Makalah Kelompok 5 Komunikasi Seluler

Anggota kelompok 5 : -

Abdilah Husada (09110303021) Elvin Try Yonanda (09110303023) Joni Iskandar (09110303025) Silvia Tria Agustina (09110303027)

Pengertian komunikasi seluler Sebuah sistem komunikasi bergerak selular menggunakan sejumlah besar pemancar berdaya rendah untuk menciptakan sel (daerah geografis) layanan dasar dari sistem komunikasi nirkabel (tanpa kabel). Variabel tingkat daya pemancar, memungkinkan sel-sel diubah ukurannya menyesuaikan kepadatan pelanggan dan permintaan dalam suatu wilayah tertentu.

SEJARAH GSM Teknologi komunikasi selular sebenarnya sudah berkembang dan banyak digunakan pada awal tahun 1980-an, diantaranya sistem C-NET yang dikembangkan di Jerman dan Portugal oleh Siemens, sistem RC-2000 yang dikembangkan di Perancis, sistem NMT yang dikembangkan di Belanda dan Skandinavia oleh Ericsson, serta sistem TACS yang beroperasi di Inggris. Namun teknologinya yang masih analog membuat sistem yang digunakan bersifat regional sehingga sistem antara negara satu dengan yang lain tidak saling kompatibel dan menyebabkan mobilitas pengguna terbatas pada suatu area sistem teknologi tertentu saja (tidak bisa melakukan roaming antar negara). Teknologi analog yang berkembang, semakin tidak sesuai dengan perkembangan masyarakat Eropa yang semakin dinamis, maka untuk mengatasi keterbatasannya, negara-negara Eropa membentuk sebuah organisasi pada tahun 1982 yang bertujuan untuk menentukan standar-standar komunikasi selular yang dapat digunakan di semua negara Eropa. Organisasi ini dinamakan Group Special Mobile (GSM). Organisasi ini memelopori munculnya teknologi digital selular yang kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication atau GSM. GSM muncul pada pertengahan 1991 dan akhirnya dijadikan standar telekomunikasi selular untuk seluruh Eropa oleh ETSI (European Telecomunication Standard Institute). Pengoperasian GSM secara komersil baru dapat dimulai pada awal kuartal terakhir 1992 karena GSM merupakan teknologi yang kompleks dan butuh pengkajian yang mendalam untuk bisa dijadikan standar. Pada September 1992, standar type approval untuk handphone disepakati dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian dalam memproduksi GSM. Pada awal pengoperasiannya, GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat pesat dan arah pelayanan per area yang tinggi, sehingga arah perkembangan teknologi GSM adalah DCS (Digital Cellular System) pada alokasi frekuensi 1800 Mhz. Dengan frekuensi tersebut, akan dicapai kapasitas pelanggan yang semakin besar per satuan sel. Selain itu, dengan luas sel yang semakin kecil akan dapat menurunkan kekuatan daya pancar handphone, sehingga bahaya radiasi yang timbul terhadap organ kepala akan dapat di kurangi. Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia. Indonesia awalnya menggunakan sistem telepon selular analog yang bernama AMPS (Advances Mobile Phone System) dan NMT (Nordic Mobile Telephone). Namun dengan hadir dan dijadikannnya standar sistem komunikasi selular membuat sistem analog perlahan menghilang, tidak hanya di Indonesia, tapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin bertambah. Pada akhir tahun 2005, pelanggan GSM di dunia telah mencapai 1,5

triliun pelanggan. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.

Pengertian GSM Global System for Mobile Communication disingkat GSM adalah sebuah teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon genggam. Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia.

KEUNGGULAN GSM . - Kapasitas sistem lebih besar, karena menggunakan teknologi digital di mana penggunaan sebuah kanal tidak hanya diperuntukkan bagi satu pengguna saja sehingga saat pengguna tidak mengirimkan informasi, kanal dapat digunakan oleh pengguna lain. - Sifatnya yang sebagai standar internasional memungkinkan roaming mancanegara - Dengan teknologi digital, tidak hanya mengantarkan suara, tapi memungkinkan servis lain seperti teks, gambar, dan video. - Keamanan sistem yang lebih baik - Kualitas suara lebih jernih dan peka. - Mobile (dapat dibawa ke mana-mana)

DETAIL TEKNIS GSM Di Eropa, pada awalnya GSM didesain untuk beroperasi pada frekuensi 900 Mhz. Pada frekuensi ini, frekuensi uplinks-nya digunakan frekuensi 890–915 MHz , sedangkan frekuensi downlinksnya menggunakan frekuensi 935–960 MHz. Bandwith yang digunakan adalah 25 Mhz (915–890 = 960–935 = 25 Mhz), dan lebar kanal sebesar 200 Khz. Dari keduanya, maka didapatkan 125 kanal, dimana 124 kanal digunakan untuk suara dan satu kanal untuk sinyal. Pada perkembangannya, jumlah kanal 124 semakin tidak mencukupi dalam pemenuhan kebutuhan yang disebabkan pesatnya pertambahan jumlah pengguna. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak, maka regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada band frekuensi di range 1800 Mhz dengan frekuensi 1710-1785 Mhz sebagai frekuensi uplinks dan frekuensi 1805-1880 Mhz sebagai frekuensi downlinks. GSM dengan frekuensinya yang baru ini kemudian dikenal dengan sebutan GSM 1800, yang menyediakan bandwidth sebesar 75 Mhz (1880-1805 = 1785–1710 = 75 Mhz). Dengan lebar kanal yang tetap sama yaitu 200 Khz sama,

pada saat GSM pada frekuensi 900 Mhz, maka pada GSM 1800 ini akan tersedia sebanyak 375 kanal. Di Eropa, standar-standar GSM kemudian juga digunakan untuk komunikasi railway, yang kemudian dikenal dengan nama GSM-R.

Arsitektur jaringan GSM Secara umum, network element dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi: 1. 2. 3. 4.

Mobile Station (MS) Base Station Sub-system (BSS) Network Sub-system (NSS), Operation and Support System (OSS)

Secara bersama-sama, keseluruhan network element di atas akan membentuk sebuah PLMN (Public Land Mobile Network). Mobile Station atau MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri atas: •

•

Mobile Equipment (ME) atau handset, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya. Subscriber Identity Module (SIM) atau SIM Card, merupakan kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan. ME tidak akan dapat digunakan tanpa SIM didalamnya, kecuali untuk panggilan darurat. Data yang disimpan dalam SIM secara umum, adalah:

1. IMMSI (International Mobile Subscriber Identity), merupakan penomoran pelanggan. 2. MSISDN (Mobile Subscriber ISDN), nomor yang merupakan nomor panggil pelanggan.

Base Station System atau BSS, terdiri atas: • •

BTS Base Transceiver Station, perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal. BSC Base Station Controller, perangkat yang mengontrol kerja BTS-BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC

Network Sub System atau NSS, terdiri atas: •

•

Mobile Switching Center atau MSC, merupakan sebuah network element central dalam sebuah jaringan GSM. MSC sebagai inti dari jaringan seluler, dimana MSC berperan untuk interkoneksi hubungan pembicaraan, baik antar selular maupun dengan jaringan kabel PSTN, ataupun dengan jaringan data. Home Location Register atau HLR, yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara permanen.

• •

•

Visitor Location Register atau VLR, yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan. Authentication Center atau AuC, yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa keabsahaan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan. Equipment Identity Registration atau EIR, yang memuat data-data pelanggan.

Operation and Support System atau OSS, merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management. Frekuensi pada 3 Operator Terbesar di Indonesia 1. Indosat: 890 – 900 Mhz (10 Mhz) 2. Telkomsel: 900 – 907,5 Mhz (7,5 Mhz) 3. Excelcomindo: 907,5 – 915 Mhz (7,5 Mhz)

PENGERTIAN CDMA Code division multiple access (CDMA) adalah sebuah bentuk pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu (seperti pada TDMA) atau frekuensi (seperti pada FDMA), namun dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat-sifat interferensi konstruktif dari kode-kode khusus itu untuk melakukan pemultipleksan. Dalam perkembangan teknologi telekomunikasi telepon selular terutama yang berkaitan dengan generasi ke-tiga (3G), CDMA menjadi teknologi pilihan masa depan[1]. CDMA juga mengacu pada sistem telepon seluler digital yang menggunakan skema akses secara bersama ini,seperti yang diprakarsai oleh Qualcomm. CDMA adalah sebuah teknologi militer yang digunakan pertama kali pada Perang Dunia II oleh sekutu Inggris untuk menggagalkan usaha Jerman mengganggu transmisi mereka. Sekutu memutuskan untuk mentransmisikan tidak hanya pada satu frekuensi, namun pada beberapa frekuensi, menyulitkan Jerman untuk menangkap sinyal yang lengkap. Sejak itu CDMA digunakan dalam banyak sistem komunikasi, termasuk pada Global Positioning System (GPS) dan pada sistem satelit OmniTRACS untuk logistik transportasi. Sistem terakhir didesain dan dibangun oleh Qualcomm, dan menjadi cikal bakal yang membantu insinyur-insinyur Qualcomm untuk menemukan Soft Handoff dan kendali tenaga cepat, teknologi yang diperlukan untuk menjadikan CDMA praktis dan efisien untuk komunikasi seluler terrestrial.

Keuntungan CDMA Teknologi CDMA sendiri memiliki berbagai keuntungan jika diaplikasikan dalam sistem seluler. Keuntungan-keuntungan tersebut antara lain : - hanya membutuhkan satu frekuensi yang dibutuhkan untuk beberapa sektor/cell - tidak membutuhkan equalizer untuk mengatasi gangguan spektrum sinyal - dapat bergabung dengan metode akses lainnya, tidak - membutuhkan penghitung waktu (guard time) untuk - - melihat rentang waktu dan penjaga pita (guard band) untuk menjaga intervensi antarkanal - tidak membutuhkan alokasi dan pengelolaan frekuensi - memiliki kapasitas yang halus untuk membatasi para pengguna akses - memiliki proteksi dari proses penyadapan

Fitur CDMA - Sinyal pesan pita sempit ( narrowband ) akan digandakan dengan penyebaran sinyal pita lebar ( wideband ) atau pseudonoise code - Setiap user mempunyai pseudonoise (PN) code sendiri sendiri. - Soft capacity limit: performansi sistem akan berubah untuk semua pengguna begitu nomer pengguna meningkat. - Near-far problem (masalah dekat-jauh) -Interference terbatas:kontrol daya sangat diperlukan lebar bandwidth menimbulkan keaneka ragaman,sehingga meggunakan rake receiver -Akan membutuhkan semua komputer yang pernah dibuat oleh manusia diatas bumi untuk memecahkan kode dari satu setengah percakapan dalam sistem CDMA!

DETAIL TEKNIS CDMA CDMA menggunakan orthogonality sebagai inti dari kandungan matematisnya. Misal kita menampilkan sinyal data sebagai vector. Sebagai contoh, rangkaian biner "1011" akan diwakili oleh vektor (1, 0, 1, 1). Kita bisa memberi nama kepada vektor ini, dengan memakai huruf tebal , misal a. Kita juga bisa memakai operasi pada vektor-vektor ini, diketahui sebagai dot product, untuk "mengalikan" vektor-vektor, dengan cara menjumlahkan hasil dari masing2 komponen. Sebagai contoh, dot product dari (1, 0, 1, 1) dan (1, -1, -1, 0) menghasilkan (1)(1)+(0)(-1)+(1)(-

1)+(1)(0)=1+-1=0. Dimana dot product dari vector a dan b adalah 0, kita bisa mengatakan dua vektor ini adalah orthogonal. Hasil dot memiliki beberapa sifat, dan salah satunya akan menolong kita memahami bagaimana CDMA bekerja. Untuk vektor-vektor a, b, c:

Akar pangkat dua dari a.a adalah bilangan real, dan ini sangat penting. Kita bisa menulis

Asumsi vektor2 a dan b adalah orthogonal. Maka:

Implementasi

Sinyal modulasi dalam CDMA menggunakan kode untuk mengirimkan sinyal data

An example of 4 orthogonal digital signals.

Misalkan sekarang kita memiliki satu set vektor yang saling ortogonal satu sama lain. Biasanya vektor ini khusus dibuat untuk kemudahan decoding - mereka adalah kolom atau baris dari matriks Walsh yang dibangun dari fungsi Walsh - tapi tegas secara matematis batasan hanya pada vektor ini adalah bahwa mereka ortogonal. Contoh fungsi ortogonal ditampilkan dalam gambar di sebelah kanan. Sekarang, bergaul dengan satu pengirim vektor dari himpunan ini, katakanlah v, yang disebut kode chip. Associate angka nol dengan vektor-v, dan satu digit dengan vektor v. Sebagai contoh, jika v = (1, -1), maka vektor biner (1, 0, 1, 1) akan sesuai dengan (1 , -1, -1,1,1, -1,1, -1). Untuk keperluan artikel ini, kita sebut dibangun ini vektor vektor yang ditransmisikan. Setiap pengirim memiliki berbeda, vektor unik dipilih dari yang ditetapkan, tapi pembangunan vektor yang ditransmisikan identik. Sekarang, sifat fisik dari interferensi misalkan bila 2 sinyal secara bersamaan punya phase yang sama, mereka akan "saling menambah" menghasilkan 2 kali amplitudo dari masing-masing sinyal. Tetapi jika sinyal-sinyal tersebut tidak dalam phase yang sama, maka mereka akan "saling mengurangi" dan menghasilkan sebuah sinyal yang berbeda amplitudonya. Secara digital, sifatsifat ini cukup bisa dimodelkan dengan penambahan vektor transmisi. Jadi, jika kita punya 2 pengirim, masing-masing mengirikam secara bersamaan, salah satu dengan chip code (1,-1) dan

data vektor (1,0,1,1), dan pengirim yang lain dengan chip code(1,1) dan data vektor (0,0,1,1),sinyal mentah yang akan di terima menjadi (1,-1,-1,1,1,-1,1,-1)+(-1,-1,-1,-1,1,1,1,1)=(0,-2,-2,0,2,0,2,0). Misalkan sebuah penerima mendapat semacam sinyal seperti di atas, dan ingin menngetahui transmiter mana yang mengirim dengan chip code (1,-1). Penerima akan menggunakan propertiproperti yang dijelaskan di atas, dan mengambil dot product pada vektor yang diterima dalam beberapa bagian. Ambil 2 komponen pertama dari vektor yang di terima, Yaitu (0,-1). Sekarang, (0,-2).(1,-1)=(0)(1)+(-2)(-1)=2. Karena ini positif, kita bisa menyimpulkan bahwa digit "1" sudah dikirimkan. Mengambil 2 komponen selanjutnya, yaitu (-2,0),(-2,0).(1,-1)=-2. Karena ini negatif kita bisa menyimpulkan bahwa digit "0" telah dikirimkan. Dengan terus melanjutkannya pada komponen-komponen selanjutnya kita bisa memecahkan transmiter mana yang telah mengirimkan dengan chip code (1,-1) yaitu (1,0,1,1) Likewise, applying the same process with chip code (1, 1): (1, 1).(0,-2) = -2 gives digit 0, (1, 1).(-2,0)=(1)(-2)+(1)(0)=-2 gives digit 0, and so on, to give us the data vector sent by the transmitter with chip code (1, 1): (0, 0, 1, 1). Sekarang, ada isu-isu tertentu di mana proses matematika ini dapat terganggu. Anggaplah bahwa satu pengirim mentransmisikan pada kekuatan sinyal yang lebih tinggi daripada yang lain. Kemudian orthogonality kritis properti bisa terganggu, sehingga sistem bisa gagal. Jadi mengendalikan kekuatan daya merupakan masalah penting dengan pemancar CDMA. A TDMA atau FDMA penerima dapat secara teori benar sewenang-wenang menolak sinyal yang kuat pada slot waktu lain atau frekuensi saluran. Hal ini tidak berlaku untuk CDMA; penolakan sinyal yang tidak diinginkan hanya parsial. Jika salah satu atau semua sinyal yang tidak diinginkan jauh lebih kuat daripada sinyal yang diinginkan, mereka akan menguasai mereka. Ini menyebabkan persyaratan umum dalam sistem CDMA kira-kira sesuai dengan berbagai tingkat kekuatan sinyal seperti yang terlihat pada penerima. Dalam CDMA seluler, stasiun basis menggunakan loop tertutup cepat skema kontrol daya untuk mengontrol ketat setiap mobile's transmit power. Anggaplah suara itu hadir dalam saluran nol mengambil sedikit untuk beberapa nilai lain. Maka ini juga akan mengganggu orthogonality properti, dan dengan demikian menambah tingkat ekstra forward error correction (FEC) coding juga penting. Sejauh ini, kita telah mengasumsikan bahwa waktu adalah mutlak CDMA tepat, yaitu tepat pemancar mentransmisikan pada titik-titik dalam kelipatan panjang urutan chip. Tentu saja, dalam kenyataannya, ini tidak praktis untuk mencapai, sehingga semua bentuk CDMA menggunakan spread spectrum memperoleh proses untuk memungkinkan penerima untuk mendiskriminasikan sebagian sinyal yang tidak diinginkan. Sinyal dengan kode chip yang dikehendaki dan waktu diterima, sedangkan sinyal dengan kode chip yang berbeda (atau kode penyebaran yang sama namun waktu yang berbeda offset) muncul sebagai suara wideband dikurangi dengan proses mendapatkan. Keuntungan utama CDMA atas TDMA dan FDMA adalah bahwa kode CDMA yang tersedia berjumlah tak hingga. Hal ini membuat CDMA secara ideal cocok bagi sejumlah besar pemancar yang masing-masing menjangkitkan sejumlah kecil trafik pada selang waktu tak teratur, karena hal itu menghindari overhead untuk mengalokasi dan men-dealokasi secara terus-menerus sejumlah terbatas slot waktu ortogonal atau kanal frekuensi ke pemancar individual. Pemancar CDMA

dengan begitu saja mengirim ketika mereka mempunyai sesuatu untuk dikirim dan diam ketika tidak. Soft Handoff

Soft handoff (or soft handover) adalah salah satu inovasi dalam mobilitas dimana mungkin dilakukan dengan teknologi CDMA.Hal ini berkaitan dengan teknik atau pemindahan dari satu sel ke sel yang lain tanpa memutuskan hubungan radio kapanpun. Di dalam teknologi TDMA dan sistem analog,setiap pancaran sel pada frekuensinya sendiri,berbeda daripada sel-sel tetangganya.Jika sebuah perangkat bergerak telah mencapai batas dari sel yang melayani call sekarang,dapat dikatakan akan memutus hubungan radio dan secepatnya menyesuaikan dengan salah satu frekuensi sel-sel tetangganya dimana call telah dipindahkan oleh jaringan dikarenakan perpindahan lokasi dari peralatan bergerak tersebut.Jika peralatan bergenrak tersebut tidak bisa menyesuaikan dengan frekuensi barunya dalam sekejap,maka call akan diputus. Didalam Sistem CDMA, satu set sel bertetangga semuanya menggunakan frekuensi yang sama untuk transmisi dan sel yang berbeda (atau base station) dalam arti adalah sebuah nomer yang disebut "PN offset",disaat time offset dari permulaan pseudo-random noise sequence yang diketahui dimana digunakan untuk menyebarkan sinyal dari base station.Dikarenakan semua sel berada pada satu frekuensi,mendengarkan pada BTS yang berbeda sekarang adalah tantangan dalam pemprosesan sinyal digital berbasis pada offset dari sekuen PN,bukan Tranmisi RF dan berdasarkan penerimaan pada frekuensi terpisah. Apabila handphone CDMA menjelajah melalui jaringan,ia mengenali offset PN dari sel bertetangga dan melaporkan kekuatan setiap sinyal kembali ke sel acuan dari hubungan percakapan (biasanya sel yang terkuat).Jika sinyal dari sebuah sel bertetangga cukup kuat,perangkat bergerak tersebut akan dihubungkan langsung pada "add a leg"' callnya dan memulai mentranmisikan dan menerima ke dan dari sel baru dalam arti ke sel (atau sel-sel)call yang baru saja digunakan. Begitu juga,jika sebuah sinyal sel melemah,maka handset akan secara langsung diputus hubungannya.Dslsm hsl ini,handset dapat bergerak dari sel ke sel dan menambah dan membuang jika diperlukan dengan tujuan untuk menjaga call hingga tanpa memutuskan hubungan. Dalam prakteknya,ada batasan-batasan frekuensi,sering antara siynal pembawa yang berbeda atau sub-jaringan.Pada keadaan ini,handset CDMA akan menggunakan jalan yang sama seperti dalam TDMA atau analog dan menjalankan sebuah perpindahan yang ekstrem dimana hal ini akan memutus hubungan dan mencoba mengambil frekuensi baru dimana ia baru saja mati.

DAFTAR PUSTAKA

-

www.wikipedia.org

- andihasad.wordpress.com/2010/04/26/komunikasiselular-gsm/