Setelah 3G, (mau) Apalagi?

Daripada ikutan ribut masalah absensi di kantor, sepertinya alangkah lebih bijak kalau energi nya disalurkan untuk berbagi sedikit ilmu. Langsung to the point aja, beberapa waktu yang lalu ada seorang teman yang bertanya tentang generasi keempat (next generation). Jujur saja agak gelagapan juga jawabnya, (bingung juga karena tidak bisa menjawab hiihihi), tetapi demi menjaga “kredibilitas” jadinya sedikit ngeles dengan senjata “bingung bagaimana meramu kalimat yang mak nyuss sehingga bisa mudah dicerna dan langsung mengena”. J

 Dari berbagai referensi baik berupa buku, majalah, dan jurnal (yang bisa di temukan di internet berjumlah ratusan bahkan ribuan -> dan ini lah yang sering tidak terbaca karena bahasa linggis saya sangat pas-pasan), ada beberapa point yang bisa saya rangkum (tentu dengan kapasitas kemampuan berpikir saya yang sangat minim).

 1. Open Wireless Architecture

Kalau yang bisa saya cerna, generasi keempat ini sedikit berbeda dengan migrasi generasi sebelumnya. Misalnya dari sistem AMPS (dengan FDMA sbg teknik multiple access, dan menggunakan metode FM untuk modulasi nya) ke GSM, atau dari GSM (TDMA dengan modulasi GMSK) ke WCDMA (yang menggunakan teknik multiple access CDMA).

Karena next generation lebih cenderung merupakan suatu system dimana berbagai macam teknologi bisa berjalan di system tersebut. Metode nya bisa bebas, dengan berbagai teknik multiple access dan modulasinya, tentu dengan catatan mampu memenuhi requirement yang sudah digariskan, sebut saja dari sisi kecepatan, kapasitas dan sebagainya (saya lupa baca dimana, tp sebagai referensi setahun yang lalu DoComo telah melakukan ujicoba dan didapatkan kecepatan sampai 250 Mbps). Artinya blm di rumuskan (setidaknya sampai tulisan ini dibuat), “spesifikasi” yang harus di pakai di generasi keempat ini. Kalau dari timeline si 3GPP tahun 2011 udah kelar dan siap saji.

Jadi unsur pertama yang harus dipenuhi dalam sistem generasi keempat ini adalah Open Wireless Architecture. Memang hanya terdiri dari 3 kata, tetapi imbas nya sangat luar biasa. Jadi selamat mengulik, masih banyak kok celah yang bisa dipelajari.

 

2.Shared Spectrum (cost eficiency)

Yang berikutnya adalah shared spectrum. Dari jaman kuliah beberapa waktu yang lalu (biar terlihat masih muda), kita tahu bahwa salah satu resource yang sangat mahal itu bernama spektrum frekuensi. Dan ketika saya sudah terjun di dunia industri, memang makhluk yang satu ini luar biasa mahal harganya. Coba saja untuk 5MHz licenced frekuensi 3G diharuskan membayar 160 Miliyar! Itu masih belum termasuk BHP dan tetek bengeknya. (saya tidak menjamin kevalidan data harganya, tapi itulah yang saya baca dimana-mana, mungkin ada yang bisa menambahkan? Silakan..).

Nah sementara kalau dikaitkan dengan teorema dari bapak teori informasi Mbah Shannon, kecepatan (kapasitas) itu berbanding lurus dengan BW. Jadi mau tidak mau untuk bisa memenuhi standar kecepatan (yang mimpinya) bisa sampe 2Gbps, ya harus dibutuhkan BW yang lebar. Kan logikanya seperti itu. Masalahnya kembali lagi ke cost, harus berapa besar harga yang dikeluarkan untuk menyewa lisensi frekuensi tersebut.

Jadi yang perlu diperhatikan, disamping OWA adalah, bagaimana caranya agar spectrum frekuensi bisa dipakai secara optimal, dengan pertimbangan yang saling menguntungkan baik dari sisi pemerintah (regulator) maupun penyelenggara (operator). Udah beberapa kajian dilakukan tentang metode sharing spectrum, tapi mungkin masih perlu dirumuskan lebih detail lagi. Jadi tugas pemerintah berat juga disini.

Selamat bekerja pak Regulator, semoga sukses…. J

 

3.Intelligence

Nah dari 2 hal diatas, imbasnya bisa ke berbagai segi, baik infrastruktur, teknologi radio, core, security dan sebagainya. Kesemuanya itu bisa diambil semacam benang merah, yaitu “intelligence”. Artinya kurang lebih adalah, di generasi keempat ini (hampir) semua komponen harus cukup pintar (dan mau belajar). Lebih jelasnya, akan saya berikan beberapa contoh sebagai berikut:

• Smart Antenna

             Dengan ini antena mampu mengarahkan beam-nya ke pengguna yang membutuhkan, melalui berbagai skema feedback yang sudah di ublek-ublek oleh   para pejuang dunia seluler. J

• Smart Card

             Nantinya SIM card yang selama ini “hanya” berfungsi dan berisi dengan identitas saja, diharapkan mampu berubah menjadi smart card. Jadi fungsi baseband processing tidak lagi dilakukan oleh handphone, tetapi sudah terintegrasi di SIM card. Ujung-ujungnya cukup satu terminal handphone saja untuk semua teknologi dan aplikasi.

• SDR

             Software Define Radio, yaitu sistem radio yang mampu bekerja dan menyesuaikan diri di berbagai rentang frekuensi yang cukup luas. Cukup bermain-main di software saja. 

 Itu hanya sebagian contoh kecil, yang semoga memberikan gambaran tentang point ketiga yang saya sebutkan, yaitu Intelligence.

 

Dari uraian singkat diatas, dapat disimpulkan (hihhihi.. kaya pidato apa aja) bahwa masih banyak yang bisa di kupas di teknologi generasi ketiga, dan perbaikan sekecil apapun akan sangat berarti.

 Jadi selamat belajar, jangan segan untuk menghubungi saya kalau ada yang (sekiranya) perlu dibantu (do’a). J

 

salam

#dani

Ngitung Traffic (edisi dua)

 

Sistem WCDMA

Kalau sebelumnya sudah dibahas sistem GSM, sekarang kita coba di sistem WCDMA. Nah yang ini agak-agak njlimet memang. Karena berbeda dengan GSM yang sudah jelas kapasitas per TRx nya. Di dalam WCDMA tidak ada yang seperti itu, dimana diantara kapasitas, cakupan, dan kecepatan harus ada trade off yang pas. Karena masing-masing saling mempengaruhi.

 

Untuk menghitung coverage, pada prinsipnya sama dengan GSM, kita harus menghitung link budget untuk mendapatkan MAPL (Maximum Allowable Path Loss), hanya perbedaan yang mendasar:

1.      Ada beberapa parameter tambahan di system WCDMA (cari sendiri ya, biar gak males.. hihihihi..)

2.      Hitung uplink dan downlink, terus bandingkan dari keduanya ambil radius yang terkecil dari keduanya.

Untuk coverage dan link budget, serta pemodelan propagasinya butuh bahasan tersendiri karena sangat banyak.

 

Supaya lebih mempermudah lihat contoh kasus berikut ini:

Contoh:

Berapa jumlah cell yang harus di bangun untuk memenuhi permintaan pasar:

-          50 Pelanggan dengan kecepatan 144 Kbps

-          100 Pelanggan dengan kecepatan 64 Kbps

Untuk mempermudah, kita ambil formula yang sudah jadi (dengan berbagai standart dan asumsi parameter yang biasa di gunakan):

 

Bearer service	Eb/No(dB)	No [ή=50%]
12,2 kbps	4,8	27,1
64 kbps	2,4	9,06
144 kbps	1,7	4,79
384 kbps	0,4	2,5

 

(Training Material, “Total Solutions of 3G UMTS and Transmission Network Design”, April 2006)

         

Dari data di atas didapatkan:

Jumlah pelanggan total = 50 + 100 = 150

Maksimum pelanggan per cell (dari table diatas)

·          No untuk 144kbps = 4,79 user /cell

·          No untuk 64kbps = 9,06 user /cell

·           

Complete load untuk total 150 pelanggan

            = (2/3*9,06) + (1/3*4,79)

            = 7,64 user / cell

 

1 Km2 150 user => 150/7,64 = 19,63 Cell per km2

Anggap 1 Node B terdiri dari 3 Cell, artinya dibutuhkan 19,63/3 = 6,54 Node B (dibulatkan menjadi 7 node B!) untuk memenuhi demand pasar diatas.

 

Contoh lain Kasus dimensioning (capacity)

 

Data:

·          Total Subscriber           100000

·          BH mE/subs (voice)      25 mErlang

·          BH mE/subs (CS64)      5 mErlang

Asumsi lain

·          Jumlah data yang ditransfer tiap user/jam rata-rata = 700 kbyte/jam

 

Data umum UMTS (source from Ericsson)

Data jumlah kanal maksimum (Mpole) untuk uplink

 

Dengan menggunakan persamaan di atas didapatkan data sebagai berikut (kalau tidak percaya silakan dihitung sendiri.. J):

 

RAB	Pedesterian A
Speech 12,2 kbps	95
CS 64 kbps	14
PS 128 kbps	11

 

Data jumlah kanal maksimum (Mpole) untuk downlink

Dengan rumus diatas didapatkan

 

RAB	Pedesterian A
Speech 12,2 kbps	110
CS 64 kbps	14
PS 128 kbps	11

 

Langkah-langkah dimensioningnya (untuk uplink dulu ini yah..):

1.      Buat inisialisasi loading factornya

η = η(voice)  + η(RT data) + η(NRT data)

note. RT = Real Time

 

Ambil untuk inisialisasi awal η = 0,4

η = (Mspeech/Mmax,speech) + (Mcs64/Mmax,cs64) = 0,4

Cari angka untuk memenuhi loading faktor 0,4 misalkan:

Kanal suara (voice) = 17 kanal

Kanal CS64 = 3 kanal

η = (17/95) + (3/14) = 0,4

 

2.      Hitung kapasitas uplink

Dari data awal diatas, anggap:

1.      Kanal suara = 17 kanal

2.      Kanal CS64 = 3 kanal

Hitung kapasitas uplink, lihat dari tabel Erlang

Asumsi GOS untuk voice 2% dan CS64 = video call = GOS 5%

Dari tabel Erlang didapatkan

17 Kanal suara = 10,66 Erlang = 426 subscriber (@subscriber = 25 mErlang)

3 Kanal CS64 = 0.899 Erlang = 180 subscriber (@subscriber = 5 mErlang)

 

Misalkan dianggap 426 subscriber (voice) dan 180 subscriber (CS64) tidak seimbang, coba lagi sampai dirasakan seimbang antara voice dan CS64 nya.

Ambil 11 kanal suara dan 4 kanal CS64, didapatkan: 233 subscriber voice dan 305 subscriber untuk CS64.

 

3.      Hitung jumlah site yang diperlukan untuk memenuhi kapasitas Uplink

Asumsi 3 sektor/site, sehingga total jumlah sektor yang dibutuhkan adalah:

100000/233 = 429 sektor = 143 site.

 

4.      Hitung uplink coverage (MAPL)

Ini hitung sendiri ya, link budget dengan berbagai parameternya. (kalau sempat insya 4jJ1 saya bahas juga, plus tidak males.. hihihiih)

Nah dari perhitungan link budget, outputnya adalah MAPL (Maximum Allowable Path Loss), yaitu loss maksimum yang masih diijinkan oleh sistem.

 

5.      Hitung jumlah site yang dibutuhkan untuk memenuhi cakupan UL

Dari perhitungan no 4, masukkan ke dalam model propagasi yang sesuai. Ada berbagai pemodelan propagasi yang biasa di gunakan (tinggal disesuaikan dengan kondisi, ex frekuensi, urban atau rural, dsb).

Output dari pemodelan ini adalah jumlah site yang dibutuhkan..

Misalkan saja didapatkan nilai 52 sektor/18 site.

 

6.      Hitung iterasi selanjutnya jika dirasakan belum memuaskan (naikkan loading factor)

Dari step no (3) dan no (5) bandingkan, apakah seimbang atau nilainya njomplang. Kalau dianggap tidak seimbang, kita lakukan perhitungan ulang (iterasi) dari awal dengan cara “memainkan” factor loadingnya.

 

Misalkan kita naikkan loading faktor menjadi 60%, dengan cara yang sama seperti di atas didapatkan:

18 kanal suara = 11,5 E (dari tabel) = 460 subscriber voice (@subs = 25 mErlang)

6 kanal CS64 = 2,96 E (dari tabel) = 592 subscriber CS64 (@subs = 5 mErlang)

Kalau dianggap nilai diatas adalah seimbang, maka jumlah subscriber yang bisa didukung adalah 460 subscriber/sector.

 

Dimana jumlah sektor

100000/460 = 217 sektor = 73 site.

Note. Loading factor 60% dianggap maksimal untuk WCDMA (range antara 20% – 60%) dimana nilai yang direkomendasikan adalah 40%.

 

7.      Cek apakah volume data sesuai dengan kapasitas yang tersedia

ASUMSI Final:

18 kanal disediakan untuk voice

6 kanal disediakan untuk CS64

           

Beban server = (11,5/95) + (2,96/14) = 0,33

Maka, loading faktor yang tersedia untuk layanan lain (data) = 0,6 – 0,33 = 0,27

 

Mmax(128K) = 11

Beban sektor   = 11 x 0,27 x 128K x ( 3600/8 )

                        = 171 Mbyte / jam/sektor

 

Kalau jumlah subscriber = 500,

Demand aktual adalah 500 X 700 kbyte = 350 Mbyte/jam/sektor

 

Dari perhitungan diatas ternyata demand > beban yang mampu disediakan -> perlu penambahan site!

 

Lakukan hal yang sama untuk arah downlink, bagaimana Anda rekayasanya sehingga didapatkan hasil akhir yang balance antara uplink dan downlink.

 

Nah itulah sekilas, cara perhitungan traffik pada sistem WCDMA. Nilai-nilai paramater diatas hanya merupakan contoh, silakan dicoba sesuai dengan kondisi yang lebih real di masing-masing daerah.

 

Semoga membantu,

 

 

- Belajar Ngitung-ngitung Trafik -

- Belajar Ngitung-ngitung Trafik -

Edisi Satu

 

Di dalam dunia teknologi seluler, ada satu bahasan yang cukup menantang, yaitu dimensioning trafik! Dimana kita meramal jumlah pelanggan yang akan kita layani sampai beberapa tahun ke depan, sehingga bisa di rencanakan berapa jumlah Network Element yang harus dibangun oleh operator untuk melayani pelanggan tersebut. Memang tidak bisa “pas” seperti matematika, karena statistik yang dibicarakan disini. Oke, langsung aja kita coba bahas.

 

Artikel ini akan coba memberikan gambaran perhitungan traffik untuk sistem GSM dan WCDMA, dengan asumsi-asumsi yang biasa dipakai. Untuk saat ini saya tidak akan membahas terlebih dulu mengenai perhitungan Interface (Abis, Ater, IuPs atau IuCs dan sebagainya). Yang coba saya tekankan disini, baru sampai dimensioning RBS saja. (Semoga insya 4jJ1 next saya bisa bahas core network plus interface, karena saya juga mesti belajar dulu hihihihi..).

 

System GSM

Kita tahu bahwa GSM terdiri dari 8 time slot yang bisa diduduki oleh pelanggan. Misalnya ada satu BTS dengan konfigurasi 2/2/2 (3 sektor dengan masing-masing sektor terdiri dari 2 TRX =16 timeslot). Sehari-hari kita tidak hanya melakukan telepon, tapi juga SMS, artinya kita tidak hanya butuh kanal suara (TCH) namun juga butuh kanal signalling untuk mengakomodir SMS (menggunakan kanal SDCCH).

 

Typical value untuk tiap pelanggan yang dipakai dalam planning jaringan adalah:

TCH load          = 25 mErlang

SDCCH load     = 4 mErlang

 

Anggap kita sudah selesai melakukan evaluasi dan didapat hasilnya 14 timeslot dipakai untuk traffic dan 2 timeslot untuk signalling. Langkah berikutnya yang harus kita lakukan adalah melihat Tabel Erlang yang sudah disebut diatas.

 

 

Dari tabel Erlang tersebut kita lihat untuk jumlah kanal traffic sebanyak 14 dapat menghandle 8,2 Erlang untuk bisa mencapai GOS 2%.

 

Yang menjadi pertimbangan adalah, dalam desain kita banyak menggunakan asumsi-asumsi (syarat dan ketentuan berlaku), sebut saja pemodelan propagasi, link budget, kita menggunakan asumsi yang tentu masih bisa ditoleransi. Namun sebagai engineer kita tidak boleh “kaku”, artinya harus disesuaikan dulu dengan kondisi environment nya. Apalagi kalau kita perhatikan semua perhitungan dan asumsi yang digunakan diambil dari penelitian yang dilakukan diluar yang tentu kondisinya berbeda dengan daerah kita masing-masing. Memang perlu sedikit “dimodifikasi” kalau kita benar-benar ingin mendesain dengan baik. Hal ini sangat berdampak terhadap network, dan perlu diperhatikan ketika teman-teman mendesain (network planning).

 

Ambil contoh traffic pelanggan biasanya kita menggunakan = 25 mErlang. Tapi dengan kondisi seperti sekarang mungkin kita perlu membuat nilai yang lebih “realistis”.

 

Misal Operator BuTel (Bumi Telekomunikasi.inc) mempunyai produk sebagai berikut

Produk	Jumlah User	Holding Time	Call Attempt	Load Traffic
A	80	40 menit	1	53,33
B	20	3 menit	4	4
Total	100	43	5	57,33

Note. (Load traffic silakan cari sendiri darimana nilainya)

 

Dari tabel diatas didapat rata-rata traffic untuk masing-masing pelanggan adalah:

0,57 Erlang! (bandingkan dengan typical value yang biasa kita gunakan antara 25-35 mErlang). Artinya kalau kita mendesain masih dengan data yang lama, sementara pola pikir pelanggan sudah berubah, Network akan mengalami Overload.

 

Yang ujungnya adalah susah call, drop call, hingga Network Down, impactnya tentunya pelanggan tidak puas, pergi, dan (Operator BuTel tidak jadi didirikan.. hihihihi)

 

Next. Ngitung traffik system WCDMA

 

Cognitive Radio

Iseng buka2 folder lama, daripada jadi sampah, barangkali ada yang mau lanjutin buat riset atau TA dsb..

Idenya cognitive radio ini sebenernya untuk mengatur resource (frekuensi) seefisien mungkin ditengah semaraknya bermacam-macam teknologi wireless. Ini ada beberapa catatan fundamental yang mungkin bisa memberikan gambaran. Kalau tertarik silakan browsing di internet, atau bisa menghubungi saya, karena ada beberapa referensi bagus yang saya punya.

 

Important Note:

1. CR simplified view
   1. Cognitive radio adapt to spectrum environment
   2. SDR adapt to network environment 
2. What is Cognitive Radio
   1. Tune to any available channel in the target band
   2. Establish network communications and operate in all or part of the channel
   3. Implement channel sharing and power control protocols which adapt to spectrum occupied by multiple heterogeneous network
   4. Implement adaptive transmission bandwidth, data rate, and error correction schemes to obtain the best throughput possible
   5. Implement adaptive antenna steering to focus transmitter power in the direction required to optimized received signal strength
3. Two protocols have emerged as early cognitive radio behavior
   1. Dynamic Frequency Selection

                                                              i.      Originally used to describe a technique to avoid radar signal by 802.11a networks which operate in the 5GHz U-NII band

                                                             ii.      Now generalized to refer to an automatic frequency selection process intended to achieve some specific objective (like avoiding harmful interference to a radio system with a higher regulatory priority)

           b.  Transmit Power Control

                                                              i.      Originally a mechanism for 802.11a network to lower aggregate transmit power by 3dB from the maximum regulatory limit to protect ESSS (Earth Exploration Satellite System) operations

                                                             ii.      Now generalized to a mechanism that adaptively sets transmitter power based on the spectrum or regulatory environment 

   4. Another key cognitive radio behavior is incumbent profile detection (IPD)

1. IPD is the ability to detect an incumbent user (one with regulatory priority) based on a specific spectrum signature
2. DFS requires an IPD protocol identify unoccupied, or lightly used frequencies
3. IPD includes detection schemes focused on the characteristics of the specific incumbents in the band, or bands, that the cognitive radio is designed to support
4. IPD eliminates the need for geo location techniques (GPS, etc) to determine the location of the radio and, using a database, identify unused channels

Reference:

“Cognitive Radio Emerges from Obscurity”, John Notor, January 23, 2004

Femtocell

Femtocell atau Home Node B adalah ….

(ntar dilanjut, skr baru searching bahan..)