BAB II DASAR TEORI
2.1 Umum
CDMA merupakan suatu skema akses jamak berdasarkan teknik komunikasi spektrum tersebar, pada frekuensi yang sama dan dalam waktu yang sama digunakan
kode-kode yang unik untuk membedakan masing-masing user. Sinyal informasi disebar menjadi sinyal spektrum tersebar yang memiliki pita frekuensi yang lebih
besar. Sebagai teknologi komunikasi seluler, fading merupakan masalah yang harus diatasi. Untuk mengatasi masalah ini, salah satu usaha yang dilakukan adalah dengan
kendali daya.
2.2 Spektrum Tersebar
Dalam sistem komunikasi spektrum tersebar, sinyal pesan pertama-tama dimodulasi oleh teknik modulasi tradisional amplitudo, frekuensi atau fasa.
Kemudian sebuah sinyal pulsa acak digunakan untuk menyebarkan gelombang termodulasi. Sinyal pulsa acak ini memodulasi secara amplitudo gelombang
informasi untuk membangkitkan direct sequence spreading, atau menggeser frekuensi pembawa sinyal informasi untuk menghasilkan frequency hopped
spreading [7].
2.2.1 Direct Sequence
Sinyal spektrum tersebar direct sequence dibangkitkan dengan mengalikan sinyal informasi dt dengan sinyal pulsa acak pnt seperti pada persamaan 2.1 [7].
t d
t pn
t g
=
· · · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 2.1
dimana : gt adalah sinyal direct sequence
pnt adalah sinyal pulsa acak dt adalah sinyal informasi
4
Universitas Sumatera Utara
Pada Gambar 2.1, sinyal pulsa acak yang dibangkitkan dikalikan dengan gelombang termodulasi [7]. Laju simbol 1T
s
bit informasi baseband akan naik oleh perkalian dengan bit pulsa acak dimana laju chip 1T
c
lebih besar dari laju simbol data baseband, atau dapat dinyatakan sebagai T
s
= NT
c
.
Gambar 2.1. Sinyal Spread Spectrum Direct Sequence
Dengan transmiter yang sederhana dan ideal sinyal direct sequence dapat dinyatakan seperti persamaan 2.2 [7].
cos θ
ω + =
t t
Ad t
pn t
s · · · · · · · · · · · · · · · · · 2.2
dimana : st adalah sinyal direct sequence
pnt adalah sinyal pulsa acak termodulasi A adalah amplitudo sinyal informasi
dt adalah sinyal informasi ω adalah frekuensi pembawa
θ adalah fasa
2.2.2 Frequency hopping
Frequency hopping merupakan teknik spektrum tersebar yang pertama dikembangkan. Teknik ini diusulkan oleh Hedy Lamarr yang dipatenkan pada tahun
5
Gelombang termodulasi
PN sequence
Spread data
Universitas Sumatera Utara
1942. Dalam teknik frequency hopping, frekuensi gelombang informasi baseband atau IF intermediate frequency digeser secara acak dengan menggunakan sebuah
digitally programmable frequency synthesizer, generator sinkoronisasi kode pulsa acak dan synthesizer [1]. Hal ini penting untuk mendapatkan sinyal pengguna yang
sama pada penerima.
Gambar 2.2. Perubahan Frekuensi Pengguna
Pada Gambar 2.2, frekuensi pengguna berubah-ubah dalam satu periode hopped T
h
yang telah ditentukan [1]. Ada dua tipe FHSS [1], yaitu : 1. Slow FH, yaitu jika laju perubahan frekuensi lebih rendah dari laju simbol.
2. Fast FH, yaitu jika laju perubahan frekuensi lebih besar dari laju simbol.
2.3 Sifat-Sifat CDMA
CDMA memiliki sifat-sifat yang dapat membedakannya dengan teknologi komunikasi seluler yang lainnya. Hal inilah yang membuat CDMA mengalami
kemajuan yang pesat dalam satu dekade ini.
6
Waktu Frekuensi
bandwidth
T
h
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Multi Diversitas
Ada tiga diversitas yang sering digunakan yaitu diversitas waktu, frekuensi dan ruang. Diversitas waktu dapat dilakukan dengan interleaving dan koreksi
kesalahan. Pada CDMA, diversitas frekruensi dilakukan dengan menyebar spektrum pada pita frekuensi yang jauh lebih besar. Diversitas ruang dapat dilakukan dengan
tiga cara yaitu : 1. Soft handoff
2. Menggunakan penerima rake 3. Antena penerima lebih dari satu
2.3.2 Daya Pancar yang Rendah
Disamping peningkatan kapasitas secara langsung, hal lain yang lebih penting adalah menurunya E
b
N
o
yang dibutuhkan untuk mengatasi derau dan interferensi. Hal ini berarti penurunan level daya pancar yang dibutuhkan.
Kendali daya pada CDMA dapat mengurangi daya rata-rata yang dipancarkan. Daya yang besar hanya dipancarkan jika dibutuhkan pada saat
terjadinya fading. Daya pancar yang rendah ini juga disebabkan adanya pemanfaatan deteksi aktivasi suara dimana data informasi dipancarkan dengan laju tinggi jika
hanya pada ada pembicaraan sedangkan pada saat diam, laju data yang dipancarkan rendah.
2.3.3. Keamanan
Pengacakan sinyal pada sistem CDMA memungkinkan tingkat privasi user yang tinggi dan membuat sistem ini kebal terhadap terjadinya cross-talk. Selain itu,
pengacakan sinyal pada sistem CDMA tidak dapat diterjemahkan jika kode penebar tidak diketahui.
2.3.4 Detektsi Aktivasi Suara
Pada komunikasi full duplex dua arah, aktivitas percapakan biasanya hanya 40, selebihnya digunakan untuk mendengar. Sehingga laju data informasi pada
masa percakapan berbeda pada masa diam. Laju data informasi pada masa percakapan akan lebih besar dibandingkan laju data informasi pada masa diam.
7
Universitas Sumatera Utara
Akibatnya interferensi dapat dikurangi dan daya rata-rata yang dipancarkan oleh MS dapat dikurangi.
2.3.5 Kapasitas
Pada pengulangan frekuensi seluler, interferensi dapat diterima dengan tujuan meningkatkan kapasitas tetapi interferensi ini harus dikendalikan. Sifat CDMA yang
lebih kebal terhadap interferensi memungkinkan pengulangan frekuensi dilakukan dengan efektif. Pada modulasi pita sempit, pengulangan frekuensi tidak efektif
karena persyaratan untuk mendapatkan CI sekitar 18 dB. Hal ini membutuhkan kanal yang dipakai dalam satu sel tidak dapat dipakai oleh sel yang berdekatan. Pada
CDMA kapasitas yang besar diperoleh terutama karena frekuensi yang sama dapat dipakai oleh semua sel.
2.3.6 Peningkatan Kapasitas dengan Sektorisasi
Pada FDMA dan TDMA sektorisasi dilakukan untuk mengurangi interferensi. Sebagai akibatnya efisiensi trunking dari kanal-kanal yang dibagi-bagi pada setiap
sektor menurun. Pada CDMA, sektorisasi digunakan untuk meningkatkan kapasitas. Dengan membagi sel menjadi tiga sektor maka diperoleh kapasitas hampis tiga
kalinya.
2.3.7 Soft Capasity
Pada sistem seluler sekarang, spektrum yang dibagi-bagi oleh sel-sel, misalnya pada sistem FM analog tiga sektor terdapat maksimum 57 kanal. Apabila
permintaan akan pelayanan meningkat, pemanggil ke-58 harus diberi sinyal sibuk. Tidak ada cara yang dilakukan untuk menambah satu sinyalpun pada kondisi semua
kanal terpakai. Pada CDMA, hubungan antara jumlah user dengan tingkat pelayanan tidak
begitu tajam. Sebagai contoh, operator dari sistem dapat mengijinkan meningkatnya laju kesalahan bit BER sampai batas toleransi tertentu dengan demikian
peningkatan jumlah user yang dilayani dapat terjadi selama jam sibuk. Kemampuan ini juga berguna untuk mencegah pemutusan pembicaraan pada proses handoff
karena kekurangan kanal.
8
Universitas Sumatera Utara
2.4 Kelebihan CDMA
Adapun kelebihan CDMA jika dibandingkan dengan sistem GSM adalah : 1. Suara digital CDMA lebih jernih.
2. Kapasitas CDMA jauh lebih besar, untuk satu kanal 8 kali kapasitas AMPS dan 4 kali kapasitas GSM sehingga investasi operator jauh lebih rendah.
3. Pada CDMAOne, kapasitas suara yang dihitung dalam erlang per sektor di BTS base transceiver station mencapai 52,5 erlang, pada GSM hanya 13,2
sampai 32,8 erlang. Pada CDMA 2000-1X, kapasitas per sektor antara 92,8 sampai133,9 erlang.
4. Tiap sektor di BTS GSM dapat digunakan hanya oleh 20 sampai 43 user bersama-sama, pada CDMAOne dapat sampai 63 user per sektor dan di
CDMA 2000-1X jauh lebih besar, antara 105-147 pelanggan. 5. Kemungkinan drop call yang lebih sedikit daripada GSM karena semua
frekuensi CDMA yang besarnya 1,25 MHz disebarkan sekaligus oleh tiap BTS-nya spread spectrum, tidak dipecah-pecah dalam frekuensi yang lebih
kecil seperti pada GSM akibat digunakan lagi di BTS lainnya reuse. Karena kelebihan ini, CDMA dikenal sebagai seluler yang dapat pindah BTS secara
halus soft handsoff. GSM membagi frekuensi masing-masing 20 kHz dan tiap BTS yang bertetangga memancarkan frekuensi yang berbeda, frekuensi
yang digunakan satu BTS digunakan lagi di BTS yang berjauhan, dengan tujuan kapasitasnya dapat ditingkatkan.
6. CDMA versi 2000-1x dalam hitungan sudah sebanding dengan GSM generasi ketiga yang mampu mengirim data dengan kecepatan sampai 153 kbps,
dibandingkan dengan GSM yang maksimal 64 kbps. Bahkan, pada CDMA 2000-1x EVDO Evolution Data Optimized mempunyai kapasitas 2,4 Mbps
walau dalam praktik yang dicoba oleh Mobile-8 kecepatan yang dicapai sekitar 800-900 kbps. Pada CDMA 2000-1x EVDV Evolution Data and
Video kapasitas transmisinya dapat sampai 3,1 Mbps.
9
Universitas Sumatera Utara
7. CDMA juga menghadirkan berbagai aplikasi canggih seperti LBS location based service pemetaan, mobile internet kecepatan tinggi, pesan multimedia,
permainan, gambar, konferensi video, dan banyak lagi yang melebihi kemampuan GSM.
8. Ada kelemahan CDMA, luas cakupan BTS pada CDMA sangat tergantung dari berapa pelanggan yang menggunakannya. Beda dengan GSM, berapa
pun yang menggunakan, cakupannya tetap. Ini karena sifat CDMA, seperti paru-paru yang akan mengecil saat bekerja keras meniupkan udara ke luar.
Kalau penggunanya sedikit pada waktu bersamaan, cakupan BTS CDMA akan kembali meluas. Pada beberapa kasus, pemasangan pengulang
repeater tidak optimal karena malah mempersempit cakupan. 9. Cakupan maksimal CDMA sama dengan GSM, tergantung dari berapa
frekuensi yang digunakan. Makin kecil frekuensinya, makin luas cakupannya. CDMA atau GSM yang menggunakan frekuensi 1.900 MHz memiliki
cakupan hanya sekitar 2 km, dengan 800 MHz dapat mencapai 5-6 km. Dengan 450 MHz, seperti yang digunakan PT Mobisel, cakupan sel dapat
mencapai 30 km, bahkan hingga 120 km dengan antena khusus. 10. GSM berkemampuan roaming. Pemilik GSM dapat menggunakan ponsel di
luar domisili atau operatornya, CDMA belum mampu.
2.5 Air Interface CDMA