Analisis Drop Call Pada Sistem CDMA

BAB II
MEKANISME DROP CALL PADA JARINGAN SELULER

2.1

CDMA
CDMA (Code Division Multiple Access) adalah Sebuah protokol

untukpengaksesan data dan komunikasi suara melalui media nirkabel.CDMA
biasanyadigunakan dalam jaringan telepon seluler. CDMA menggunakan sebuah
teknik

yang

disebut

spread

ditransmisikandisebarkan

spectrum

seluruhnya

melalui

dimana

data

frekuensi

yang
radio,

sedang
membuat

pemanfaatan spectrum radio jauh lebih efisien [1]
Sebuah bentuk pemultipleksan bukan sebuah skema pemodulasian
dansebuah

metode

akses

secara

bersama

yang

membagi

kanal

tidak

berdasarkanwaktu seperti pada TDMA (Time Division Multiple Access) atau
frekuensi sepertipada FDMA (Frequency Division Mukiple Access), dengan cara
mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap

kanal yang adadan mengunakan sifat-sifat interferensi konstruktif dari kode-kode
khusus ituuntuk melakukan pemultipleksan. CDMA mengacu pada sistem telepon
selulerdigital yang menggunakan skema akses secara bersama.

2.2

Arsitektur CDMA
Base Station

subsystem (BSS) pada GSM dan Rodio Access

Network(RAN) pada CDMA keduanya dihubungkan dengan jaringan inti
untukmenyediakan jaringan inti yang sama.Lebih Jauh, sistem-sistem BSS pada
GSM dan RAN pada CDMAdidasarkan pada prinsip-prinsip sistem radio sel.

Base Station Controller (BSC)pada GSM sama dengan Radio Network controller
(RNC) pada CDMA. RadioBase Station

(RBS) pada GSM sama dengan Radio

Base Station (RBS) padaCDMA. Secara garis besar arsitektur CDMA terdiri dari
:
1. Radio Access Network (RAN)
2. Radio Network Contoller (RNC)
3. Radio Base Station (RBS)
Arsitektur CDMA dapat dilihat pada Gambar 2.1 [1]

Gambar 2.1. Arsitektur Sistem CDMA

2.2.1

Kelebihan dan Kekurangan Sistem CDMA
Kelebihan sistem CDMA Yaitu:
1. Suara digital CDMA lebih jernih.
2. KapasitasCDMAjauhlebihbesar,untuksatukanal

8

xkapasitasAMPS.
3. PadaCDMAOne,

kapasitassuarayangdihitungdalamerlang

persectordiBTS(BaseTransceiverStation)mencapai52,5

erlang,

PadaCDMA2000-IX, kapasitas per sektor antara 92,88-133,9
erlang.
4. Tiap sektor di BTS CDMAOne dapat sampai 63 pelanggan per
sektor

dan

diCDMA2000

IXjauhlebihbesar,

antaral05-

l47pelanggan.
5. Kemungkinan drop call lebih sedikit karena semua frekuensi
CDMA yangbesarnya 1,25 MHz disebarkan sekaligus oleh tiap
BTS (spread spectrum), tidak dipecah-pecah dalam frekuensi
kecil-kecil. Karena kelebihan ini, CDMAdikenal sebagai seluler
yang dapat pindah BTS secara halus (soft handsoff).
6. CDMA versi 2000-IXdalam hitungan sudah sebanding dengan
GSM generasiketiga mampu mengirim data dengan ketepatan
sampai 153 kilobit per detik, dibandingkan dengan GSM yang
maksimal 64 kbps. Bahkan, pada CDMA2000-IX EVDO
(Evolution Data Optimized) mempunyai kapasitas 2,4 Mbpswalau
dalam praktik yang dicoba oleh Mobile-8, kecepatan yang
dicapaisekitar 800-900 kbps. Pada CDMA 2000-IXEVDV
(Evolution Data andVideo)kapasitas Transmisinya dapat sampai
3,1 Mbps
7. CDMA juga menghadirkan berbagai aplikasi canggih semisal LBS
(LocationBased Service)pemetaan, mobile Intemet kecepatan
tinggi, pesan multimedia,permainan (games, gambar, konferensi
video).

Kekurangan sistem CDMA Yaitu :
1. Ada kelemahan CDMA, luas cakupan BTS pada CDMA sangat
tergantungdari berapa pelanggan yang menggunakannya. Ini
karena sifat CDMA, sepertiparu-paru yang akan mengecil saat
bekerja keras meniupkan udara ke luar. Kalau penggunanya sedikit
pada waktu bersamaan, cakupan BTS CDMA akankembali meluas.
Pada

beberapa

kasus

pemasangan

pengulang

(repeater)

tidakoptimal karena malah mempersempit cakupan.
2. Cakupan CDMA maksimal tergantung dari berapa frekuensi yang

digunakan, makin kecil frekuensinya makin luas cakupannya.
Kalau

seluler,

CDMAmenggunakan

frekuensi

1900

MHzcakupannya hanya sekitar 2kmdengan800 MHz bisa sampai
5-6 km.
3. CDMA belum mampu menggunakan ponsel di luar domisili atau
operatornya.

2.2.2

Cara Kerja CDMA
Padauraianiniyangdibahasadalahjenisdirect-spreading

(DS)yangmempunyaiproses sebagai berikut. Pada sisi pancarsinyal dengan
laju bit rendah(misalnya 9,6 kbps), pertama kali dimodulasikan digital secara
BPSK. Kemudiansinyal BPSK ini dikalikan dengan deretan kode PN (pseudonoise) yang memilikilaju bit tinggi (misalnya 1,2288 Mbps). Pada proses

perkalian

tersebut

terjadipenyebaranenergypadapitafrekuensiyangbesar.

SinyaltersebarinikemudiandimodulasidenganpembawaRFtertentudankemudian
dipancarkan.
Pada

sisi

terima,

sinyal

didemodulasi

dan

mendapat

kembali

sinyaltersebarnya.Kemudian sinyal ini di despread dengan mengalikannya
denganderetan kode PN yang sama seperti pada sisi kirim. sinyal yang telah dl
despreadini kemudian dilewatkan pada demodulator sinyal BPSK untuk
memperolehsinyal

digital

asal.Dalamhalinisinyaldatayangdiprosesadalahm(t)denganlajubitRb.

Kedua

proses tersebut diatas dapat dilihat Pada Gambar 2.2.[ 1]
..

Gambar 2.2. Diagram blok sistem CDMA (a) sisi kirim, (b) sisi terima

2.3

Drop Call
Drop call adalah kegagalan panggilan yang terjadi setelah panggilan

berhasil dilakukan namun berakhir tanpa pemutusan secara normal. Drop call ini
terjadi setelah

dapat mengakses BTS, sudah dapat kanal dan sudah berhasil

melakukan hubungan tetapi putus secara tiba-tiba tanpa ada pemutusan secara
normal dari user.

2.3.1 Prinsip drop call di sisi MS
FrameyangburukpadaMS(MSBadFrames)ApabilaMSmenerimaframeyang
buruk selama N2m secara berurutan pada kanal trafikforward, makaitu akan dapat
melumpuhkan

hubungan.

Kemudian,

apabila

MS

menerima

frameyangbagusselamaN3msecaraberurutan,makaMSharuslahdapatmelakukanhub
ungan kembali sebelum terjadi dropcal' (N2m= 12, N3m = 2).
Fade timer haruslah menset kembali untuk T5m detik ketita frame yangbagus
selama N3m secara berurutan diterima pada kanal trafik forward. Apabilawaktu
telah melebihi, maka hubungan MS akan lumpuh dan menganggap MSkehilangan
kanal trafik forward(T5m = 5 detik, N3m = 2).
TidakadaacknowledgementpadaMs(MSnoAcknowledgement.Ketika

MS

tidak

menerima acknowledgement dari BS setelah mengirimmessage, dimana
dibutuhkan acknowledgement pada kanal trafik reverse. Haltersebut akan transmit
kembali pada Nlm kali.Apabila tidak menerimaacknowledgement apapun dalam
Tlm maka panggilanakandrop. (Tlm = 0.4 detik, N1m=3).

2.3.2

Prinsip drop call di sisi BS (Base Station)
Frame yang buruk pada BS akan menghimpun frame reverse yang

bagusdan yang buruk pada board SVM. SDM melepaskan frame reverse yang
burukpada saat frame reverse yang buruk telah mencapai Tair Link Quality
Countxl00. Tidak adaacknowledgement pada BS (BS no acknowledgement)Sama
halnya dengan tidak ada acknowledgement pada MS, setelahmentransmisikan
messege kanal trafik forward BS dimana membutuhkanacknowledgement tanpa
ada jawaban dalam waktu 200 mili detik, kemudianapabila tetap tidak ada
acknowledgement yang diterima BS untuk ke-9 kalinyamaka akan terjadi drop
call. [4]

2.4

Penyebab Drop Call
Masalah utama yang dihadapi oleh setiap jaringan selular adalah Drop call

atau panggilan yang terputus, selain itu ada juga masalah BlockCall ataugagalnya
panggilan. Dalam teknologi CDMA ada beberapa penyebabkemungkinan
terjadinya Drop call yang tinggi, antara lain adalah:
Drop call pada trafik suara dapat terjadi karena beberapa hal antara
lainmissing neighbor, kegagalan soft handover,IRAT/hard handover, congestion,
outof synchronization, dan penyebab lainnya ;
1.Missing Neighbor Draps
Drop call akibat missing neighbor terjadi karena sebuah UE (userequipment)
hanya ditangani oleh sebuah AS (active set) dan tidak memiliki seltetangga ketika

sambungan dalam keadaan buruk dan harus ditangani oleh selyang lain agar
sambungan tetap berlangsung
2. Cakupan RF yang buruk
Minimnya cakupan RF merupakan hal yang seringkali menyebabkanpanggilan
gagal atau terputus.Hal ini mungkin tedadi karena adanya lubang padacakupan
daya yang rendah pada suatu cakupan, atau bisa juga karena kualitas daya yang
buruk pada daerah pinggir dari area cakupan.
3.Soft Handover Drops
Terjadinya drop call disebabkan oleh kegagalan dalam melakukan soft handover
merupakan faktor yang sering terjadi pada jaringan. Selain missingneighbor,
kegagalan melakukan soft handover juga disebabkan oleh misbehoving,kesalahan
konfigurasi, serta trafik yang terlalu padat.
4.Hard HondoverDrops
Dalam hal ini, 2 sel yang menjadi tetangga tetapi berbeda system/frekuensi
mengalami suatu masalah.Pada IRAT/hard handover, handover yangterjadi
adalah pada sebuah sel CDMA menuju sel GSM.
5.Congestion
Congestion adalah kondisi dimana sebuah sel terdeteksi / terjadi kelebihanbeban
(overload) pada sel tetangganya. Pada keadaan tersebut memungkinkansebuah sel
untukteqadi drop call.
6.Outof Synchronization
Sebuah

sambungan

dianggap

hilang

oleh

fungsi

Radio

ConnectionSupevision(Rcs) dalam SRNC pada saat Radio Link Set (RLS) yang
terakhiruntuk sambungan telah kehilangan sinkronisasi (out of sync) selama waktu

yangtelah ditentukan pada suatu parameter. Pada saat ini terjadi untuk
sebuahsambungan berisi RAB layanan suara (voice), maka parameter drop call
akibatout

of

synchronizationakan

bertambah.

Hal

ini

terjadi

pada

sambunganuplink.
7.Drop call akibat Faktor lain (Other)
Selain penyebab drop call yang telah disebutkan, faktor penyebab drop call dapat
pula terjadi akibat kesalahan hardware, adanya interferensi yang bersumber dari
luar, dan kegagalan pada transport network. Untuk mengatasidrop call, dapat
dilakukan perbaikan langsung pada site yang mengalamigangguan dan melakukan
optimisasi berdasarkan kerusakan yang terjadi.

2.5CoverageArea
Pada keadaan normal, trafik yang terdapat di dalam cell sesuai
denganrancanganpadasaatperencanaancell,makapermintaanjumlahkanaltidaklebih
dari kapasitas maksimum cell. Namun pada saat trafik yang terdapat di dalarn
cellmaupunpadacellyangberdekatanmeningkat,makapermintaanjumlahkanaljugaak
anmeningkat. Apabilapermintaanjumlahkanallebihdarikapasitasmaksimum cell,
makacakupan trafik suatu cellakan menyusut. Agar trafik yangditangani tidak
melebihi kapasitas maksimumnya, namun ketika permintaanjumlah kanal kembali
normal seperti keadaan semula, maka cakupan cellakan mengembang kembali,
sehingga pelanggan dapat dilayani walaupun berada padaradius maksimum cell.
Untuk mengetahui berapa jangkauan atau coverage areadapat dihitung dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut :
S = 2,6598 x D

Keterangan :
S

= Luasnya cell coverage area (km2)

D

= Radius (jari-jari) suatu cell (km)

���� =

P1 − 69,55 − 26,16 log fc + loghb + a(hm) 449 − 6,55 log hb

P1= Base Power + Ms Tx Power + 73 dBm

a(hm)= (1,11 log fc – 0,7) ht – (1,56 log fc – 0,8)
Keterangan :
PL

= Path Loss

fc

= Frekuensi kerja

hb

=Tinggi antena Base Station

hm

= Tinggi antena mobile

a(hm) = Faklor koreksi untuk ketinggian antena mobile
Sedangkan perhitungan luas cell coverage areamenggunakan :

2.6

Handover
Kondisi komunikasi selular sulit untuk diprediksi, karena kondisinya

yangbergerak dari satu sel ke sel yang lain. Terdapat tiga komponen
propagasikomunikasi selular yaitu Path loss, shadowing (slow fading) dan
multipath fading(fax fading).Pathloss adalah fenomena menurunnya daya yang
diterima terhadapjarak karena refleksi, difraksi disekitar struktur.Shadowing (slow
fading) disebabkan olehgedung-gedung, pohon dan lain sebagainya. Mutipath
fading disebabkan refleksimultipath dari suatu gelombang transmisi oleh objek

seperti rumah-rumahgedung-gedung dan sebagainya. Perbedaan panjang saluran
propagasi dari sinyalmultipath memberikan penigkatan untuk waktu delay
propagasi yang berbeda.[5]
Salah

satu

fasilitas

didalam

sistem

seluler

untuk

menjamin

adanyakontinyuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu sel ke sel
yang lainadalah Handover. Handover merupakan proses pengalihan kanal traffrc
secaraotomatis pada Mobile Station (MS) yang sedang digunakan untuk
berkomunikasitanpaterjadinya pemutusan hubungan. Hal ini menjelaskan bahwa
handover padadasarnya adalah sebuah call koneksi yang bergerak dari satu sel ke
sel lainnya.Secara umum Handover dapat didefenisikan sebagai prosedur, dimana
adaperubahan layanan pada MS dari satu Base Stotion (BS) ke BS yang lain.
Prosesini memerlukan alat pendeteksi untuk mengubah status dedicated node
(persiapanhandover) dan alat untuk menswitch komunikasi yang sedang
berlangsung dari suatu kanal pada sel tertentu ke kanal yang lain pada sel yang
lain. Keputusanuntuk sebuah handover dibuat oleh Base Station

Centre (BSC),

yaitu denganmengevaluasi secara permanent pengukuran yang diambil oleh BTS
dan MS.Pengukuran rata-rata (Px) oleh BSC dibandingkan dengan nilai-nilai
ambangbatas

(treshold);

JikaPx

melebihi

nilai

treshold

maka

dimulai

proseshandcoverdengan mencari sebuah sel target yang cocok. Sehingga,
Handover diperlukanpada saat :
1.Kualitas signal yang diterima MS lebih kecil dibandingkan dengan threshold.
2. Kualitas dikonversi dengan Eb/IO
Eb/I0 atau EbN0 merupakan perbandingan antara energi tiap bit sinyalinformasi
terhadap sinyal interferensi atau sinyal derau (noise) yangmenyertainya. Pada

intinya adalah perbandingan antara kuat sinyal yangdikehendaki terhadap kuat
sinyal yang tidak dikehendaki. Makin besar nilaiEb/IO akan makin memberikan
performansi yang lebih baik.
Handover pada jaringan komunikasi bergerak generasi pertama dangenerasi kedua
disebut hard handover.Pada generasi pertama handover relativelebih mudah
sedangkan pada generasi kedua, handover lebih superior darigenerasi pertama
dimana sudah digunakan algoritma handover.Kemudian padajaringan komunikasi
bergerak untuk generasi ketiga atau CDMA yang banyakdidominasi berdasarkan
teknologi CDMA, maka konsep handover yangdigunakan disebut soft handover.
Dibandingkan dengan hard handover yangkonvensional , maka softhandover
dapat memberikan transmisi yang lebih baik karena dapat menjamin kontinuitas
dari hubungan.

2.6.1 Tujuan dari Handover
Proses Handover terjadi karena kualitas atau daya ratio turun di bawahnilai
yang dispesifikasikan dalam BSC. Penurunan level sinyal ini dideteksi
daripengukuran

yang

dilakukan

MS

maupun

BTS.

Konsekuensinya

handoverditujukan ke sel dengan sinyal lebih besar.Selain itu, handover dapat
terjadiapabila traffic dari sel yang dituju sudah penuh.Saat MS melewati sel,
dialihkanke neighbouringcell dengan beban traffic yang lebih kecil.Tujuan dari
Handoverdiantaranya disebutkan dibawah ini [6].
1. As imperceptible to user as possible.
Sedapat mungkin tidak dirasakan oleh pemakai dengan cara meminimisasiwaktu
handover dengan menggunakan teknik interpolasi suara.

2. As successfully as Possible.
Denganmeminimalisasierrorpadasaatestimasikebutuhanhandover.
As infrequently as Possible.
3.

MSCmelakukanassign(sharing)padakanalyangsamapadaseltetanggadan

meminjam kanal lain darisel tetangga pada sel sebelumnya (MSC assigns same
channel in the second cell and rents another channelfrom the second to thefirst
cell).

2.6.2 Proses Handover
Proses handover dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang
secarasignifikan lebih kuat dibandingkan kanal trafik forward lainnya yang
ditujukankepadanya.
MStersebutakanmengirimkanpesanpilotmeasurementkeBSkandidat dengan sinyal
terkuat tadi sekaligus menginstruksikan untuk memulaiproses handover. Cell
sitetersebut akan mengirimkan pesan handoverdirectionke MS, mengarahkannya
untuk

melakukan

handover.

Setelah

mengeksekusi

pesanhandoverdirectiontersebut, MS akan mengirim pesan handover completion
padakanal trafik reverse yang baru. Handover bisa terjadi untuk satu atau
beberapaalasan.Misalnya karena propagasi radio, distribusi trafik aktivitas
CDMAkegagalan peralatan.Pembagian ini juga bisa dilakukan berdasarkan bagian
yang

mengkontrol

handover

eksternal

dan

intenalhandover.Eksternalhandoverdikontrol oleh MS asal (inter-BSS & interMSC handover) Informasi pengukurandilaporkan dari Ms melalui kanal radio
khusus dan diterima oleh BSS. Setelahdilakukan diproses pendahuluan hasilnya

dikirim ke MSC Internal handoverdiinisiasi dan dilakukan dalam BSS tanpa
referensi ke MSC asal (controllingMSC).Disini MSC hanya diinformasikan
bahwa sebuah proses handover internalotomatis telah selesai dilakukan' Internal
handaver hanya terjadi antar sel padaBSS yang sama BSS dengan multisel /multi
BTS
PadasaatMobilestation(MS)bergerakmenjauhisuatuselmakadayayang
diterima oleh MS akan berkurang. Jika MS bergerak semakin menjauhi Base
Station

(Cell)makadayapancarakansemakinberkurang.MenjauhnyaMSpadasel

asal menjadikan MS mendekati sel lainnya, Sel lainnya dikatakan sebagai
selkandidat yaitu sel

yang akan menerima pelimpahan MS dari sel

sebelumnya'MSC
melaluiselkandidatakanmemonitorpergerakanMSdanmenangkap daya pancar MS.
Diantara

sel

kandidat

yang

menerima

daya

panoarMSterbesarmakapelimpahanMSakanberadapadaseltersebut.selkandidatyang
menerimapelimpahanMSakanmelakukanmonitoring.

Prosesmonitoringdilakukan

oleh

kandidat

MSC

dan

menginstruksikan

pada

sel

tersebut

Pada

saatHandover,supervisi dipersingkat.MSC melakukan prioritas pendudukan kanal
pada MS yang akan mengalami Handover. sel kandidat dibuat urutan prioritas.
Proses handoverdapat digambarkan seperti Gambar 2.3[6]

Gambar 2.3 Proses Handover

Keterangan Gambar 2.3 :
1. 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 neighbour ke
candidate set.
2. MS menerima pesan dari cell A berisi PN offset cell B dan alokasi Walsh code
untuk TCH dan MS start komunikasi menggunakan TCH tersebut.
3. MS memindahkan status pilot B dari candidate set ke active set, MS mengirim
pesan handovercompleted. Sekarang ada 2 pilot yang aktif.
4. MS mendeteksi pilot A jatuh < T_DROP, MS start mengaktifkan timer.
5. Timer mencatat T_TDROP, MS mengirim PSMM (Pilot Strength Measurement
Message).
6. MS menerima handoff direction message, pesan ini berisi hanya PN offset cell
B (tanpa PN offset cell A).
7. 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 handoverakan
berakibat dropcall yaitu terputusnya hubungan saat percakapan sedang
berlangsung.
1. Faktor-faktor penyebab gagalnya handover antara lain :
2. Interferensi yang tinggi.
3. Setting parameter yang tidak baik.
4. Kerusakan Hardware.
5. Area cakupan radio jelek.
6. Neighbouring cell relation yang tidak perlu.
7. Masalah antena receiver atau hardware BTS.

2.7

Propagasi Gelombang Radio
Mekanisme

propagasi

gelombang

sangat

ditentukan

oleh

frekuensigelombang yang dipancarkan serta lingkungan propagasi yang dilalui
sepertipepohonan, perumahan, gedung, perbukitan maupun pegunungan. Akibat
adanyavariasi lingkungan tersebut maka lintasan gelombang transmisi antara
pemancardan penerima akan bervariasi dari lintasan langsung sampai lintasan tak
langsungakibat dipantulkan maupun dihamburkannya gelombang tersebut.
Perkiraan rugi lintasan propagasi yang dilalui oleh gelombang yang
terpancar dapat dihitung dengan rumusan Hata (Jerry D. Gibson, 1996) :
Lu = 69,5 + 26,16logfc x 13,82loght – a (hk) + (44,9 – 66,52loght)log d…….. (2.1)
A(hy) = (1,11logfc – 0,7)hy – (1,56logfc – 0,8)………………………………..(2.2)
dimana:
150≤ fc≤ 1500 (fc , frekuensi kerja, MHz)

30 ≤ ht ≤ 2000 (ht,tinggi efektif antena BS,meter)
1 ≤ hr ≤ 10 ( hr, tinggi efektif antena MU, meter)
1≤ d ≤ 20 (d, jarak antara BS dan MU)
a(hr) (faktor koreksi untuk ketinggian antena terminal bergerak)
Persamaan (2.1) dan (2.2) merupakan rumusan Hatta yang digunakan
untukmemperkirakan rugi lintasan propagasi pada daerah urban.Jika suatu harga
pathloss diketahui dari suatu hasil pengukuran, maka d yang merupakan radius
seldapat diketahui.