ds-cdma - jurnalsmartek

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 4, Nopember 2009: 283 - 291d 1 (t)S 1 (t)C 1 (tBPFS 1 (t) d 1 (t)foC 1 (t)C 1 (t)fod 2 (t)foC 2 (t)S 2 (t)C 2 (t)BPFS 2 (t) d 2 (t)C 2 (t)foS 1 (t)C 1 (t)+S 2 (t)C 2 (t)S 1 (t)C 1 (t)C 2 (t) + S 2 (t)C 2 (t)C 2 (t)Gambar 3. Proses dasar transmisi sinyal CDMAGambar 4. Sebuah feedback shift register dan D flip-flop sebagairangkaian dasar pembangkit PN code (DallasSemiconductor,2003)Secara umum, PN code dapatdiklasifikasikan menjadi dua jenis; yaitulinear dan non-linear. Kode lineardibangkitkandenganmengkombinasikan keluaran feedbackshift register dalam fungsi yang tetapdan bermodulo 2. Sedangkan kodenon-linear diperoleh dengan melakukanfeedback shift register sebagai fungsiwaktu. Untuk menguraikan konstruksiatau seleksi urutan yang tepat dari PNcodeini, harus dianalisis dengan aturanaturankhusus, misalnya mengenai286

Aplikasi dan Tinjauan Teknis Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA)(Tan Suryani Sollu)panjang deretan bit, auto correlation,cross correlation, orthogonality dan bitsbalancing (Evans, 1993). Pemilihan PNcodeyang mempunyai satuan chips,harus dilakukan dengan memperhatikanbeberapa kriteria berikut (Bozward,1994 ; Glass, 1996):a. Mudah diterapkanb. Mempunyai dua level (-1 & +1) atau(0 & 1)c. Autocorrelation yang tajam untukmemungkinkan sinkronisasi kode.d. Mempunyai beda jumlah '0' dan '1'hanya satu (one zero balance) untukmemperoleh spectrum density yangbaik.e. Harga cross correlation yangrendah. Semakin rendah harga crosscorrelation maka jumlah kanaldalam satu pita frekuensi semakintinggi.6. Processing GainProcessing gain pada spreadspectrum adalah parameter utamayang menunjukkan ukuran kualitassistem (figure of merit) yang dapatdihitung bila lebar pita frekuensipenebaran Bss, dan lebar pita frekuensiinformasi Bs diketahui. Processing gain(Pg), dapat dihitung denganpersamaan berikut :BssPg = 10 log (dB) ……………(3)BsContoh kasus : jika kecepatan bitinformasi 10 Kbps dengan lebar pitafrekuensi informasi Bs=10 KHz dan tiap bitdari 10 Kbps dikodekan dengan 100chip, maka kecepatan chip menjadi(100x10.10 3 )=1 Mbps yangmembutuhkan lebar pita frekuensi directsequence, Bss=1 Mbps. Jelas bahwalebar pita frekuensi melebar dari 10 KHzmenjadi 1 MHz. Jadi Processing Gain(Pg) untuk contoh ini =20 dB.7. Sinyal to Noise Ratio (S/N)Untuk menghitung S/N tiapkanal/pengguna, diasumsikan bahwasistem yang digunakan adalah stardimana base station (BS) berkomunikasidengan semua pengguna yang akanmenempati alokasi spektrum frekuensiyang sama.S1/NS1∑ S j+ η1=N2……………….(4)Gambar 5. Sistem star dengan satu BSdan N kanal/penggunaPerbandingan sinyal dan deraupengguna nomor satu pada penerimadi BS diperlihatkan oleh persamaan 4dimana S adalah daya yang diterima,η adalah white noise gaussian, dan Nadalah jumlah terminal/kanal(gambar 5).8. Masalah Near FarApabila setiap penggunamempunyai daya pancar yang sama,maka pengguna yang lokasinyaberdekatan dengan penerima BS akanmendominasi daya derau. S/Npengguna yang lokasinya jauh dari BSdapat menjadi sangat buruk danhubungan bisa terputus. Kondisi akanlebih buruk mengingat path loss(karakteristik propagasi) pada daerahurban dapat berbanding terbalikdengan jarak dipangkatkan empatyang berakibat walau jarak antara 2pengguna tidak terlalu jauh tapiredaman udaranya bisa terpaut jauh.287

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 4, Nopember 2009: 283 - 2919. Power ControlUntuk mengatasi masalah nearfar digunakan power control padaperangkat pemancar yang mengaturdaya pancar sedemikian rupa sehinggadaya yang diterima oleh setiappengguna adalah sama. Pada sebuahsistem yang mempunyai kanal banyak,derau akan didominasi oleh penggunalainnya sehingga derau white noisegaussian dapat diabaikan. Denganasumsi bahwa power control yangdigunakan sempurna, dapat dianggapbahwa daya setiap kanal/penggunayang diterima BS adalah sama,S=S1=S2=....=SN, persamaan 4 dapatditulis:S / N0S=( N −1)S +η…………….(5)Sinyal to Noise Rasio total perbit(Eb/No) dapat dicari denganpersamaan 6, dimana Bss adalah lebarpita frekuensi transmisi direct sequence,BR merupakan kecepatan bit informasi,S adalah daya sinyal yang diterimapada penerima BS, No merupakan dayanoise, N jumlah kanal, dan η ( whitenoise).Bss / BREb / No = ………..(6)( N −1)+ ( η / S)Dari persamaan di atas dapat diketahuibahwa kapasitas sistem berbandingterbalik dengan Eb/No yang dibutuhkan.10. Karakteristik direct sequencespread spectrum pada CDMAKeuntungan utama sistemCDMA adalah pita frekuensi dapatdigunakan pada setiap sel (frequencyreuse) serta dapat dilakukanpeningkatan kapasitas sel denganmenggunakan voice activity atau lebihdikenal dengan VOX dan konsepsektorisasi antena, seperti diterangkan dibawah ini.a. Frequency reuse factor (F)Untuk sistem multi cell dikenal adanyafaktor penggunaan ulang frekuensi(F) yang didefinisikan sebagaiperbandingan antara total dayainterferensi (yang berasal dari sel itusendiri dan sel-sel tetangganya)dibagi dengan daya interferensi darisel itu sendiri. 'Frequency reuse factor'ideal adalah 1 (tanpa menyebabkaninterferensi) yang dapat terjadiapabila pemisahan antar sel cukupbesar. Mengingat, F tergantung padakarakteristik propagasi yangmerupakan fungsi lingkungan,topografi dimana sistim iniditerapkan, maka F dapat berbedauntuk setiap lokasi.b. Faktor Aktifitas Suara ( α )Mengingat kapasitas sistem CDMAdibatasi oleh daya interferensi makadapat disimpulkan bahwa bila suatupercakapan tidak selalumemancarkan sinyal radio (saatkanal/pengguna tidak aktif) akanmengurangi interferensi. Oleh karenaitu, secara teori, CDMA akanmempunyai kapasitas yang lebihbesar, jika pemancar sinyal diaktifkanoleh suara atau sistem yang akanmemancarkan sinyal pada saatmenangkap suara dari pengguna.Dari hasil pengukuran oleh Belllaboratories diketahui bahwapengguna hanya aktif selama 35-40%dari waktu percakapan. Angka inidikenal sebagai 'Voice ActivationFactor’ (VOX) atau α yang bernilaisekitar 0,4. Ini berarti kanal yangmemancar pada saat bersamaanhanyalah 0,4 N dengan kata lainkapasitas bisa naik 2.5 kalinya.c. S e k t o r i s a s iTeknik lain untuk meningkatkankapasitas sel adalah melakukansektorisasi antena. Dua konfigurasisektorisasi antena telah dihitung olehGilhounsen yaitu 3 sektor dan 6 sektor.Untuk 3 sektor, sel akan mempunyaiantenna beamwidth 120 derajat.Sehingga, interferensi yang dilihat288

Jurnal SMARTek, Vol. 7, No. 4, Nopember 2009: 283 - 291Pada kondisi normal dimanajumlah kanal/pengguna sesuai denganrancangan, derau dari pengguna laindapat diatasi. Peningkatan jumlahpengguna pada beberapa selmenyebabkan derau pengguna jugaakan meningkat sehingga power controlakan memerintahkan menaikkan dayapancar untuk mendapatkan Eb/No yangdiinginkan. Peningkatan daya deraudari pengguna lain, juga menyebabkanpengguna yang lokasinya agak jauhdari base station dapat kehabisan dayapancar (sudah maksimum) yangkemudian tidak bisa mempertahankanEb/No sehingga hubungan terputus. Darisisi sistem dapat dilihat sebagaimenciutnya cakupan suatu sel. Bilabeberapa sel yang berdampinganmenciut maka daerah perbatasan antarsel tersebut menjadi tidak tercakup(blankspot). Untuk mengatasi hal ini,Eb/No yang digunakan padaperencanaan adalah 3-6 dB lebih tinggidari Eb/No minimum yangdipersyaratkan. Margin tambahanmenyebabkankapasitaskanal/pengguna per sel akan menurun.Perhitungan margin akan semakin rumitapabila sel-nya kecil dan penggunabergerak relatif cepat, sehingga marginuntuk setiap daerah dapat berbedatergantung pada trafik, tingkat mobilitaspengguna serta kemacetan lalu lintasmengingat banyak komunikasidilakukan pada saat lalu lintas macet.c. Parameter utama yang merupakanukuran kualitas sistem pada spreadspectrum meliputi: processing gain(Pg) atau spreading factor(menentukan jumlah penggunayang dapat ditangani pada sebuahsistem), sinyal to noise rasio (S/N),sinyal to noise rasio total perbit(Eb/No) dan power control.d. Metode akses CDMA pada sistemseluler mempunyai kelebihan, yakni:tidak membutuhkan equalizer, saturadio per site, tidak membutuhkanguard time dan guard band, tidakmembutuhkan alokasi danpengelolaan frekuensi, mempunyaidaya pancar yang rendah, softhandoff, dan lebih kebal terhadappenyadapan dan jamming.13.2 PenutupTeknologi CDMA terusberkembang menuju kematangan danmerupakan teknologi yang cukupmenjanjikan, kecanggihan CDMA patutdiperhitungkan dan menjadi sainganGSM yang sekarang ini banyakdigunakan oleh operator telepon selulerdi Indonesia. Karakteristik propagasi diIndonesia perlu dipelajari lebih baikuntuk mendapatkan perencanaanjaringan yang optimum. Hal inimengingat kondisi geografis Indonesiayang relatif berbeda dengan negaraasal CDMA.13. Kesimpulan dan Penutup13.1 Kesimpulana. Direct Sequence Code DivisionMultiple Acces (DS-CDMA) biasadisebut CDMA saja, menggunakanteknik modulasi Direct SequenceSpread Spectrum (DS-SS) untukpengiriman data digital kecepatantinggi melalui radio.b. Setiap kanal menggunakan waktudan frekuensi secara bersamaan,dibedakan oleh kode unik (PNcode)yang digunakan untukmelebarkan sinyal.14. Daftar PustakaBozward, D., 1994, DS-SS Multiplexing inPCN, MSc TelecommunicationsPCN Course Note, AstonUniversity.Dallas Semiconductor. 2003. AnIntroduction to Direct SequenceSpreadSpectrumCommunication. (on line) diakses29 Oktober 2008.Dixon, R.C., 1976, Spread SpectrumSystem, John Wiley & Sons, Inc.Publication.290

Aplikasi dan Tinjauan Teknis Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA)(Tan Suryani Sollu)Etemad, K., 2004, CDMA 2000 Evolution :System Concepts and DesignPrinciples, John Wiley & Sons,Inc.Publication.Evans, B.G. et. al., 1993, MultimediaAdvanced CDMA Systems, the4thIEE Conference onTelecommunications, pp11-16Glass, Jack, 1996, The Principles ofSpreadSpectrumCommunications,http://olt.et.tudelft.nl/~glass/ssc/tech/techniques.html, (on line)diakses 25 Maret 2007.Hantoro, G.D. Teknologi BroadbandCDMA. (on line), diakses 27 Maret2008.Karim, M.R. and Sarraf, M., 2002, W-CDMA and CDMA2000 for 3GMobile Networks, Mc.Graw HillCompanies, Inc.Priyanto, T., 1997, Teori Dasar danPerkembangan DS-CDMA. ElektroIndonesia, (on line), diakses 28Oktober 2008.Purba, O.W., -------. Spread Spectrum :Teknologi Komunikasi Digital diMasaDatang.(http://onno.vlsm.org/v11/ref-ind-1/physical/wireless/spreadspectrum-teknologi-komunikasidigital-masa-mendatang-1.rtf,(online) diakses 24 Maret 2008.Telkom, PT ., 2006, Sekilas TentangCDMA, (on line) diakses 20 Maret2006.Viterbi,A.J., 1995, CDMA : Principles ofSpreadSpectrumCommmunication, Addison-Wesley Publishing Company.Wireless Wiki, 2008, Direct SequenceSpread Spectrum (DSSS,http://wiki.iwirelessinnovation.com/index.php/Direct_Sequence_Spread_Spectrum %28DSSS%29, (on line) diakses29 Oktober 2008.291