BAB II - TINJAUAN PUSTAKA (3) - 2.5 Kapasitas Seluler CDMA

2.5 Kapasitas Seluler CDMA

2.5.1 Kapasitas Sel Tunggal CDMA

Kapasitas sel tunggal CDMA dapat dianalisa dengan tanpa memperhatikan interferensi dari sel-sel lain. Dengan mengansumsikan kontrol daya ideal, seluruh sinyal yang diterima Mobile Unit berada pada level yang sama. Untuk n buah Mobile Unit yang aktif, Base Station akan menerima sinyal yang diinginkan dengan daya S dan sebanyak (n-1) sinyal noise dengan daya sebesar S pula. Jadi didapatkan signal-to-noise ratio (S/N) sebesar :

……………(2.4)

Faktor yang lebih menunjukkan faktor keandalan sistem adalah (energi per bit / noise density).

………………………(2.5)

Sehingga kapasitas sel tunggal CDMA diberikan oleh persamaan (Gillhousen, 1991) :

……………………..(2.6)

dimana :

n = Kapasitas sel

X = Voice Activator

W = Bandwidth

R = Bit rate

Eb/No = Energi bit pernoise

S = level sinyal penerimaan

h = Background thermal noise

2.5.2 Kapasitas multisel CDMA

Untuk menghitung kapasitas multisel CDMA, interferensi dari sel lain (I) serta interferensi dari sel sendiri harus diperhitungkan yang dapat dinyatakan dengan (James X. Qiu dan Jon W. Mark, 1999) :

……………..(2.7)

……………..(2.8)

dimana I adalah interferensi eksternal dari sel-sel sekitarnya.

Kapasitas multisel CDMA yang ditunjukkan oleh persamaan (2.8) akan mencapai kapasitas maksimal jika harga dari Eb/No minimum.

2.6 Interferensi Eksternal pada Sel CDMA

Besarnya interferensi eksternal dapat dihitung sebagai berikut:

Diasumsikan pada sebuah sel dengan radius R terdapat sebanyak n buah user yang terdistribusi secara uniform (gambar 2.6) maka kepadatan dari sel tersebut adalah :

……………………….(2.9)

Daya total dari suatu sel yang memiliki user sebanyak n yang diterima sebagai interferensi pada Base Station sel yang berjarak adalah :

…………………………..(2.10)

dimana integrasi dilakukan untuk seluruh daerah cakupan sel, dengan :



……………………(2.11)



Sehingga akan diperoleh (Kyong Il Kim, 1994 ):

……………..(2.12)

……(2.13)

dimana :

D = jarak antara dua sel

R = radius sel

S = kuat sinyal Mobile Unit

Harga k pada persamaan (2.13) diatas dapat dicari dengan menggunakan persamaan dibawah , sesuai dengan gambar 2.7 :

. ........................................(2.14)




2.7 Konsep Cell Breathing

Kendala operasional yang dihadapi dalam penerapan seluler CDMA adalah tingkat interferensi yang terjadi sesuai dengan jumlah user pada sel tersebut. Dengan meningkatnya daya interferensi pada sel maka Mobile Unit yang terletak jauh dari Base Station akan kehabisan daya pancar sehingga tidak dapat mempertahankan nilai Eb/No yang diisyaratkan dan hubungan akan terputus.

Hal diatas dapat diatasi dengan cara memindahkan sejumlah user aktif yang terletak pada daerah perbatasan sel menuju sel yang memiliki jumlah user aktif yang lebih rendah sehingga kapasitas sistem yang dicapai dapat lebih optimum. Untuk memindahkan user aktif tersebut diperlukan adanya pengaturan sinyal pilot Base Station.

Peristiwa Cell Breathing pada sel CDMA ditunjukkan pada gambar 2.8. Apabila suatu sel sedang padat user maka interferensi pada sel tersebut akan meningkat. Interferensi yang terjadi akan menurunkan nilai Eb/No sistem. Menurunnya nilai Eb/No berarti menurunnya kualitas komunikasi yang terjadi. Pada kondisi ini Base Station akan menurunkan level sinyal pilotnya. Dengan turunnya sinyal pilot maka ukuran sel akan mengecil. User yang berada pada pinggir sel akan menerima pilot yang lebih kecil sehingga akan terjadi handoff ke sel tetangganya.


Mekanisme handoff yang digunakan pada pengontrolan sinyal pilot adalah sebagai berikut (James X. Qiu dan Jon W. Mark, 1999) :

Ketika suatu sel CDMA sedang padat dan interferensi yang muncul cukup untuk menurunkan Eb/No dibawah nilai threshold g , Base Station mulai menurunkan daya sinyal pilot.

User yang terletak pada daerah overlapping antar sel akan melakukan handoff menuju sel dengan sinyal pilot yang lebih tinggi.

Sinyal pilot tidak boleh turun hingga tak terbatas untuk tetap menjaga daerah overlapping antar sel yang berguna saat terjadinya handoff.

Daya sinyal pilot akan naik secara perlahan-lahan kembali jika nilai Eb/No telah berada diatas nilai threshold g .

Permintaan handoff tetap menjadi prioritas utama dibandingkan dengan permintaan pembicaraan yang baru.

Keuntungan algoritma diatas adalah:

Meminimalkan biaya. Masing-masing mobile unit mengukur kuat sinyal pilot tersebut untuk menetukan perlunya handoff. Ketika handoff diperlukan maka MU mengkomunikasikannya dengan Base Station untuk menginisialisasikan handoff. Jadi antar Base Station tidak perlu berkomunikasi untuk bertukar informasi.

Diharapkan Mobile Unit telah dilengkapi dengan proses pengukuran sinyal pilot sehingga tidak perlu lagi mengubah rangkaian pada Mobile Unit tersebut.

Prosedur Handoff yang terjadi tidak rumit.

Hanya diperlukan penambahan peralatan pada Base Station saja. Diperlukan adanya sistem kontrol umpan balik untuk mengatur kuat sinyal pilot sesuai dengan tingkat interferensi .