-856 ditransmisikan pada daya yang penuh, hanya selama bagian tertentu dari waktu. Penggunaan yang efisien dari sumber daya sektor di IS-856 tidak hanya meningkatkan cakupan sel tetapi juga meningkatkan Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) bagi pelanggan yang dibatasi oleh noise .

Gambar 2.4 Penggunaan Daya dari IS-95 dan IS-856 pada Forward Link Untuk standar IS-856, data rate yang ditransmisikan dari BS menuju MS atau dikenal dengan istilah forward link. Terdapat 12 jenis data rate dengan beberapa data rate yang muncul sebanyak dua kali. Data rate itu antara lain 38,4 Kbps, 76,8 Kbps, 153,6 Kbps, 307,2 Kbps, 614,4 Kbps, 921,6 Kbps, 1228,8 Kbps, 1843,2 Kbps, serta 2457,6 Kbps [5]dengan data rate yang sama muncul sebanyak dua kali adalah 307,2 Kbps, 614,4 Kbps, serta 1228,8 Kbps. Meskipun terdapat

data rate yang muncul lagi tetapi banyaknya time slot yang digunakan untuk

mengirim data rate yang sama .Slot yang didefinisikan oleh standar IS-856 sebagai 1,67 ms menyatakan periode transmisi minimum ke pelanggan [5].

2.5 Kinerja Sistem Selular CDMA 2000 1x EV-DO

Pada umumnya untuk sistem selular CDMA 2000 1X EV-DO sama halnya dengan prinsip kerja sistem selular CDMA One, namun pada CDMA 2000 1X EV-DO hanya dikhususkan pada layanan data dengan menggunakan kapasitas jaringan yang lebih besar.

2.5.1 Sistem Spread Spectrum

Pada sistem CDMA 2000 1x EV-DO yang berbasis pada komunikasi

spread spectrum memiliki kemampuan tahan terhadap interferensi. Gain processing sistem (Gp), yang merupakan perbandingan antara bandwidth RF (Bw

R B Gp= w

) terhadap kecepatan informasi (R) merupakan suatu parameter dari penolakan interferensi yang dapat dinyatakan dengan persamaan 2.2 [5]:

... (2-2)

Pada sistem spread spectrum, tingkat noise ditentukan oleh thermal noise dan interferensi. Pada user, interferensi diproses sebagai noise. Hubungan antara S/N input dan output dapat ditunjukkan oleh persamaan 2.3[5]:

i P o N S G N S       =     

 _{... (2-3)}

Performansi sistem digital ditentukan oleh Eb/No yang merupakan perbandingan antara energi tiap bit dengan kerapatan spektral daya noise. Berikut ini diberikan hubungan antara S/N dengan Eb/No

P o b w o b i G x N E xR N xR E N S 1 = =      

yang ditunjukkaan oleh persamaan 2.4[5] :

... (2-4)

o i p o b N S N S x G N E       =      

= ... (2-5) Dengan :

Gp = processing gain (dB)] Bw = bandwidth (Hz)

R = laju transmisi data (bps) S/N = signal to noise ratio (dB)

Eb/No = energi tiap bit per kerapatan spectral daya noise (dB)

Pada suatu sistem komunikasi digital, kualitas transmisi sinyal juga ditentukan oleh Bit Error Rate (BER) dari sinyal digital yang merupakan kualitas dari sinyal yang diterima. Hubungan antara BER dengan Eb/No

( )

_       = = o b o b b N xE Q N E erfc BER P 2 2 1 ditunjukkan dengan persamaan sebagai berikut [5]:

... (2-6) dimana : u e u Q u π 2 ) ( 2 / 2 −

≈ , ... (2-7) Untuk u>>1

Sehingga :     = − o b N E b N E e BER P o b π 2 ) ( / ... (2-8)

dengan : Pb     o b N E

(BER) = probabilitas bit yang error

erf = error function

= Signal to noiseratio kanal trafik

2.5.2 Kapasitas Kanal Sel

Kapasitas selular pada CDMA dapat didefinisikan sebagai kanal yang dapat disediakan dalam 1 bandwidth sebesar 1,25 MHz. Kapasitas pada sistem CDMA ini dipengaruhi oleh faktor aktifitas trafik yang dapat berupa voice maupun data, faktor interferensi dari sel tetangga yang lain, faktor kontrol daya yang tidak sempurna serta faktor sektorisasi.

Kapasitas kanal sel CDMA dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu primary traffic dan secondary traffic. Untuk primary traffic hanya digunakan sebagai kanal suara saja sedangkan untuk secondary traffic-nya digunakan sebagai kanal untuk pentransmisian data saja. Pada analisis ini dibatasi hanya kondisi secondary traffic.

Berikut ini diberikan persamaan untuk menentukan kapasitas kanal sel CDMA yang menggunakan antena dengan pancaran ke segala arah (omnidirectional) [5] :

(

)

              +     = f v I E G M f t b c p 1 . . .

dengan :

Mmax = kapasitas kanal (kanal)

Gp

t b I E

= processing gain (dB) sebagaimana didefinisikan oleh persamaan (2-2) = rasio energi tiap bit terhadap total interferensi dan kerapatan daya

thermal noise (dB) c

η = faktor kontrol daya yang tidak sempurna

vf = faktor aktivitas trafik yang dapat brubah vice atau data = 1[5]

f = faktor interferensi dari sel lain

Untuk megurangi interferensi dari user yang bersal dari sel lain maka base

station menggunakan antena dengan pancaran yang membentuk sudut tertentu

sebesar 360o/A. Di dalam penerapannya base station menggunakan 3 antena yang membentuk sektorisasi sebesar 120o

3

max sec

α

x M M tor =

dan menerapkan gain sektorisasi (α) secara praktis sebesar 2,55[5] maka banyaknya kanal yang disediakan tiap sektor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut [5]:

... (2-10)

dengan :

Msector = banyaknya kanal yang disediakan tiap sektor (kanal)

α = faktor sektorisasi

Dengan menggunakan persamaan (2-9) dan (2-10), maka akan dapat dihitung jumlah kanal trafik yang tersedia pada tiap BTS.

2.6 Mekanisme Pengiriman Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasiskan Teknologi Selular CDMA 2000 1x EV-DO

Pada skema pengiriman data paket kecepatan tinggi berbasiskan teknologi selular CDMA 2000 1x EV-DO, Access Terminal (AT) mewakili MS, dan Access

Network (AN) mewakili BS. Berikut ini merupakan mekanisme pengiriman data

yang berawal dari PDSN server ke AT adalah sebagai berikut: 1. PDSN mengirimkan paket data ke PCF.

2. PCF mengirimkan A9 BS service request message ke AN untuk melakukan

request pelayanan paket dan memulai T

3. AN merespon dengan A9 BS service respon. PCF menghentikan timer T bsereq9.

bsreq9

service respon message dan memulai timer Tnet_conn

4. Pada kanal kontrol, AN mengirimkan page message ke AT. .

5. AT memulai prosedur pembentukan hubungan (connection establishment) dengan AN.

6. Setelah kanal trafik terbentuk, AN mengirimkan A9-setup-A8-message ke PCF melalui Data Ready Indicator yang diset menjadi “ I “ untuk membentuk A8 connection dan memulai timer TAA8-setup. Ketika PCF menerima A9-setup-A8-message, maka timer Tnet_conn

7. PCF mengirimkan A-9-connect-A8-message ke AN. Pada saat menerima

A9-connect-A8-message, maka timer T

akan dihentikan.

A8-setup

8. Hubungan telah terbentuk dan paket data dapat saling dikirim antara AT dan PDSN.

akan dihentikan.

Untuk lebih jelasnya tentang mekanisme pengiriman data paket pada sistem CDMA 2000 1x EV-DO tersebut dapat diperhatikan pada Gambar 2.5[6].

AT AN PCF PDSN

Transmitting Packet Data A9-BS Service Request

A9-BS Service Response Page Message

Connection Establishment

A9-Setup-A8

A9-Connect-A8 Transmitting Packet Data

T bsreq9

T net_coon

T A8-Setup

Gambar 2.5 Mekanisme Pengiriman Data Paket dari PDSN menuju AT

2.7 Konfigurasi Jaringan Data Paket Kecepatan Tinggi Berbasis Teknologi Selular CDMA 2000 1x EV-DO

CDMA 2000 1x EV-DO dapat juga dikatakan sebagai wireless dengan area yang luas. Pada konfigurasi jaringan yang diterapkan merupakan integrasi dari dua jaringan yaitu CDMA 2000 1x yang berdasarkan standar IS-2000 untuk layanan voice dan layanan data dengan kecepatan menengah serta jaringan CDMA 1x EV-DO yang khusus hanya ditujukan untuk layanan data dengan kecepatan tinggi. Jadi dapat dijelaskan disini bahwa teknologi CDMA 1x EV-DO diterapkan pada jaringan CDMA 2000 1x yang telah terpasang (existing) dengan penambahan perangkat lunak dan perangkat keras dimana untuk komponen-komponen jaringan CDMA 2000 1x tertentu dapat dipakai bersama-sama (share) degan CDMA 1x EV-DO. Konfigurasi jaringan data paket kecepatan tinggi berbasiskan teknologi selular CDMA 2000 1x EV-DO terdiri dari beberapa komponen sistem sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 2.6 [7 ].

Gambar 2.6 Arsitektur Jaringan CDMA 2000 1X EV-DO

2.7.1 Access Network

Sistem CDMA 1x EV-DO terdiri dari access point (AP) atau dalam teknologi CDMA 2000 1x atau GSM perangkat ini dikenal dengan istilah Base

Station Transceiver Subsystem (BTS) serta Radio Network Controller (RNC)

yang tersusun dari komponen Base Station Controller (BSC) dan Packet Control

Function (PCF). Berikut ini akan dijelaskan fungsi dari masing-masing komponen

yang berada pada Access Network. a. Access Point / BTS

Access Point atau perangkat radio BTS terdiri dari perangkat RF

yang merupakan interface antena dan transceiver, controller, dan catu daya. Radio Access Point ini dikoordinasikan oleh sistem EV-DO berupa BSC yang melewati interface dengan standar A-bis interface. BTS bertanggung jawab dalam pengalokasian sumber (resources) dan daya serta kode Walsh untuk konsumsi pelanggan, mengontrol interface antara

jaringan CDMA 2000 1x atau CDMA 1x EV-DO ke bagian pelanggan dan mengontrol berbagai carrier yang beroperasi pada suatu sel atau sektor.

b. Base Station Controller (BSC)

BSC bertanggung jawab dalam mengontrol semua BTS-BTS yang berada dalam wewenangnya. BSC melewatkan paket dari BTS menuju

Packet Data Serving Node (PDSN) atau sebaliknya dari PDSN menuju

BTS dengan menyediakan interface data yang terpisah berupa Radio Packet Interface (R-P Interface) pada penerapan CDMA 2000 1x EV-DO.

c. Packet Control Function (PCF)

Packet Control Function merupakan proses dalam Radio Access Network (RAN) yang mengatur transfer paket-paket antara Access Point

dan PDSN. Yang dimaksud RAN disini merupakan suatu sistem yang terdiri dari perangkat Access Terminal, Access Point, BSC, serta PCF. PCF melakukan konektivitas ke sebuah jaringan paket inti termasuk PDSN yang melewati interface dengan standar R-P Interface yang berdasarkan pada Protokol A10 atau A11 yang berjalan melewati Internet Protocol (IP). PCF bertanggung jawab dalam mengatur interface antara PDSN dan BSC. Selain itu juga mengatur setup untuk Interface Generic Routing

Encapsulation Tunnel (GRE/IP) ke PDSN-PDSN, pemilihan PDSN,

melakukan penjejakan (tracking) semua perangkat yang idle, dan mensuplay informasi ini ke BSC.

2.7.2 Service Network

Service Network terdiri dari Mobile Switching Center (MSC) dan Packet Data Serving Node (PDSN). Berikut ini akan dijelaskan fungsi dari

masing-masing komponen yang berada pada Service Network. a. Mobile Switching Center (MSC)

MSC merupakan switching center yang merupakan bagian sentral dari jaringan CDMA 2000 1x yang saling mendukung dengan jaringan lainnya seperti Public Switched Telephone Network (PSTN). Packet

Switched Public Data Network (PSPDN), Circuit Switched Data Network

(CSDN). MSC dihubungkan ke berbagai sistem BSC melewati interface dengan mengacu standar A interface untuk mengirimkan dan menerima sinyal voice dan data. MSC memproses permintaan untuk layanan dari telepon wireless menuju pelanggan telepon konvensional atau sebaliknya, dan merutekan panggilan antara BTS dan PSTN. MSC juga mengatur

Visitor Location Register (VLR) serta menyimpan dan mengatur berbagai

informasi pelanggan yang diperlukan untuk proses pemanggilan data

exchange dengan Home Location Register (HLR). Yang menjadi satu

pengecualian bahwa system CDMA 1x EV-DO tidak perlu menggunakan perangkat pada MSC.

b. Packet Data Serving Node (PDSN)

Packet Data Serving Node digunakan untuk mengontrol dan melewatkan

paket-paket data menuju dan dari fungsi PCF dalam hal ini dilakukan oleh BS packet controller yang berkomunikasi dengan Access Terminal. PDSN

bertanggung jawab dalam membentuk, menjaga, serta menterminasi

interface data dalam hal ini sesi Point-to-Point Protocol (PPP) antara Access Terminal melalui PCF dan BTS dan jaringan data paket seperti Internet. PDSN juga mendukung layanan-layanan paket seperti Simple IP

dan Mobile IP, melakukan inisialisasi Authentication, Autrhorization, and

Accounting (AAA).

2.7.3 Network Database

Network Database merupakan penyimpan informasi yang dapat diakses

oleh jaringan. Terdapat banyak database jaringan pada jaringan CDMA 2000 1x EV-DO. Database tersebut antara lain Home Location register (HLR) berupa

database master pelanggan, Visitor Location Register (VLR) berupa database

pelanggan aktif bersifat sementara, Equipment Identity Register (EIR) yang mengandung identitas dari perangkat telekomunikasi seperti telepon wireless dan status perangkat tersebut pada jaringan, Billing Center (BC) yang melakukan proses perekaman billing, dan Authorization and Validation Center (AC) yang menangani otentikasi pelanggan dan interworking daengan MSC melalui HLR. Berikut ini akan dijelaskan fungsi masing-masing komponen yang ada pada

Network database untuk VLR dan HLR.

a. Visitor Location Register (VLR)

VLR mengandung sekumpulan informasi HLRnya pelanggan yang digunakan ketika telepon mobile aktif berada pada MSC tertentu. VLR menangani informasi pelanggan yang memang berada dalam jaringannya (home) dan pelanggan yang dating (visiting).

b. Home Location Register (HLR)

HLR merupakan database pelanggan yang terdapat di setiap identitas pelanggan mobile internasional (Internasional Mobile Subscriber Identity/ IMSI) dan International Mobile Equipment Identifier (IMEI) yang secara unik mengidentifikasi setiap pelanggan

2.7.4 Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)

AAA merupakan proses yang digunakan sebagai validasi identitas dari pelanggan yang dituju atau suatu perangkat seperti host, server, switch, atau

router pada suatu jaringan komunikasi. Otorisasi memberikan perlakuan dengan

akses yang benar terhadap suatu pelanggan, beberapa pelanggan, system, suatu proses. Accounting melakukan fungsi penelusuran koneksi pelanggan dan system pencatatan (logging) pelanggan.

2.7.5 Home Agent (HA)

Home Agent merupakan program yang mengotentikasi registrasi,

melewatkan paket menuju dan dari jaringan data paket contohnya Internet, disamping itu juga membuat sesi komunikasi yang aman secara terenkripsi, dan secara dinamis mengatur pengalamatan IP. HA menerima informasi pelengkap dari fungsi AAA.

2.7.6 IP Backbone Network

Jaringan backbone merupakan infrastuktur yang inti dari jaringan yang terhubung dengan beberapa komponen jaringan secara bersama-sama. Sistem

backbone biasanya jaringan komunikasi dengan kecepatan tinggi seperti Asynchronous Transfer Module (ATM) atau Fiber Distributed Data Interface

(FDDI). Sistem CDMA 1x EV-DO menggunakan jaringan backbone yang dapat menyediakan kemampuan transmisi IP end-to-end.

2.7.7 Interface

Interface merupakan batasan bersama antara dua bagian yang dapat berupa

perangkat sistem, atau elemen dari informasi dimana interaksi terjadi dia antara dua sistem. Inteface yang digunakan untuk jaringan CDMA 2000 1x EV-DO dapat dijelaskan sebagai berikut[8]:

a. Um

Interface Um merupakan interface yang menghubungkan antara MS

dengan BTS yang menggunakan standarisasi airlink dari TIA/EIA IS-856. b. Abis

Interface Abis merupakan interface yang menghubungkan antara BTS

dengan BSC. Interface Abis terdiri dari Abis Signalling dan Abis Traffic. c. A1

Interface A1 membawa informasi pensinyalan antara call control dan

fungsi manajemen mobilitas dari MSC dan komponen call control dari BS (BSC).

d. A2

Interface A2 digunakan untuk menyediakan path untuk traffik pelanggan. Interface A2 membawa 64/56 kbps informasi PCM (untuk circuit switch)

Information (UDI) untuk ISDN antara komponen switch dari MSC dan Selection Distribution Unit (SDU) yang merupakan fungsi dari BS.

e. A3

Interface A3 digunakan untuk mengangkut trafik pelanggan dan

pensinyalan antar BS (Soft/softer handoff) ketika target BS disertakan untuk fungsi pemilihan frame di dalam source BS. Interface A3 membawa informasi pelanggan yang dikodekan berupa data atau suara sinyal informasi antara fungsi SDU dari source BS dan komponen elemen kanal BTS dari target BS.

f. A5

Interface A5 digunakan untuk menyediakan path untuk trafik pelanggan

berupa panggilan data antara source BS dan MSC. Interface A5 membawa aliran byte secara full duplex antara komponen switch dari MSC dan fungsi SDU dari BS.

g. A7

Interface A7 membawa informasi pensinyalan antara source BS dengan target BS pada kondisi inter-BS soft/softer handoff.

h. A8

Interface A8 membawa trafik pelanggan antara AN atau BS dan PCF.

i. A9

Interface A9 membawa informasi pensinyalan antara AN atau BS dan

PCF. j. A10

k. A11

Interface A11 membawa informasi pensinyalan antara PCF dan PDSN.

l. A12

Interface A12 membawa informasi pensinyalan yang berkaitan dengan

otentikasi terminal antara fungsi Session Control and Mobility

Management (SC/MM) pada PCF dan AN Authentication, Authorization and Accounting (AAA).

m. A13

Interface A13 membawa informasi pensinyalan antara fungsi SC/MM si

source PCF dan fungsi SC/MM di target PCF. n. A14

Interface A14 membawa informasi pensinyalan antara fungsi SC/MM di

PCF dan AN. o. A15

Interface A15 membawa informasi pensinyalan antara AN ketika paging

antar AN digunakan. p. Ax

Interface Ax membawa trafik pelanggan fungsi SC/MM di PCF dan AN.

Keseluruhan interface yang digunakan dalam jaringan CDMA 2000 1X EV-DO dapat diperhatikan pada model arsitektur Interoperability Specification (IOS)

Gambar.2.7. Model Arsitektur Interoperability Specification (IOS) untuk High

BAB III

SISTEM DAN PEMODELAN SIMULASI

3.1 Umum

Simulasi ini menggunakan bantuan perangkat lunak (software) MATLAB. Penggunaan perangkat lunak dikarenakan MATLAB merupakan salah satu bahasa komputasi teknis yang sering digunakan untuk permasalahan teknik, sains dan matematika. Dengan hasil tampilan grafik dari simulasi dan tabel hasil perhitungan manual dari sistem, kemudian dilakukan analisis, sehingga dapat diperoleh data kelayakan dan kualitas sebuah sistem untuk diterapkan dalam teknologi telekomunikasi seluler dalam layanan data kescepatan tinggi.

.

3.2 Blok Diagram Sistem

Blok diagram pada Gambar 3.1 akan menjelaskan secara umum sistem yang akan disimulasikan pada Tugas Akhir ini.

PDSN PCF

Access Network (AN) Access Terminal

(AT)

A-10

A-11 A-8

A-9 Air

Interface

KANAL

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

Berdasarkan blok diagram pada Gambar 3.1, maka dapat dilihat beberapa bagian utama sistem yang akan disimulasikan yaitu:

1. PDSN (Packet Data Serving Node) digunakan untuk mengontrol dan melewatkan paket-paket data menuju (Access Network) AN.

2. Di dalam (Access Network) AN terdiri dari beberapa komponen yang mempunyai fungsi masing-masing diantaranya:

a. Access Point / BTS

BTS bertanggung jawab dalam pengalokasian sumber dan daya untuk konsumsi pelanggan berupa paket-paket data.

b. Base Station Controller (BSC)

BSC melewatkan paket-paket dari BTS menuju PDSN dengan menyediakan interface data yang terpisah berupa Radio Packet

Interface (R-P Interface)

c. Packet Control Function (PCF)

PCF mengatur transfer paket-paket antara Access Point dan PDSN, dan melakukan koneksivitas ke sebuah jaringan paket inti termasuk PDSN yang melewati interface dengan standar R-P Interface berdasarkan protocol A10 atau A11.

3. Kanal transmisi digunakan untuk penambahan noise pada sinyal transmisi 4. Access Terminal (AT) merupakan tujuan dari paket-paket data yang

3.3 Model Simulasi

Simulasi sistem ini dibuat dengan menggunakan konsep single user dan menggunakan sistem komunikasi satu arah yaitu forward link dari PDSN menuju MS. Simulasi ini menggambarkan tentang bagaimana data ditransmisikan dari PDSN menuju MS dengan memperhatikan proses yang terjadi pada setiap perangkat dan perantaranya seperti pada Gambar 3.2.

Service Network (PDSN) Acces

Terminal (AT)

Acces Network

BTS BSC dan SDU PCF

Throughput

Frame Ethernet

R-P Interface A10 Interface

BER

Frame PCF AB Interface

Airlink

Um- Interface

Abis Interface

Gambar 3.2 Model Simulasi CDMA 2000 1X EV-DO

Berikut penjelasan mengenai proses transmisi data dan apa saja yang akan dianalisis dari model diatas:

1. Proses diawali dari PDSN yang akan mengirimkan data menuju PCF, dengan melakukan enkapsulasi data untuk merubah format data yang sebenarnya menjadi format data yang sesuai.

2. Kemudian terjadi proses pentransmisian data yang berupa frame ethernet dari PDSN menuju PCF melalui R-P interface / A10 interface.Pada

interface ini memiliki kecepatan data sebesar 100 Mbps [8].

3. Proses selanjutnya terjadi pada PCF, yaitu PCF melakukan dekapsulasi data. Kemudian data asli hasil dekapsulasi akan dikirim lagi menuju SDU oleh relay di PCF, dari sini terjadi proses enkapsulasi data kembali.

4. Kemudian data yang telah di enkapsulasi dari PCF ditransmisikan menuju BS, tepatnya menuju SDU yang berada di dalam BSC melalui A8

interface. Data yang dikirimkan berupa frame PCF, dengan menggunakan interface sistem transmisi digital STM-1/OC-3 yang memberikan

kecepatan data sebesar 155,52 Mbps [8].

5. Di dalam perangkat SDU terjadi proses dekapsulasi frame PCF yang kemudian terjadi proses pada setiap layer SDU hingga terjadi proses enkapsulasi kembali.

6. Frame data dari SDU akan diteruskan ke layer airlink yang berdasarkan standar TIA/EIA IS-856[8] hingga didapatkan proses enkapsulasi data untuk diteruskan menuju MS, dalam BTS tidak terjadi proses apapun karena BTS merupakan perangkat pasif yang dalam sistem ini hanya berfungsi sebagai perantara antara perangkat MS dan BSC.

7. Antara BSC dan BTS terdapat interface yang di sebut Abis interface. Pada

interface ini dapat dianalisis delay transmisi pada Abis interface yang juga

menggunakan interface sistem transmisi digital STM-1/OC-3.

8. Data yang sampai pada MS akan terjadi proses dekapsulasi data dari layer

3.3.1 Packet Data Serving Node (PDSN)

Panjang paket data (segment data) yang dikirimkan dari PDSN dalam simulasi ini berukuran antara 9.000,10.000 dan 12.000 byte. Segmen data ini kemudian dikirimkan ke transport layer untuk diubah menjadi segmen TCP atau UDP dengan menambahkan header yang sesuai. Penambahan header ini dirumuskan [8].

Header W

Wsegment = data + ... (3.1) Dengan:

Wsegmen = panjang segmen TCP (byte) Wdata

IP segmen

datagram W Header

W = +

= jumlah data sebelum terenkapitulasi (byte) Header = panjang header TCP (20 byte)

Dari transport layer, segmen ini kemudian dikirim ke network layer untuk diubah menjadi datagram IP. Layer IP ini memiliki Maximum Segment Size (MSS) sebesar 65511 byte [8], sehingga bila panjang segmen data yang masuk ke layer ini panjangnya melebihi MSS maka segmen data ini terlebih dahulu harus disegmentasi sebelum dienkapsulasi (penambahan header).

... (3.2) dengan :

Wdatagram = panjang datagram IP (byte)

Header IP

Dari network layer, datagram IP kemudian dikirim ke data link layer (R-P

interface) melalui Point-to-Point Protocol (PPP). Pada R-P interface, datagram

IP diubah menjadi frame Ethernet yang memiliki Maximum Transfer Unit (MTU) = panjang header IP (20 byte)

sebesar 1500 byte [..]. Bila jumlah datagram IP ini melebihi jumlah MTU

Ethernet, maka datagram akan disegmentasi sesuai dengan persamaan[8]:

Ethernet datagram frame

MTU W

N = ... (3.3) dengan :

Nframe = jumlah frame Ethernet (byte)

MTUEthernet

FCS Header

MTU

WEthernet = Ethernet + Ethernet + = MTU Etrhernet (1500 byte)

Proses segmentasi yang dihasilkan harus berupa bilangan bulat yang bukan bilangan pecahan, apabila banyaknya frame yang diperoleh dalam bilangan pecahan maka harus dilakukan pembulatan nilai ke atas. Setelah tersegmentasi,

frame-frame ini kemudian dienkapsulasi untuk disesuaikan dengan panjang frame Ethernet. Berikut ini diberikan persamaan untuk menyatakan panjangnya 1 frame Ethernet [8].

... (3.4) dengan :

WEthernet = panjang frame Ethernet (byte)

MTUEthernet = payload data (46 – 1500 byte)

Header = header Ethernet (22 byte)

FCS = jumlah FCS (Frame Check Squence) (3 byte)

Sehingga jumlah total frame Ethernet yang dikirim dari PDSN ke PCF adalah : Wframe total = Nframe x WEthernet ... 3.3.2 Packet Control Function (PCF)

(3.5)

Setelah paket dari R-P interface ditransmisikan dan sampai PCF, frame dari PDSN didekapsulasi sehingga diperoleh kembali frame data aslinya. Frame

data asli yang diperoleh dari proses dekapsuli ini kemudian ditransfer dari R-P

interface ke A8- A9 interface oleh relay di PCF.

3.3.3 Selection Distribution Unit (SDU)

Frame yang dikirimkan dari PCF kemudian akan didekapsulasi untuk

mendapat Link Accesss Control – Selection Distribution Unit (LAC-SDU) Service

Data Unit-nya. LAC SDU ini kemudian ditransfer ke link layer LAC oleh relay di

SDU. Selanjutnya LSC-SDU pada link layer LAC diubah menjadi LAC- Protocol

Data Unit (PDU) dengan menambahkan 30 bit CRC [8], sehingga diperoleh : SDU

LAC SDU

LAC PDU

LAC W x Header

W ₋ =( ₋ 8)+ ₋ ... (3.6) dengan :

WLAC-PDU = panjang LAC-PDU (bit)

WLAC-SDU = panjang LAC-SDU sama dengan WPCF total

radioblock MAC payload PDU LAC radioblock MAC payload W W N − − − = (bit)

Selanjutnya LAC-PDU dari link layer LAC dikirimkan ke link layer Mediuym

Access Control (MAC). Disini, frame kemudian disegmentasi menjadi MAC-radio block dengan ukuran yang sesuai dengan data rate-nya.Sehingga proses

segmentasi yang terjadi dirumuskan :

... (3.7)

dengan :

N payload MAC = jumlah payload Mac-radio block

W payload MAC = panjang payload MAC-radio block termasuk di dalamnya

Setelah itu MAC-radio block akan dienkapsulasi dengan menambahkan 16 bit FCS dan 6 bit Tail [8], sehingga didapatkan :

Tail FCS W

W_{MACradioblock} = _{payloadMAC−radioblock} + + ... (3.8) Sehingga diperoleh nilai frame total yang dapat dikirimkan menuju airlink sebesar:

radioblock MAC

radioblock MSC

payload total

SDU N xW

W = _{− −} ... (3.9) Selanjutnya frame data yang berasal darin SDU akan diteruskan ke layer berikutnya yaitu airlink yang berdasarkan standar TIA/EIA IS-856. Karena pada layer ini banyaknya data yang dilewatkan dinyatakan dalam chip,Maka banyaknya data pada layer ini dapat dinyatakan sebagai :

Wairlink = WSDU total x PN Chip/bit ... (3.10) dengan :

Wairlink = banyaknya data pada layer airlink (chip)

WSDU total

frame tiap

chip Data

W

N airlink

frame =

= jumlah data yang terdapat pada SDU (bit)

PN Chip/bit = banyaknya alokasi chip berdasarkan data rate untuk setiap

bit (chip)

Banyaknya frame yang dibutuhkan untuk mengirim data informasi pada

airlink layer dapat dinyatakan sebagai :

... (3.11)

dengan :

N frame = frame yang dibutuhkan untuk mengirimkan data pada

Data Chip/frame = banyaknya alokasi chip berdasarkan data rate untuk

setiap frame (chip)

Total keseluruhan untuk chip yang dibawa oleh airlink layer dapat dinyatakan sebagai :

Wairlink total = (Chippreamble 1 frame x Nframe) + (Npilot 1 frame x Nframe)

+ (NMAC 1 frame x Nframe) + Wairlink ... (3.12) dengan :

Chippreamble 1 frame = alokasi preamble pada 1 frame (chip)

Nframe = banyaknya frame yang ditransmisikan di airlink layer

(buah)

NMAC 1 frame = alokasi MAC pada 1 slot

Npilot 1 frame = alokasi pilot pada 1 slot

Wairlink

3.3.4 Mobile Station (MS)

= banyaknya data pada layer airlink (chip)

Data yang sudah dalam bentuk chip dari layer airlink pada BS dibawa melalui Um interface untuk diterima oleh MS yang selanjutnya akan didekapsulasi.

3.4 Modulasi Simbol

Berdasarkan standard yang digunakan pada sistem EVDO, modulasi ditentukan oleh besar ukuran data physical bit dalam satu frame yaitu: 1024, 2048, 3072 dan 4096 bit, modulasi yang digunakan dalam sistem EVDO yaitu QPSK, 8-PSK, 16-QAM dengan code rate 1/3.

Modulasi simbol hanya digunakan pada arah forward link didalam sistem EVDO. Keluaran dari kanal interleaver adalah melalui sebuah modulator dengan

keluaran bentuk phase dan quadrature dengan nilai modulasi yang teratur. Simbol yang telah dimodulasi tersebut akan dikodekan dan dipetakan (mapping) menurut sinyal konstelasi.Berikut modulasi simbol yang digunakan pada simulasi sistem EVDO.

1. Modulasi QPSK ( Quadrature Phase Shift Keying)

Sesuai dengan standard EVDO, Modulasi QPSK baru berlaku untuk

forward link paket phisycal layer dengan ukuran dari bit 1024 atau 2048. Dua alur

yang berurutan keluaran simbol interleaver digabungkan untuk membentuk simbol modulasi QPSK X ( 2i ) dan X ( 2i + 1 ) dimana ( i = 0,……..,M – 1) yang dimapping ke dalam suatu symbol modulasi yang kompleks (mI(i), mQ(i)) seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.1[8]. Gambar 3.3[8] menunjukkan sinyal konstelasi dari modulator QPSK.

Tabel 3.1 Modulasi QPSK

Interleaved Symbol Modulasi Symbol S1= x(2k + 1) So = x(2K) MI(k) MQ(k)

0 0 1 1

0 1 0 1

1/√2 -1/√2

1/√2 -1/√2

1/√2 1/√2 -1/√2 -1/√2

2. Modulasi 8- PSK

Sesuai dengan standard EVDO, modulasi QPSK berlaku untuk forward link dengan ukuran paket physical layer 3072 bit.Tiga alur yang berurutan keluaran dari simbol interleaved digabungkan untuk membentuk simbol modulasi 8-PSK.Masing-masing group dari tiga blok yang berdekatan dengan keluaran simbol interleaved adalah, x(3i), x(3i+1) dan x(3i+2) dimana (i=0,…..M-1) yang di mapping ke dalam suatu simbol modulasi yang kompleks (mI(i), mQ(i)) seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.2[8]. Pada Gambar 3.4[8] menunjukkan sinyal konstelasi dari modulasi 8-PSK.

Tabel 3.2 Modulasi 8-PSK

Simbol Interleaved Simbol Modulasi S2=x(3k+2) S1= S

x(3k+1) 0=x(3k) MI(k) MQ(k)

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 C S -S -C -C -S S C S C C S -S -C -C -S

Keterangan: C=cos(π/8)=0,8239; S=sin(π/8)=0,3827

3. Modulasi 16-QAM

Sesuai dengan standard EVDO, modulasi QPSK berlaku untuk forward

link dengan ukuran paket physical layer 4096 bit.Empat alur yang berurutan

keluaran dari simbol interleaved digabungkan untuk membentuk simbol modulasi 16-QAM.Masing-masing group dari tiga blok yang berdekatan dengan keluaran simbol interleaved adalah, x(4i), x(4i+1) dan x(4i+2) dimana (i=0,…..M-1) yang di mapping ke dalam suatu simbol modulasi yang kompleks (mI(i), mQ(i)) seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.3[8].Simbol yang telah dimodulasi tersebut akan dikodekan dan dipetakan (mapping) menurut sinyal konstelasi pada 16-QAM Pada Gambar 3.5[8] menunjukkan sinyal konstelasi dari modulasi 16-QAM.

Tabel 3.3 Modulasi 16-QAM

Interleaved Simbol Modulasi Simbol

S3=x(4k+3) S₂=x(4k+2) S₁=x(4k+1) S₀=x(4k) M_I(k) M_Q=(k)

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 3A 3A 3A 3A A A A A -A -A -A -A -3A -3A -3A -3A 3A A -A -3A 3A A -A -3A 3A A -A -3A 3A A -A -3A

Gambar 3.5 Sinyal Konstelasi Modulasi 16-QAM 3.5 Sequence Repetition dan Simbol Puncturing

Tabel 3.4[9]memberikan nilai dari ketiga modulasi simbol untuuk masing-masing paket physical layer dan nilai dari modulasi simbol yang dibutuhkan untuk pembagian slot yang dialokasikan.Jika nilai dengan modulasi simbol yang diperlukan lebih dari nilai yang telah disediakan, maka urutan lengkap dari modulasi simbol harus diulangi sebanyak waktu urutan penuh (full-sequence

times).Jika nilai dari modulasi simbol kurang dari nilai yang disediakan maka nilai input dari modulasi simbol yang pertama yang digunakan.

Tabel 3.4 Parameter Sequence Repetisi dan Simbol Puncturing

Data rate (kbps)

Nilai per Physical Layer coding

Jumlah slot

Physical bit

Nilai tersedia

Nilai yang dibutuhkan

Nilai pengulang

an

Nilai transmisi

parsial

Code rate

Factor repetisi

307,2 2 2048 3072 6272 2 128 1/3 2,04

614,4 4 1024 1536 1536 1 0 1/3 1

921,6 2 3072 3072 3136 1 64 1/3 1,02

3.6 Struktur kanal

Pada kanal Forward traffic atau control channel data chip hasil modulasi simbol harus sesuai dengan time division multiplexed dengan urutan preamble,

pilot channel dan MAC channel didalam slot, sesuai dengan diagram pemilihan

waktu pada Gambar 3.5[9].

Gambar 3.6 Urutan Preamble, Pilot, MAC dan data Multiplexing Parameter multiplexing harus sesuai dengan Tabel 3.5[9].

Tabel 3.5 Parameter Preamble, Pilot, MAC, dan Data Multiplexing Data

Rate (Kbps)

Nilai per Physical bit

Slot Bit Preamble Pilot MAC Data Chip

307,2 4 2048 128 768 1024 6272

614,4 1 1024 64 192 256 1536

921,6 2 3072 64 384 512 3136

3.7 Pemodelan dan Pembangkitan noise kanal

Salah satu jenis noise yang ada pada setiap sistem komunikasi adalah

noise thermal. Noise thermal ini disebabkan oleh pergerakan-pergerakan elektron

di dalam konduktor yang ada pada sistem komunikasi, misalnya pada perangkat pengirim.

Karakteristik noise thermal ini disebut white noise. Pergerakan elektron penyebab noise thermal bersifat acak, sehingga besarnya noise thermal juga berubah secara acak terhadap waktu. Perubahan secara acak tersebut dapat diperkirakan secara statistik, yaitu mengikuti Distribusi Gaussian, dengan rata-rata nol. sehingga noise thermal pada perangkat penerima disebut Additive White

Gaussian Noise (AWGN).

AWGN ini merusak sinyal dalam bentuk aditif, yaitu ditambahkan ke sinyal utama, Persamaan 3.13 adalah Distribusi Gaussian yang mewakili AWGN.

2 2

2

)

(

2 2

πσ

σ π     −

=

e

n

f

_{... (3.13)}

Dimana: rata-rata = 0 dan varians =

Pada Tugas Akhir ini, simulasi model CDMA 2000 1X EV-DO menggunakan kanal AWGN sebagai kanal transmisi.Noise AWGN dibangkitkan dengan menggunakan fungsi AWGN.

3.8 Parameter Kinerja yang Diukur

Parameter-parameter yang akan diukur untuk mengetahui kinerja sistem dalam simulasi ini meliputi:

b s T B kT 2 2 = σ

3.8.1 BER (Bit Eror Rate)

Suatu sistem komunikasi digital, kualitas transmisi sinyal ditentukan oleh

Bit Error Rate (BER) yang merupakan parameter tingkat kesalahan bit yang

dikirim dengan penambahan energi bit (Eb/No). Penghitungan BER dalam simulasi ini sesuai dengan persamaan 2.8 pada bab sebelumnya yaitu:

    = − o b N E b N E e BER P o b π 2 ) ( / ... (3.14)

3.8.2 Quality of Service (QoS)

Salah satu ukuran unjuk kerja jaringan data adalah delay yang dibutuhkan untuk mengirimkan data dari sumber ke tujuannya. Pertimbangan delay tersebut mempengaruhi penentuan dan kinerja dari algoritma jaringan, seperti perutean dan

flow control.

1. Delay Proses

Delay proses terdiri dari delay enkapsulasi dan delay dekapsulasi yang

terjadi pada setiap perangkat saat pengiriman data dari PDSN sampai MS . sehingga delay proses yang terjadi dapat dituliskan:

delay total = delay enkapsulasi PDSN + delay dekapsulasi PCF + delay

enkapsulasi PCF + delay dekapsulasi SDU + delay enkapsulasi SDU

2. Delay transmisi

Delay transmisi merupakan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk

mentransmisikan bit pertama dari paket data hingga bit terakhir melalui media transmisi tertentu. Besarnya delay transmisi untuk masing-masing interface adalah :

a. A 10 interface / R-P interface

Delay transmisi yang terjadi pada R-P interface dirumuskan :

Ethernet total frame Ethernet packet T V W W t = =

1 ... (3.15)

dengan :

tT1 = delay transmisi R-P interface (detik)

VEthernet b. A8 interface

= kecepatan transmisi data Ethernet (bps)

Delay transmisi yang terjadi pada A8 interface dirumuskan :

erface A total PCF T V W t int 8

2 = ... (3.16)

dengan :

tT2 = delay transmisi A8 interface (detik)

VA8 interface c. Abis interface

= kecepatan transmisi data A8 interface (bps)

Delay transmisi yang terjadi pada Abis interface dirumuskan :

erface Abis total SDU erface Abis T V W W t int int 3 =

= ... (3.17) dengan :

tT3 = delay transmisi Abis interface (detik)

VAbis interfacet d. Um interface

= kecepatan transmisi data Abis interface (bps)

(

n x x s

)

x n W

t_T4 = SDU total _s 1,67 10−3 ... (3.18) dengan :

tT4 = delay transmisi Um interface (detik)

n = physical layer packet (n = 1024, 1048, 3072, 4096 bit)

ns

3. Delay propagasi

= alokasi banyaknya slot yang ditempati berdasarkan data rate

Delay propagasi merupakan waktu antara bit terakhir ditransmisikan dari node sebelumnya sampai bit terakhir diterima pada node berikutnya. Kecepatan

propagasi tergantung pada karakteristik fisik media koneksi antara pengirim dan penerima.dalam simulasi ini jarak antara pengirim dan penerima diasumsikan sebasar 1 km maka besarnya delay propagasi adalah :

c xR N c d

tp = = frame ... (3.19) dengan :

tp = delay propagasi (detik)

d = jarak / radius sel (meter)

c = cepat rambat gelombang elektromagnetik (3 x 108

3.8.3 Throughput

meter/detik)

Throughput merupakan ukuran seberapa cepat data dapat melewati suatu entity seperti node atau jaringan. Pengiriman data pada jaringan packet switch

antara dua stasiun yang melalui beberapa lapisan protokol memiliki batas kemampuan kapasitas yang dapat dikeluarkan oleh jaringan tersebut.

Throughput merupakan parameter yang digunakan untuk mengetahui jumlah data

yang diterima dalam keadaan baik terhadap waktu transmisi yang dibutuhkan dari sumber data ke penerima. Pada keadaan saturasi, yaitu kondisi dimana selalu tersedia frame yang menunggu untuk ditransmisikan, tv

v t

x

=

λ

merepresentasikan sebagai waktu transmisi rata-rata frame yang diterima dengan benar Besarnya

throughput maksimum untuk jaringan dapat dirumuskan

... (3.20)

dengan :

λ = throughput (bps)

x = panjang paket data yang diterima (bit)

tv

3.9 Diagram Alir Proses Simulasi

= delay total yang terjadi untuk mengirimkan paket (detik)

Keseluruhan proses dari simulasi dapat digambarkan dalam bentuk diagram alir seperti yang ditunjukkan pada Lampiran A.

BAB IV

HASIL SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA LAYANAN DATA BERKECEPATAN TINGGI PADA CDMA 2000 1X EV-DO

4.1 Umum

Pada bab ini akan membahas hasil simulasi kinerja layanan data dengan kecepatan tinggi pada sistem CDMA 2000 1X EV-DO sebagaimana telah diuraikan terlebih dahulu model daripada sistem pada Bab III, kemudian akan dilakukan analisis data hasil simulasi dan membandingkan dengan parameter standard yang berlaku.

4.2 Parameter Masukan Simulasi

Sebagai masukan input dari simulasi ini adalah ukuran data yang akan dikirimkan dalam satuan byte dan menentukan besar ukuran physical bit dalam satu frame.Parameter-parameter yang digunakan dalam simulasi ini ditunjukkan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Skema Modulasi dan Data Rate untuk Forward Trafik Channel Panjang Physical

bit (bit)

Data rate (Kbps)

Code Rate Skema Modulasi Yang digunakan

1024 307,2 1/3 QPSK

2048 614,4 1/3 QPSK

3072 921,6 1/3 8-PSK

4.3 Analisis BER pada CDMA 2000 1X EV-DO

Analisis BER dilakukan pada simulasi ini adalah dengan membandingkan

BER terhadap Eb/No untuk masing-masing ukuran data yang dikirimkan.Kemudian analisis BER hasil simulasi akan dibandingkan dengan BER yang diperoleh dari hasil perhitungan.Dengan menggunakan rumus pada persamaan 3.14, maka diperoleh tabel antara Eb/No dengan BER seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hasil BER dengan Perhitungan

Eb/No (dB) BER Teori

10 4,05.10-7

12 9.10-8

14 3,93.10-11 16 3,24.10-19 18 1,40.10-29 20 1,04.10-45 22 3,307.10-71

24 0

26 0

28 0

30 0

Berdasarkan Tabel 4.2 maka dapat diperoleh grafik antara Eb/No dengan

BER yang akan digunakan sebagai parameter dari BER hasil simulasi.Perbandingan grafik BER dari hasil perhitungan dengan hasil simulasi ditunjukkan pada masing-masing grafik dari masukan ukuran data.

a) Hasil simulasi ukuran data 9000 byte 1. Untuk ukuran physical bit 1024 bit

Dari hasil simulasi diperoleh data antara Eb/No dengan BER sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil BER untuk Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 1024

Eb/No (dB) BER

10 0,274

12 0,011

14 0

16 0

18 0

20 0

22 0

24 0

26 0

28 0

30 0

Pada Tabel 4.3 dapat diperhatikan bahwa pengaruh Eb/No terhadap BER dengan menggunakan kanal AWGN ditunjukkan pada saat nilai Eb/No 10 dB maka diperoleh nilai BER sebesar 0,274 dan pada saat Eb/No 12 dB nilai BER sebesar 0,011, artinya semakin besar nilai Eb/No yang diberikan, maka BER yang dihasilkan semakin kecil, maka dari Tabel 4.3 didapat grafik perbandingan antara

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Eb/No terhadap BER dengan Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 1024

Dari Gambar 4.1 terlihat perbandingan antara Eb/No dan BER untuk layanan data pada EVDO dengan menggunakan modulasi QPSK.Dengan membandingkan grafik BER teori dengan nilai BER simulasi terlihat bahwa grafik BER simulasi berada di bawah BER teori dimana pada saat Eb/No 10 dB nilai BER simulasi sebesar 0,274 sedangakan nilai BER teori sebesar 4,05.10-7, tetapi pada saat nilai Eb/No 24 dB nilai BER simulasi dengan BER teori adalah sama sebesar nol. Pemberian Eb/No yang semakin besar akan menyebabkan noise yang dibangkitkan semakin kecil.Berdasarkan nilai BER hasil simulasi dapat disimpulkan bahwa pengiriman paket data dengan physical bit 1024 dengan data

rate 614,4 Kbps dan jumlah slot yang digunakan adalah 4, mempunyai tingkat

2. Untuk ukuran physical bit 2048

Hasil simulasi untuk physical bit 2048 diperoleh data pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Hasil BER untuk Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 2048

Eb/No (dB) BER

10 0,430

12 0,033

14 0

16 0

18 0

20 0

22 0

24 0

26 0

28 0

30 0

Pada Tabel 4.4 dapat diperhatikan bahwa pengaruh Eb/No terhadap BER dengan menggunakan kanal AWGN ditunjukkan pada saat nilai Eb/No 10 dB maka diperoleh nilai BER sebesar 0,430 dan pada saat Eb/No 12 dB nilai BER sebesar 0,033, artinya semakin besar nilai Eb/No yang diberikan, maka BER yang dihasilkan semakin kecil, maka dari Tabel 4.4 didapat grafik perbandingan antara

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Eb/No terhadap BER dengan Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 2048

Dari Gambar 4.2 terlihat perbandingan antara Eb/No dan BER untuk layanan data pada EVDO dengan menggunakan modulasi QPSK.Dengan membandingkan grafik BER teori dengan nilai BER simulasi terlihat bahwa grafik BER simulasi berada di bawah BER teori dimana pada saat Eb/No 10 dB nilai BER simulasi sebesar 0,430 sedangakan nilai BER teori sebesar 4,05.10-7, tetapi pada saat nilai Eb/No 14 dB nilai BER simulasi adalah nol sedangkan BER teori sebesar 3,93.10-11. Pemberian Eb/No yang semakin besar akan menyebabkan

noise yang dibangkitkan semakin kecil.Berdasarkan nilai BER hasil simulasi dapat

disimpulkan bahwa pengiriman paket data dengan physical bit 2048 dengan data

rate 307,2 Kbps dan jumlah slot yang digunakan adalah 2, mempunyai tingkat

3. Untuk ukuran physical bit 3072

Hasil simulasi untuk physical bit 2048 diperoleh data pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Hasil BER untuk Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 3072

Eb/No (dB) BER

10 0,652

12 0,651

14 0,651

16 0,652

18 0

20 0

22 0

24 0

26 0

28 0

30 0

Pada Tabel 4.5 dapat diperhatikan bahwa pengaruh Eb/No terhadap BER dengan menggunakan kanal AWGN ditunjukkan pada saat nilai Eb/No 10 dB maka diperoleh nilai BER sebesar 0,652 dan pada saat Eb/No 18 dB nilai BER sebesar 0, artinya semakin besar nilai Eb/No yang diberikan, maka BER yang dihasilkan semakin kecil, maka dari Tabel 4.5 didapat grafik perbandingan antara

Eb/No dan BER sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Eb/No terhadap BER dengan Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 3072

Dari Gambar 4.3 terlihat perbandingan antara Eb/No dan BER untuk layanan data pada EVDO dengan menggunakan modulasi 8-PSK.Dengan membandingkan grafik BER teori dengan nilai BER simulasi terlihat bahwa grafik BER simulasi berada di bawah BER teori dimana pada saat Eb/No 10 dB nilai BER simulasi sebesar 0,652 sedangakan nilai BER teori sebesar 4,05.10-7, tetapi pada saat nilai Eb/No 18 dB nilai BER simulasi adalah nol sedangkan BER teori sebesar 1,40.10-29.Pemberian Eb/No yang semakin besar akan menyebabkan

noise yang dibangkitkan semakin kecil.Berdasarkan nilai BER hasil simulasi dapat

disimpulkan bahwa pengiriman paket data dengan physical bit 3072 dengan data

rate 921,6 Kbps dan jumlah slot yang digunakan adalah 2, mempunyai tingkat

4. Untuk ukuran physical bit 4096

Hasil simulasi untuk physical bit 4096 diperoleh data pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Hasil BER untuk Ukuran Data 9000 byte, Physical Bit 4096

Eb/No (dB) BER

10 0,623

12 0,616

14 0,607

16 0,552

18 0,235

20 0

22 0

24 0

26 0

28 0

30 0

Pada Tabel 4.6 dapat diperhatikan bahwa pengaruh Eb/No terhadap BER dengan menggunakan kanal AWGN ditunjukkan pada saat nilai Eb/No 10 dB maka diperoleh nilai BER sebesar 0,623 dan pada saat Eb/No 20 dB nilai BER sebesar 0, artinya semakin besar nilai Eb/No yang diberikan, maka BER yang dihasilkan semakin kecil, maka dari Tabel 4.6 didapat grafik perbandingan antara

seed(next)=seed(next-1); end

end end

out = data_dencode;

return;

Parameter constellation.m

function [M,M1,M2,type_map,c]

=parameters_constellation(n_mod_type);

switch n_mod_type

case 1 % for BPSK type_map = 'MPSK';

M = 2; M1 = 0; M2 = 0; c = 1;

case 2 % for QPSK(or 4-QAM) type_map = 'QAM';

c = 1/sqrt(2);

case 4 % for 16-QAM type_map = 'QAM';

c = 1/sqrt(10);

case 6 % for 64-QAM type_map = 'QAM';

c = 1/sqrt(42);

end

if n_mod_type~=1 M = 0;

M1 = sqrt(2^n_mod_type); M2 = sqrt(2^n_mod_type);

end

mapping.m

function data_mapping = mapping( data_interleaving, n_mod_type,Tx)

[M,M1,M2,type_mapping,c] = parameters_constellation(n_mod_type); alphabet = bit_symbol(M,type_mapping,M1,M2);

if n_mod_type~=1

constellation_gray = alphabet(:,3) + j*alphabet(:,2);

else

constellation_gray = [0 1]';

end

l = length(data_interleaving);

matrix_data = reshape

(data_interleaving,n_mod_type,l/n_mod_type);

m_data_decimal = bi2de (matrix_data','left-msb');

for i=1:(l/n_mod_type)

v_data_decimal = m_data_decimal (i);

v_encode = genqammod(v_data_decimal,constellation_gray); output(:,i) = v_encode;

end

data_mapping = c.*output;

elseif Tx==0

data_normalized = data_interleaving ./ c; for i=1:l

v_data_mapping = data_normalized (i);

v_decode = genqamdemod(v_data_mapping,constellation_gray); data_decimal(:,i) = v_decode;

data_mapping = de2bi(data_decimal,n_mod_type,'left-msb')'; data_mapping = data_mapping(:)';

end end

mapping2.m

function [data_mapping]=maping2(data,Tx)

if Tx == 1;

data=reshape(data,length(data)/3,3); data=bi2de(data,'left-msb');

x=length(data)/8;

data=reshape(data,8,x); for nn=1:x

data_map(:,nn)=pskmod(data(:,nn),8,pi/8); end

data_mapping=reshape(data_map,1,x*8);

elseif Tx == 0;

x2=length(data)/8;

data=reshape(data,8,x2); for nn=1:x2;

data_demap(:,nn)=pskdemod(data(:,nn),8,pi/8); end

data_demap=reshape(data_demap,length(data_demap)*8,1); data_demap=de2bi(data_demap,3,'left-msb')';

data_mapping=reshape(data_demap,1,length(data_demap)*3);

end

interleaving.m

function [data_interleave] =

interleaving(data_convolutional,nilai,Ncpc,Tx);

switch Ncpc

case 1 % for BPSK Ncbps=192;

case 2 % for QPSK Ncbps=nilai;

case 4 % for 16-QAM Ncbps=nilai;

case 8 % for 64-QAM Ncbps=nilai;

end

s=ceil(Ncpc/2);

if Tx==1

k = 0:Ncbps-1;

mk = ((Ncbps/12)*mod(k,12))+floor(k/12);

jk = s*floor(mk/s)+mod(mk+Ncbps-floor(12*mk/Ncbps),s); [a c] = sort(jk);

elseif Tx==0

j = 0:Ncbps-1;

mj = s*floor(j/s) + mod((j + floor(12*j/Ncbps)),s); kj = 12*mj-(Ncbps-1)*floor(12*mj/Ncbps); [a c]= sort(kj);

end

i = 1:Ncbps-1;

data_interleave = zeros(1,Ncbps);

data_interleave(i) = data_convolutional(c(i));

parameter_airlink.m

function

[preamble,mac,pilot,slot,data_rate,modulasi]=parameter_airlink(pb)

switch pb case 1024

preamble = zeros(1,64); mac = 256;

pilot = 192; slot = 1;

data_rate = 614.4; case 2048

preamble = zeros(1,128); mac = 1024;

pilot = 768; slot = 4;

data_rate = 307.2; case 3072

preamble = zeros(1,64); mac = 512;

pilot = 384; slot = 2;

data_rate = 921.6; case 4096

mac = 512; pilot = 384; slot = 2;

data_rate = 1228.8;

end

urutan slot.m

function[data_slot]=urutan(preamble,data,slot)

mac1=zeros(1,64); pilot1=zeros(1,96);

urutan_pm=[mac1 pilot1 mac1];

panjang_data1 = 400-length(preamble); urutan_data1 = data(1,1:panjang_data1); panjang_data2=panjang_data1+1200;

switch slot case 1

data_slot = [preamble urutan_data1 urutan_pm data(1,panjang_data1+1:panjang_data1+800) urutan_pm data(1,panjang_data1+801:panjang_data2)];

case 2

data_slot = [preamble urutan_data1 urutan_pm data(1,panjang_data1+1:panjang_data1+800) urutan_pm data(1,panjang_data1+801:panjang_data2) ...

data(1,panjang_data2+1:panjang_data2+400) urutan_pm data(1,panjang_data2+401:panjang_data2+1200) urutan_pm

data(1,panjang_data2+1201:panjang_data2+1600)]; case 4

data_slot = [preamble urutan_data1 urutan_pm data(1,panjang_data1+1:panjang_data1+800) urutan_pm data(1,panjang_data1+801:panjang_data2) ...

data(1,panjang_data2+1:panjang_data2+400) urutan_pm data(1,panjang_data2+401:panjang_data2+1200) urutan_pm

data(1,panjang_data2+1201:panjang_data2+1600) ...

data(1,panjang_data2+1601:panjang_data2+2000)

urutan_pm data(1,panjang_data2+2001:panjang_data2+2800) urutan_pm data(1,panjang_data2+2801:panjang_data2+3200) ...

data(1,panjang_data2+3201:panjang_data2+3600)

urutan_pm data(1,panjang_data2+3601:panjang_data2+4400) urutan_pm data(1,panjang_data2+4401:panjang_data2+4800)];

end

ulang.m

function [data]=ulang(data_transmit,repetisi)

if repetisi == 1;

data = data_transmit;

elseif repetisi == 2.04 m=mod(6272,3072);

data_tambah = data_transmit(1,1:m);

data=[data_transmit data_transmit data_tambah];

elseif repetisi == 1.02; m=mod(3136,3072);

data=[data_transmit data_tambah];

end

urutanrx.m

function[data_slotrx]=urutanrx(data_noise,slot,preamble)

p=length(preamble); l=224;

s=2*l+1600;

switch slot case 1

data_slotrx = [data_noise(1,p+1:400) data_noise(1,625:1424) data_noise(1,1649:2048)]; case 2

data_slotrx = [data_noise(1,p+1:400) data_noise(1,625:1424) data_noise(1,1649:2048) ...

data_noise(1,2049:2448) data_noise(1,2673:3472) data_noise(1,3697:4096)] ;

case 4

data_slotrx = [data_noise(1,p+1:400) data_noise(1,625:1424) data_noise(1,1649:2048) ...

data_noise(1,2049:2448) data_noise(1,2673:3472) data_noise(1,3697:4096) ...

data_noise(1,4097:4496) data_noise(1,4721:5520) data_noise(1,5745:6144) ...

data_noise(1,6145:6544) data_noise(1,6769:7568) data_noise(1,7793:8192)];

end

bit_symbol.m

function [alphabet] = bit_symbol(M,type,M1,M2)

if strcmp(type,'QAM') k1 = ceil(log2(M1)); k2 = ceil(log2(M2)); M1 = 2^k1;

M2 = 2^k2; M = M1*M2;

Aicd = zeros(1,k1); Aisd = zeros(1,k2); table1 = zeros(M1,2);

table2 = zeros(M2,2); alphabet = zeros(M,3);

d1 = 0:1:M1-1; d1 = d1'; d2 = 0:1:M2-1; d2 = d2';

ind1 = bi2de(fliplr(gray2bi(fliplr(de2bi(d1))))); table1 = [d1,ind1+1];

ind2 = bi2de(fliplr(gray2bi(fliplr(de2bi(d2))))); table2 = [d2,ind2+1];

else

M = 2^k;

Aicd = zeros(1,k); Aisd = zeros(1,k);

table = zeros(M,2); % A table with indices alphabet = zeros(M,3); % Alphabet

d = 0:1:M-1; d = d';

ind=bi2de(fliplr(gray2bi(fliplr(de2bi(d))))); table = [d,ind+1];

end

if strcmp(type,'PAM')

Aicd = -(M-1):2:M-1; Aisd = [];

for i=1:M

index = find_index(i-1,table);

alphabet(i,:) = [i-1,Aicd(index),0]; end

elseif strcmp(type,'MPSK')

angle = 0:2*pi/M:2*pi*(M-1)/M; Aicd = cos(angle);

Aisd = sin(angle);

for i=1:M

index = find_index(i-1,table);

alphabet(i,:) = [i-1,Aicd(index),Aisd(index)]; end

elseif strcmp(type,'QAM')

Aicd = -(M1-1):2:M1-1; Aisd = (M2-1):-2:-(M2-1);

for i=1:M1 for j=1:M2

index1 = find_index(i-1,table1); index2 = find_index(j-1,table2);

l = i+M1*(j-1);

alphabet(l,:) = [l-1,Aicd(index1),Aisd(index2)]; end

end end

function b = gray2bi( g )

gray2bi.m

% copy the msb: b(:,1) = g(:,1);

for i = 2:size(g,2),

b(:,i) = xor( b(:,i-1), g(:,i) ); end