Materi Training 2G RF Planning and Optimization (Update Mei 2012)

Training Material 2G RF Planning and Optimization

Our Product and Service

Learning Center Research and Development

Industrial Product

www.floatway.com

Lingga Wardhana Educational Background :  Electrical Engineering, Gadjah Mada University (2001 – 2006)  MBA Program, Gadjah Mada University (2011 – present )

Professional Experience :  PT. Siemens Indonesia, Network Optimization Engineer (2006 – 2008)  PT. Lexcorp Solution, RF Optimization Consultant (2008 – 2009)  PT. Nexwave, RF Optimization Consultant (2009)  PT. Lintas Media Telekomunikasi, 3G RF Senior Optimization Consultant (2009 – 2010)  PT. Floatway Systems, Founder (2010 – Present)

Achievements :  1st winner of Indosat Telco Project 2005  1st winner of Indosat Wireless Innovation Contest 2007, Hardware Category 3rd position in European Satellite Navigation Competititon 2009 for Regional Gipuzkoa/Spain (www.galileo-masters.eu)

Agenda Day One Pre Test Introduction Proses Belajar What is RF Engineer RF Planning and Optimization RF Planning Scope Of Work RF Optimization Scope Of Work

2G/GSM Introduction

GSM Radio Technology GSM Frequency Allocation Frame, Multiframe and Burst GSM Channel Type GSM Architecture & 2G BTS Hardware Idle Mode & Dedicated Mode Timing Advance Philosophy

GPRS Introduction

GPRS Technology Modifikasi antramuka radio GSM untuk GPRS Multislot Class Channel Coding GPRS Architecture

EDGE (Enhanced Data rate for Global Evolution) Teknik modulasi pada EDGE Modulation Scheme dan throughput maksimum EDGE Architecture

PROSES BELAJAR

5

Proses Belajar Belajar merupakan hak setiap orang, akan tetapi kesempatan mengikuti program pengembangan diri di Floatway Learning Center adalah suatu privilege.

Privilege bahwa seseorang secara formal telah menjalani kegiatan belajar dan mendapatkan pengakuan atas hasil belajarnya.

Perlu dicatat bahwa belajar merupakan kegiatan individual.Yang diharapkan bahwa peserta juga melakukan kegiatan mandiri seperti membaca, menerapkan teori pada praktek nyata, menganalisis dan hal-hal lain yang mengembangkan kemandirian belajar di luar kelas formal.

Sehingga harapannya tidak terjadi kesenjangan antara pemberi materi dan peserta program dan terjadi pertukaran informasi di antara peserta di dalam kelas dan akhirnya kegiatan training class menjadi kegiatan yang menyenangkan tanpa meninggalkan semangat dan kegigihan atau profesional.

WHAT IS RF ENGINEER

7

What is RF Engineer? RF Engineer atau Radio Frequency Engineer adalah seseorang yang bertanggung jawab segala sesuatu hal pada jaringan seluler yang berhubungan dengan sisi radio.

di sisi radio kita dapat mengetahui user perception atau “rasa” yang dialami oleh pengguna jaringan operator

RF PLANNING AND OPTIMIZATION

9

RF Planning Planning Team Planning Tools

Site Data (Engineering Parameter)

Planning Tools : NetAct Planner (NSN) Unet (Huawei) TEMS Cell Planner (Ericsson) Asset3G (Aircom)

Map Tools : MapInfo Google Earth Necto SiteSee Common Map Tools

Site Data dari Planning (Engineering Parameter) Untuk OSS tim

Digunakan oleh RF Optimization team dan Drivetest team.

OSS Engineer or Database Engineer Site Data dari Planning (Engineering Parameter)

OSS Tools

Parameter Database

Node B

RNC

3G Network

Capacity and Utilization Database

Digunakan oleh Planning Team salah Alarm satunya untuk Database membuat map dengan relasi adjacent

Site Data dari Planning team dan Parameter Database digunakan untuk membuat Drivetest Cell File

OSS Engineer

Performance Database OSS Tools : NetAct OSS (NSN) M2000 (Huawei) LMT (Huawei) Citrix (Ericsson) WINFIOL (Ericsson) Batrana (Siemens) Ms Access & Ms Excell

Data-data dari OSS digunakan oleh RF Optimization untuk proses optimisasi

Drivetest Engineer Site Data dari Planning team dan Parameter Database digunakan untuk membuat Drivetest Cell File Drivetest team mengambil data “user experience” dengan Drivetest Tool

Drivetester Team

Drive Test Cell File

Drivetest Tools

Drive Test Logfile RF Optimization Team

Drivetest Tools : TEMS Investigation Nemo Probe

Data Logfile digunakan RF Optimization untuk dianalisis. Logfile dari Drivetester Untuk RF Optimization

Rigger Team Site Audit Tools

Site Audit Data/ Physical Data

Data-data physical seperti antenna height, antenna downtilt, azimuth dan panoramic picture diambil oleh tim Rigger.

Site Audit Tools : Kompas GPS Kamera Meteran Tilt meter Rigger Team

Physical data selain digunakan oleh RF Optimization, juga oleh Planning Team untuk mengupdate Site Data.

RF Optimization Performance Statistik dari OSS

Logfile dari Drivetester

Measurement Analysis Tools

Drivetest Post Processing Tools

Physical site data dari rigger atau dari planning team

Proposal and Reporting

Parameter CR Neighbour CR Physical CR Alarm Clearance

RF Optimization Team Parameter Change Request akan dieksekusi oleh tim OSS, Physical Change oleh tim Rigger, Hardware clearance akan diekskalasi ke tim BSS.

RF Planning Scope of Work

Planning for Capacity Expansion

Planning for add new site

Scrambling Code Planning in 3G

Frequency Planning in 2G

RF Planning

Neighbour Planning

Database Parameter for New site

Physical Parameter for New Site

RF Optimization Scope of Work Knowing and Reporting Network Performance Support for newsite and capacity expansion requirement

Knowing and tuning for optimal Network Parameter

RF Optimization

Drivetest analysis and recommendati on

Acessibility Performance Improvement

Integrity Performance Improvement

Retainability Performance Improvement

2G/GSM INTRODUCTION

17

GSM RADIO TECHNOLOGY

18

Radio Technology Evolution

4G

GSM Radio Technology GSM kepanjangan dari “Global System for Mobile Communication”

Mengkombinasikan antara teknik TDMA (Time Division Multiple Access) dan teknik FDMA (Frequency Division Multiple Access)

GSM menggunakan frequency carrier selebar 200 KHz

Dikategorikan pada teknologi 2G bersaing dengan CDMA2000 (Code Division Multiple Access 2000)

Pada Akhir tahun 2003 pengguna jaringan seluler GSM di seluruh dunia telah mencapai 1 milyar.

FDD and TDD Sistem GSM menggunakan teknik FDD (Frequency Division Duplex) untuk membedakan transmisi uplink dan downlink.

Multiple Access Teknik akses jamak digunakan untuk mengatasi keterbatasan frekuensi yang digunakan oleh beberapa user secara bersamaan. Kombinasi antara akses jamak FDMA dan TDMA digunakan pada sistem seluler GSM.

GSM FREQUENCY ALLOCATION

23

GSM Frequency Allocation

Pada standar jaringan GSM frekuensi yang lebih tinggi digunakan untuk komunikasi downlink dan frekuensi yang lebih rendah digunakan untuk komunikasi uplink. Hal ini berhubungan dengan power uplink yang biasanya lebih rendah daripada power downlink Guard band sebesar 200 kHz diaplikasikan di batas-batas frekuensi antar operator untuk menghindari terjadinya saling interference pada operator penyedia layanan GSM.

2G Frequency Allocation in Indonesia GSM 900

DCS 1800

Frequency & Wavelength Panjang gelombang () adalah jarak yang di ukur dari satu titik dari sebuah gelombang ke titik yang sama di gelombang selanjutnya. = kecepatan cahaya / frekuensi ( c = 3 x 108 m/s) Perilaku Gelombang Radio : • Semakin panjang panjang gelombang, semakin jauh gelombang radio merambat. • Semakin panjang panjang gelombang, semakin mudah gelombang radio melalui atau mengitari penghalang. • Semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak data yang dapat di kirim.

Short Quiz 1 (Frequency Spectrum) 1.

2.

Untuk penetrasi indoor dan coverage bagaimana perbandingan antara sinyal frekuensi GSM dan frekuensi DCS apabila kedua site tersebut memiliki power, ketinggian dan konfigurasi antenna yang sama ?

Apakah keuntungan operator dengan frekuensi GSM 1800 yang contiguous (berdampingan) dibandingkan dengan frekuensi yang tidak berdampingan seperti yang dialami oleh operator-operator GSM di Indonesia ?

FRAME, MULTIFRAME & BURST

28

TDMA Frame

Pada setiap 200 kHz frekuensi band terbagi menjadi 8 TDMA time slot.

Jadi pada setiap satu frekuensi band memungkinkan 8 panggilan telepon (atau 16 panggilan telepon apabila disetting halfrate penuh) secara bersamaan

Satu urut-urutan 8 TDMA timeslot disebut sebagai TDMA frame. TDMA frame berdurasi 4.615 ms sehingga durasi per tiap timeslot adalah 0.577 ms

Multiframe

TDMA Frame sebenarnya adalah bagian dari urutanurutan yang disebut dengan multiframe.

Multiframe pada kanal TCH berulang sampai 26 TDMA Frame sedangkan pada kanal logika multiframe berulang sampai 51 TDMA Frame.

Informasi kontrol SACCH disisipkan pada Multiframe untuk menjaga koneksi dan menjaga kualitas sambungan.

The Burst Pada GSM transmisi data tidak dilakukan secara kontinyu. Pada setiap timeslot TS, HF switch on, data ditransmisikan kemudian HF switch off kembali. Metode ini disebut sebagai “burst”

Sekitar 0.028 ms untuk switch on, 0.5482 ms untuk transmisi data (147 bit) dan 0.028 ms untuk waktu switch off kembali.

The Burst

142 bit informasi. Bit-bit informasi dapat berlogika 0 atau 1. Information bits berisi 2 x 57 information bits, 26 training sequence bit dan 2 stealing flag. Training sequence berfungsi untuk sinkronisasi waktu dan analisis kualitas pentransmissan.

8.25 bit sebagai Guard Period. Guard Period juga tidak berisi informasi dan hanya sebagai penghindar error pada pengiriman burst. Salah satu jenis burst yang spesial adalah Acess burst yaitu burst pada acess MS pertama kali ke jaringan GSM dengan menggunakan Guard Period sepanjang 68.25 bit.

3 tail bits. Tail bits tidak berisi informasi. Tail bits berfungsi untuk mencegah kerusakan bit-bit informasi saat burst dikirimkan. Tails bit hanya berisi logika 0.

How to represent bit 1 and 0 ? Untuk mentransmisikan logika 0 dan 1 di jaringan GSM menggunakan modulasi frekuensi. Modulasi yang digunakan adalah Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK). GMSK adalah pengembangan dari teknik modulasi Minimum Shift Keying (MSK).

Pergeseran frekuensi tidak dilakukan secara langsung tetapi dengan mengubah kecepatan phasenya.

GSM CHANNEL TYPE

34

GSM Channel Type

TCH/F dan TCH/H Traffic Channels digunakan untuk transmisi data.

BCH (Broadcast Channels) hanya digunakan pada saat DL untuk sinkronisasi MS dan informasi broadcast.

CCCH (Common Control Channel) digunakan untuk komunikasi dua arah downlink dan uplik pada saat pengaksesan awal sebelum MS melakukan panggilan telepon, SMS dll DCCH (Dedicated Control Channel) digunakan untuk komunikasi dua arah downlink dan uplink untuk sinyal dedicated.

GSM ARCHITECTURE & BTS TYPE

36

GSM Architecture

Network Switching Systems Mobile Switching Center (MSC) berfungsi sebagai switch dan penghubung dengan jaringan fixed. Home Location Register (HLR) HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap.

Base Station Systems Base Transceiver Station (BTS) BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada MS.

Base Station Controller (BSC) BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS.

Visitor Location Register (VLR) VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan, terutama saat lokasi dari pelanggan diluar cakupan area jaringan HLR-nya

BTS Type

Nokia’s BTS now merger as Nokia Siemens Networks

BTS Type

Siemens’s BTS now merger as Nokia Siemens Networks

BTS Type

Ericsson’s BTS

Tower Type

1. BTS Greenfield dengan struktur berkaki empat, biasanya untuk BTS dengan ketinggian lebih dari 30 meter di daerah rural 2. BTS Greenfield dengan struktur berkaki tiga, lebih hemat tempat dan cocok untuk daerah perkotaan

3. BTS kamuflase yang menyerupai pohon untuk keindahan estetika

4. BTS monopole

5. Ericsson Tower Tube, tower yang ramah lingkungan.

6. BTS yang difungsikan juga sebagai lampu penerangan

Indoor BTS

Gambar Antena indoor building. Beberapa gedung-gedung tinggi di kota besar seperti Jakarta misalnya diharuskan menggunakan antena indoor karena penetrasi sinyal BTS macro biasanya sangat lemah didalam gedung.

IDLE MODE & DEDICATED MODE

43

Idle Mode and Dedicated Mode Idle mode adalah kondisi dimana MS tidak sedang melakukan panggilan telepon. Sedangkan dedicated mode adalah kondisi dimana MS sedang melakukan panggilan.

Cell Selection Cell Selection adalah proses sinkronisasi awal saat MS dinyalakan sehingga terhubung ke operator jaringan seluler dan layanan jaringan dapat digunakan sepenuhnya.

Proses Cell Selection menggunakan kanal logika BCCH untuk sikronisasi frekuensi antara MS dan cell.

Cell Selection MCC

MNC

Brand

Operator

510

00

PSN

PT Pasifik Satelit Nusantara (ACeS)

Operational

Satellite

510

01

INDOSAT

PT Indonesian Satellite Corporation Tbk (INDOSAT)

Operational

GSM 900 / GSM 1800 / UMTS 2100

510 510 510

03 07 08

StarOne TelkomFlexi AXIS

PT Indosat Tbk PT Telkom PT Natrindo Telepon Seluler

Operational Operational Operational

CDMA 800 CDMA 800 GSM 1800 / UMTS 2100

510 510

09 10

SMART Telkomsel

PT Smart Telecom PT Telekomunikasi Selular

Operational Operational

CDMA 1900

510

11

XL

PT XL Axiata Tbk

Operational

GSM 900 / GSM 1800 / UMTS 2100

510

20

TELKOMMobile

PT Telkom Indonesia Tbk

Unknown

GSM 1800

510

21

IM3

PT Indonesian Satellite Corporation Tbk (INDOSAT)

Not operational

GSM 1800

510

27

Ceria

PT Sampoerna Telekomunikasi Indonesia

Operational

CDMA 450

510 510

28 89

Fren/Hepi 3

PT Mobile-8 Telecom

Operational Operational

CDMA 800 GSM 1800 / UMTS 2100

510

99

Esia

PT Bakrie Telecom

Operational

CDMA 800

PT Hutchison CP Telecommunications

Status

Bands (MHz)

GSM 900 / GSM 1800 / UMTS 2100

PLMN (Public Land Mobile Network) selection adalah proses pertama kali saat dilakukan cell selection PLMN, atau istilah mudahnya adalah operator, dibedakan dengan MCC (Mobile Country Code) dan MNC (Mobile Network Code).

Cell Re-Selection Cell Reselection adalah proses perpindahan mobile user dari satu cell ke cell yang lain pada saat idle mode Cell awal yang ditinggalkan disebut source cell sedangkan cell tujuan disebut dengan target cell.

Handover Handover adalah proses perpindahan mobile user dari satu cell ke cell yang lain pada saat dedicated mode.

Handover berfungsi untuk tetap menjaga koneksi sewaktu melakukan panggilan ketika mobile user berada diluar jangkauan source cell.

Terdapat beberapa kriteria yang menyebabkan terjadinya handover antara lain sinyal yang lemah pada source cell yang telah melewati batas yang telah ditentukan, kualitas yang kurang bagus dll. Pada saat terjadi handover koneksi dengan source cell diputus dan dipindahkan ke target cell oleh sebab itu handover adalah proses yang sangat komplek dan kritis pada sistem GSM.

Handover

Handover Type Intra cell handover Inter cell handover Inter BSC handover

Inter MSC handover Inter PLMN

Paging Paging adalah proses broadcast pesan dari jaringan seluler kepada spesifik mobile user untuk mengetahui posisi tepatnya mobile user dalam suatu cell.

Pendekatan yang sangat baik adalah sistem harus melakukan paging ke semua cell untuk mengetahui dimana tepatnya mobile user berada. Tetapi apabila ini dilakukan maka kapasitas radio yang digunakan akan sangat besar.

Hal ini dapat diatasi dengan adanya Location Area dan Location Update.

Location Update Location Update digunakan untuk mengurangi jumlah proses paging yang harus dilakukan oleh sistem jaringan seluler.

Sistem jaringan seluler dibagi menjadi beberapa location area, setiap BSC dapat terdiri dari beberapa location area dan minimal terdiri dari satu location area.

Setiap mobile user mengidentifikasikan location area yang baru, dan berpindah ke location area yang baru maka MS akan melakukan Location Update.

Setiap proses Location update dilakukan update data-data tepatnya posisi MS berada dalam suatu cell akan disimpan dalam VLR (Visitor Location Register). Update data pada VLR diambil dari data subscriber pada HLR (Home Location Register).

Dengan adanya Location Update proses paging tidak harus dilakukan di semua cell di satu jaringan seluler tetapi hanya dilakukan oleh cell-cell yang berada dalam satu Location Area.

Proses Location update tidak hanya terjadi apabila terjadi perpindahan Location Area tetapi juga terjadi secara periodik apabila MS masih terletak pada Location Area yang sama agar data selalu terupdate.

Location Update

Outgoing Call Proses melakukan panggilan keluar atau Outgoing Call biasa disebut juga sebagai Mobile Originating Call (MOC)

Incoming Call Proses menerima panggillan masuk atau Incoming Call biasa disebut juga sebagai Mobile Terminating Call (MTC)

Short Quiz 2 ( Architecture) 1.

Si A (MOC) menelepon si B (MTC). Si A menggunakan jaringan 2G sedangkan si B menggunakan 3G. Gambarkan aliran data A ke B pada arsitektur jaringan seluler !

2. Si A kembali menelepon si B menggunakan Google Talk. Si A menggunakan jaringan 3G sedangkan si B menggunakan 2G. Gambarkan aliran data dari A ke B pada arsitektur jaringan seluler !

TIMING ADVANCE PHILOSOPHY

56

Timing Advance (TA) Philosophy Access Burst TB

Synch

Information Bit

TB

Guard Period

8

41

36

3

68.25

TB

Information Bit

TB

Guard Period

3

142

3

8.25

Access Burst

Normal Burst

Berbeda dengan normal burst, access burst adalah burst yang pertama kali dikeluarkan oleh MS saat mengakses jaringan dan memiliki guard bit lebih panjang yaitu 68.25 bit. Guard bit pada access burst digunakan untuk mengkompensasi propagation delay karena jarak yang tidak diketahui dari MS ke BTS. Sehingga access burst sebenarnya memperbolehkan bit terlambat sebesar 68.25 bit tanpa menginterferensi timeslot selanjutnya.

Timing Advance (TA) Philosophy Access Burst

1 Timeslot = 576.92 μs 1 Timeslot = 156.25 bit 1 bit = 3.69 μs

Durasi 1 bit Deskripsi Konversi kilobits ke bits Kalkulasi waktu tiap bit (dalam detik) Konversi dari detik ke mikrodetik

Formula 270.833 kb x 1000 1 detik/270.833 bits 0.00000369 detik x 1.000.000

Hasil 270.833 bits 0.00000369 detik 3.69 µ detik

Durasi single bit dapat juga diketahui dari hasil kalkulasi data throughput GMSK sebesar 270.833 kb/s. Dari hasil perhitungan tersebut diketahui transmisi sebuah single bit adalah 3.69 µs.

Timing Advance (TA) Philosophy Propagation Delay Jika access burst memiliki guard period sebesar 68.25 bits maka maksimum delay time adalah sebesar 3.69 µs x 68.25 bits atau 252 µs. Ini berarti sinyal dari MS dapat diterima dengan delay 252 µs tanpa menginterferensi timeslot selanjutnya.

Timing Advance (TA) Philosophy Maksimum Coverage Step selanjutnya adalah kalkulasi untuk menentukan jarak maksimum yang dapat ditempuh oleh MS apabila delay time maksimum adalah 252 µs. Menggunakan cepat rambat cahaya di udara (c) sebesar 300.000 km/s kita dapat menghitung jarak maksimum yang dapat ditempuh. Deskripsi

Formula

Hasil

Konversi km ke m

300.000 km x 1000

300.000.000 meter

Konversi m/s ke m/µs

300.000.000/1.000.000

300 m/µs

Kalkulasi jarak untuk 252 µs

300 m/µs x 252 µs

75600 m

Konversi m ke km

75600 m/1000

75.6 km

Karena sinyal radio tidak hanya satu arah tetapi dua arah, kita harus membagi jarak maksimum yang diperbolehkan menjadi dua. Sehingga 75.6 km apabila dibagi dua kita mendapatkan nilai maksimum sekitar 37.8 km. Jika MS lebih jauh daripada 37.8 km maka akan menginterferensi timeslot selanjutnya. Pada standar GSM nilai ini dibulatkan menjadi 35 km. Sehingga maksimum coverage pada sebuah cell adalah 35 km.

Timing Advance (TA) Philosophy Maksimum Coverage Step selanjutnya adalah kalkulasi untuk menentukan jarak maksimum yang dapat ditempuh oleh MS apabila delay time maksimum adalah 252 µs. Menggunakan cepat rambat cahaya di udara (c) sebesar 300.000 km/s kita dapat menghitung jarak maksimum yang dapat ditempuh. Deskripsi

Formula

Hasil

Konversi km ke m

300.000 km x 1000

300.000.000 meter

Konversi m/s ke m/µs

300.000.000/1.000.000

300 m/µs

Kalkulasi jarak untuk 252 µs

300 m/µs x 252 µs

75600 m

Konversi m ke km

75600 m/1000

75.6 km

Karena sinyal radio tidak hanya satu arah tetapi dua arah, kita harus membagi jarak maksimum yang diperbolehkan menjadi dua. Sehingga 75.6 km apabila dibagi dua kita mendapatkan nilai maksimum sekitar 37.8 km. Jika MS lebih jauh daripada 37.8 km maka akan menginterferensi timeslot selanjutnya. Pada standar GSM nilai ini dibulatkan menjadi 35 km. Sehingga maksimum coverage pada sebuah cell adalah 35 km.

Timing Advance (TA) Philosophy Perhitungan Jarak Ketika mengkalkulasi jarak untuk setiap TA, harus diingat bahwa delay propagation yang dihitung adalah untuk dua kali perjalanan gelombang radio. Pertama ada sinyal sinkronisasi dari BTS ke MS, dan kedua adalah pentransmisian burst dari MS ke BTS. Deskripsi Delay Propagation untuk 1 way trip Jarak untuk 1 TA

Formula 3.69 µ detik/2 300 m/µs x 1.845 µ detik

Hasil 1.845 µ detik 553.5 meter

Timing Advance (TA) Philosophy Perhitungan Jarak Nilai TA berkisar antara 0 sampai 63, dimana setiap step yang mewakili satu periode bit (sekitar 3,69 mikrodetik). Dengan cepat rambat gelombang radio sekitar 300.000.000 meter per detik (yaitu 300 meter per mikrodetik), satu step TA kemudian merupakan perubahan jarak round-trip (dua kali kisaran propagasi) dari sekitar 1.100 meter. Ini berarti bahwa setiap perubahan nilai TA adalah perubahan 553.5 meter atau biasa dibulatkan menjadi 550 meter dalam kisaran nyata antara MS dan Base Station.

TA Ring

Start

End

0

0

553.5 m

1

553.5 m

1107 m

2

1107 m

1660.5 m

3

1660.5 m

2214 m

…

…

…

63

34.87 km

35.42 km

Timing Advance (TA) Philosophy Extended Range Dengan menerapkan fitur Extended Range, BTS dapat menerima sinyal uplink dua timeslots berdekatan sekaligus. Jika MS mencapai Timing Advance maksimum, BTS memberikan kelonggaran penerimaan waktu timing advance dan memberikan waktu bagi MS untuk didengar oleh BTS bahkan dari jarak yang sangat jauh.Tambahan waktu sebesar durasi timeslot tunggal, dengan 156 periode bit.

Hal ini memberikan jangkauan sekitar 120 km untuk cell atau BTS yang meng-cover di daerah jarang penduduknya atau untuk mencapai pulau-pulau terpencil.

Short Quiz 3 (Timing Advance) 1.

Hitung berapa jarak maksimum TA, dan pada ring TA ke berapakah apabila kalkulasi TA menggunakan Normal Burst ?

GPRS INTRODUCTION

66

GPRS Technology GPRS kepanjangan dari “General Packet Radio System”

Dengan teknologi GPRS memungkinkan akses internet dilewatkan melalui mobile telephone.

Karena dikembangkan dari teknologi GSM yang berorientasi pada circuit switch atau untuk komunikasi suara maka kecepatan data koneksi internet dengan GPRS memang belum memuaskan.

Tapi dari sinilah teknologi Wireless Broadband berkembang…

Modifikasi antarmuka radio GSM untuk GPRS

Timeslot pada GSM akan dibagi untuk koneksi CS (circuit switch) dan juga untuk koneksi PS (packet switch).

Kanal fisik dapat digunakan baik untuk trafik GSM CS atau trafik GSM PS tetapi tidak dapat digunakan untuk kedua-keduanya secara bersamaan.

Berbeda dengan koneksi CS, GPRS PS kanal fisiknya dapat dibagi dengan pengguna lain (penggunaan multislot).

Untuk menangani teknik multiplexing beberapa subscriber ke timeslot yang sama ditangani oleh software yang disebut MAC (Medium Access Control) dan hardware yang dinamakan PCU (Packet Control Unit).

Multislot Class Multislot Class menentukan kecepatan transfer data pada arah uplink dan downlink. Multislot Class dibagi menjadi 45 class.

Alokasi multislot direpresentasikan dengan dua angka, misalnya 5 + 2. Angka pertama adalah jumlah timeslot downlink dan yang kedua adalah jumlah timeslot uplink yang dialokasikan untuk digunakan oleh mobile station.

Nilai umum yang digunakan adalah kelas 10 untuk ponsel-ponsel yang mendukung GPRS/EDGE. Kelas 10 memungkinkan ponsel menggunakan maksimal 4 timeslot arah downlink dan 2 timeslot arah uplink. Namun secara bersamaan maksimum 5 timeslot simultan dapat digunakan pada arah uplink dan downlink.

Jaringan akan secara otomatis mengkonfigurasi baik untuk operasi 3+2 atau 4+1 tergantung dari kebutuhan data yang akan ditransfer.

Multislot Class

Multislot Class Multislot Class

Downlink Timeslot

Uplink Timeslot

Active Timeslot

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 30 31 32 33 34

1 2 2 3 2 3 3 4 3 4 4 4 5 5 5 5 5

1 1 2 1 2 2 3 1 2 2 3 4 1 2 3 4 5

2 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6

Multislot Class Blackberry Curve 8900 (kanan) dan Blackberry Bold 9000 (kiri) menggunakan GPRS Class 10 (4+1/ 3+2 slot)

Channel Coding Channel coding digunakan secara khusus pada sistem GPRS. Channel coding digunakan untuk mengubah data-data digital menjadi radio block. Radio Block berguna untuk memproteksi kerusakan datadata user pada saat pentransmissian di radio interface menggunakan teknik konvolusional coding. Ini berarti memasukkan bit-bit redudancy ke dalam bit-bit user.

Empat macam teknik pengkodean digunakan pada GPRS yaitu CS-1 sampai CS-4. Kualitas radio menentukan jenis teknik pengkodean yang digunakan.

Kanal logika sistem GPRS

Ada dua solusi yang dapat digunakan. Pertama adalah menggunakan kanal logika yang digunakan pada sistem circuit switch GSM. Solusi kedua adalah apabila trafik GPRS semakin bertambah dan pensinyalan yang harus ditangani semakin banyak maka kanal logika yang terpisah untuk menangani GPRS harus disediakan.

Di dalam kasus ini apabila MS melihat pada sistem informasi pada BCCH untuk melihat apakah kanal GPRS tersedia maka GPRS-MS akan juga membaca informasi dimanakah kanal PBCCH (Packet Broadcast Control Channel) berada (time slot).

GPRS Architecture

Network Switching Systems GGSN (Gateway GPRS Support Node) GGSN berfungsi sebagai Gateway antara jaringan GPRS dengan jaringan paket data standar (PDN). lewat antarmuka Gi (Gi Interface) atau ke jaringan GPRS dengan PLMN (Public Land Mobile Network) yang berbeda lewat antarmuka Gp.

Base Station Systems PCU (Packet Control Unit) Diletakan dalam BSC. bertanggung jawab atas semua protokol radio GPRS dan komunikasi dengan SGSN.

SGSN (Serving GPRS Support Node) Fungsi SGSN sama seperti fungsi MSC pada jaringan GSM yang berfungsi dalam Mobility Management, Chipperring, kompresi data, paging, perhitungan trafik, charging, security, dan mengatur proses pengaksesan data.

EDGE (ENHANCED DATA RATE FOR GLOBAL EVOLUTION)

76

Teknik Modulasi pada EDGE

Kemunculan EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) mengimplementasikan penyandian 8-PSK (Phase Shift Keying), penyandian yang memungkinkan pengiriman bit-bit informasi lebih cepat dibandingkan penyandian sebelumnya yang dipakai oleh GSM yaitu GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).

Kecepatan data secara teori yang dapat didukung oleh EDGE mencapai 296 kbps, 3 kali jika dibandingkan dengan GPRS dalam hal pengiriman data secara paket.

Modulation scheme dan throughput maksimum Scheme

Modulation

Throughput Maksimum/timeslot (kbps)

MCS-9

8-PSK

59.2

MCS-8

8-PSK

54.4

MCS-7

8-PSK

44.8

MCS-6

8-PSK

29.6

MCS-5

8-PSK

22.4

MCS-4

GMSK

17.6

MCS-3

GMSK

14.8

MCS-2

GMSK

11.2

MCS-1

GMSK

8.8

EGPRS/EDGE memperkenalkan sembilan macam MCS, yaitu MCS-1 sampai MCS-9 yang ditentukan oleh jenis modulasi

Coding scheme yang baru ini dapat menghasilkan kecepatan data yang lebih tinggi dari GPRS. Di mana dengan adanya EDGE, skema koding yang dapat digunakan sampai MCS-9 yang memiliki kecepatan bitrate hingga 59,2 kbps, sehingga bitrate total yang dapat dicapai dengan alokasi lima timeslot sebesar 296 Kbps.

Modulation scheme dan throughput maksimum 59.2

60 54.4

50 40 44.8

30

29.6

20

14.4

12.0

11.2

8.0

GPRS

GMSK modulation

17.6

MCS9

MCS8

MCS7

MCS6

MCS5

MCS4

MCS3

MCS2

CS4

CS3

CS2

0 CS1

14.8

8.4

MCS1

10

22.4

20.0

EGPRS

8PSK modulation

EDGE Architecture EDGE Capable TRX, GSM compatible Gn

Gb

GGSN

Laptop SGSN

BTS

A-bis

A BSC

EDGE capable terminal GSM compatible

BTS 8 -PSK coverage

More capacity in interfaces to support higher data image

GSM coverage

Base Station Systems BTS Penambahan sistem modulasi perangkat pemancar dan penerima untuk modulasi 8PSK pada BTS.

BSC Terdapat penambahan software pada PCU agar dapat berkomunikasi dengan SGSN dan BTS.

MSC

Secara umum memiliki arsitektur dan antarmuka yang masih sama dengan sistem GPRS.

Short Quiz 4 (GPRS/EDGE) 1.

Sebuah Handphone dengan spesifikasi GPRS class 10. Tentukan throughput maksimum (DL/UL) dan throughput minimum (DL/UL) handphone tersebut jika seseorang mengkases internet dan mendapatkan coverage GPRS ?

2.

Tentukan pula throughput maksimum (DL/UL) dan throughput minimum (DL/UL) handphone tersebut jika seseorang mengakses internet dan mendapatkan coverage EDGE ?

3.

Lakukan perhitungan yang sama untuk handphone Anda. Tentukan throughput maksimum (DL/UL) dan throughput minimum (DL/UL) saat mendapatkan coverage GPRS dan coverage EDGE ?

End of Day One

Agenda Day Two 2G Radio Network Planning Concept Why Understand Planning Concept Important ? Key Factor Step by step proses RF planning Radio Wave Propagation Co-channel & Adjacent channel interference Traffic Channel decibel Review System Balancing Antenna System Frequency Planning Rules Frequency Hopping

Drivetest Info Element Preparation Interference Check & Frequency Scanning Drivetest KPI Drivetest Improvement Coverage Report / Single Site Verification Area Report

UNDERSTAND PLANNING CONCEPT

84

Why Understand Planning Concept Important ? Cell Planning atau RF Planning dapat diartikan aktifitas yang berhubungan dengan perencanaan perangkat radio, pemilihan jenis perangkat yang akan digunakan, dan juga penentuan konfigurasinya.

Pada jaringan GSM proses Cell Planning/RF Planning diperlukan untuk menangani masalah coverage dan juga menghindari terjadinya interferensi.

Proses planning adalah proses yang paling penting untuk mendapatkan kualitas jaringan yang baik.

Key Factor Tipe Subscriber : Tipe layanan apa yang diinginkan pengguna (Voice/SMS/GPRS atau gabungan semuanya), Tingkat mobilitas pengguna, banyaknya melakukan panggilan dll

Quality Of Service, peningkatan kualitas layanan adalah hal yang diharapkan setelah proses planning selesai diimplementasikan.

Biaya, perhitungan biaya juga perlu diperhatikan, jangan sampai ada site yang diimplementasikan sia-sia dikarenakan perencanaan yang kurang matang atau informasi yang kurang lengkap.

STEP BY STEP PROSES RF PLANNING

87

Step by step proses RF Planning

Step by step proses RF Planning Analisis trafik dan coverage Perencanaan Rollout

Perencanaan pasar operator

Link Budget

Trafik dan Coverage Konfigurasi BTS

Model Trafik

Kebutuhan coverage

Step by step proses RF Planning Analisis trafik dan coverage

Step by step proses RF Planning Nominal cell plan Pada saat penentuan Nominal Cell Plan data-data mengenai perangkat yang akan digunakan seperti tipe BTS, tipe antena, tipe feeder sudah harus didefinisikan, juga data-data mengenai lokasi site dan juga coverage predictions dengan model propagasi yang telah di-tuning sesuai dengan keadaan sebenarnya.

Plan juga harus memperhitungkan site yang sudah ada atau existing site agar tidak terjadi pemborosan biaya dengan penambahan site baru padahal site yang sudah ada dapat lebih dimaksimalkan kapasitasnya.

Step by step proses RF Planning Radio Site Survey Radio Site Survey adalah survey awal untuk menentukan bahwa titik pada nominal plan benarbenar cocok untuk diimplementasikan site. Pada saat penentuan posisi site biasanya terdapat tiga titik yang akan di survey. Dari ketiga titik tersebut terdapat batas toleransi biasanya 20% dari jarak antar site. Misalnya pada jaringan GSM dengan jarak rata-rata 800 meter di area urban maka lokasi yang di-survey dari titik awal maksimum dengan radius 160 meter.

Hal-hal yang perlu di survey : 1. Koordinat GPS

2. Informasi Ketinggian

3. Informasi antena, posisi, tinggi, azimuth 4. Informasi adanya halangan 5. Sketsa dan gambar sekeliling site

Step by step proses RF Planning Radio Site Survey

Equipment yang diperlukan : GPS, Kompas, Teropong, Kamera Digital, Papper Maps yang akurat, Meteran, Inklinometer, Coverage Plot dan Form isian site survey.

Step by step proses RF Planning Radio Site Survey

Equipment yang diperlukan : GPS, Kompas,Teropong, Kamera Digital, Papper Maps yang akurat, Meteran, Inklinometer, Coverage Plot dan Form isian site survey.

Step by step proses RF Planning Radio Site Survey

Equipment yang diperlukan : GPS, Kompas,Teropong, Kamera Digital, Papper Maps yang akurat, Meteran, Inklinometer, Coverage Plot dan Form isian site survey.

Step by step proses RF Planning Radio Site Survey

Equipment yang diperlukan : GPS, Kompas,Teropong, Kamera Digital, Papper Maps yang akurat, Meteran, Inklinometer, Coverage Plot dan Form isian site survey.

Step by step proses RF Planning Site Investigation Kegiatan Sipil dan keperluan instalasi perlu melakukan survei tersendiri yang dinamakan Site Investigation antara lain menginvestigasi kekuatan tanah, instalasi antena yang cocok, Informasi luas area dan informasi sumber daya yang akan digunakan apakah menggunakan jaringan PLN atau harus menggunakan genset.

Step by step proses RF Planning Sistem Desain Setelah survey selesai dilakukan maka penentuan frekuensi BCCH dan frekuensi TCH dilakukan.

Implementasi Pada tahap ini dilakukan pekerjaan instalasi, commisioning dan testing.

Step by step proses RF Planning Proses Optimasi Setelah site on-air maka dilakukan proses optimisasi pada site tersebut.

Hal-hal dilakukan saat PLO antara lain : 1. Konfigurasi dilapangan sudah terimplementasi sesuai dengan Final Cell Plan 2. Performance sudah mencapai KPI yang diinginkan

Sering juga disebut new site optimization atau PLO

3. Melakukan initial tuning parameter 4. Mengambil Drive test Measurement

Karena trafik terus meningkat maka kegiatan optimasi harus terus berjalan. Pada suatu saat perlu penambahan kapasitas untuk mengakomodir trafik yang terus naik. Pada poin ini analisis trafik dan coverage perlu dilakukan dan proses planning berjalan berulang lagi.

RADIO WAVE PROPAGATION

100

Radio Wave Propagation

Radio Frekuensi dengan rentang frekuensi antara 3Hz sampai 3000 GHz dibagi klasifikasinya menjadi 12 bagian. Komunikasi seluler GSM 900 MHz dan 1800 MHz termasuk dalam kategori UHF.

Radio Wave Propagation Meskipun gelombang radio merambat di udara tanpa impedansi sama sekali. Tetapi bukan berarti pentransmissian gelombang radio tanpa loss sama sekali.

Faktor-faktor yang mempengaruhi Radio Wave Propagation antara lain : 1. Fakta bahwa gelombang radio dipantulkan oleh permukaan bumi (karena permukaan bumi bersifat konduktif) 2. Loss pada saat pentransmissian karena terdapat halangan gedung atau pepohonan 3. Variasi topografi seperti hutan, pedesaan atau perkotaan

Radio Wave Propagation Short Term (fast) dan Long Term (slow) fading

Receiving Level

Variations due to Rayleigh fading

Variations due to shadowing Global mean

distance

Long and short term fading

Fast fading muncul karena halangan-halangan yang bersifat sebagai pemantul. Dan akhirnya diterima pada antena penerima berbagai macam sinyal dengan berbagai macam fase, amplitudo dan kadang-kadang saling menghilangkan satu dengan lainnya. Hal ini dapat mengakibatkan lemahnya sinyal. Beberapa solusi dapat digunakan untuk mengurangi efek Fast/Short/Rayleight fading antara lain dengan menambah power output dan juga penggunaan space diversity pada antena.

Radio Wave Propagation Space Diversity Diversity dapat diartikan penggunaan dua sinyal di sisi penerimaan yang memiliki perbedaan history pada saat pentransmissian, sehingga salah satu sinyal dengan kualitas yang terbaik yang digunakan.

Gambar disamping menunjukkan Receive Diversity pada sistem GSM dengan menggunakan teknik Space Diversity atau dua RX yang terpisah sejauh L

CO-CHANNEL/ ADJACENT CHANNEL INTERFERENCE

105

Co-channel Interference

Co-Channel Interference adalah interferensi yang disebabkan karena penggunaan frequensi yang sama oleh cell carrier dan juga cell yang lain.

Pada GSM Spesification rasio antara carrier dan interference atau disebut C/I harus lebih besar dari 9dB. Tetapi biasanya operator menentukan bahwa rasio C/I harus lebih besar dari 12 dB. Apabila digunakan frequency hopping maka margin berkurang 3dB

Adjacent Channel Interference

Setiap frekuensi ARFCN mempunyai bandwidth 200 kHz. Dan setiap frequency yang adjacent (berbeda 200 kHz atau 1 ARFCN) tidak diperbolehkan memiliki sinyal yang terlalu kuat juga. Meskipun berbeda frekuensi beberapa sinyal yang berhimpitan frekuensinya dapat mempengaruhi kualitas.

Pada GSM Spesification rasio antara carrier dan adjacent frekuensi harus lebih besar dari 9dB. Adjacent Channel Interference harus dihindari pada cells di site yang sama dan juga pada neighbouring cells.

Adjacent Channel Interference Perencanaan frekuensi untuk menghindari adjacent dan cochannel interference.

TRAFFIC CHANNEL

109

Traffic Channel Trafik merepresentasikan penggunaan kanal dan dapat diartikan holding time tiap unit waktu atau besaran panggilan per jam untuk setiap satu sirkuit (kanal).

Trafik dihitung dalam Erlang (E), sebagai contoh seorang subscriber menggunakan telepon selama satu jam maka akan menghasilkan trafik sebesar 1E.

Seorang ilmuwan berkebangsaan Denmark, Erlang, menemukan Erlang B Table untuk mengasumsikan banyaknya erlang yang dapat ditampung berdasarkan jumlah kanal dan GOS.

Sebagai contoh sebuah cell memiliki dua carrier/TRX dan alokasi untuk kanal TCH misalkan 14 TCH (didapat dari 2 x 8 -2 = 14, dua kanal yang lain diperuntukkan untuk kanal BCCH dan SDCCH) maka dengan GOS 2% berdasarkan tabel erlang B trafik yang dilewatkan sebesar 8.2003 Erlang.

GOS 2% disini diartikan dari 100 antrian panggilan masuk hanya 2 panggilan yang mengalami congestion (kepenuhan).

Hal sebaliknya juga bisa dilakukan. Contoh apabila kita memiliki besaran trafik dan ingin diketahui besaran kanal yang dibutuhkan. Misalkan trafik 33 Erlang dengan GOS 2% maka channel yang dibutuhkan 43 kanal.

Traffic Channel Tabel Erlang B Dengan alokasi 14 kanal dan menggunakan GOS 2% maka berdasarkan tabel erlang B trafik yang dilewatkan sebesar 8.2003 Erlang.

Short Quiz 5 (Traffic Channel) 1.

Sebuah cell mengalami SDCCH Blocking. Saat ini cell tersebut dialokasikan satu kanal SDCCH. Pada saat busy hour traffic SDCCH yang harus dilewatkan sebesar 14.5 erlang. Dengan menggunakan GOS 2% berapa jumlah kanal SDCCH harus ditambah ?

2.

Sebuah cell mengalami TCH Blocking. Saat ini terdapat 14 kanal TCH pada cell tersebut. Pada saat busy hour traffic TCH yang harus dilewatkan sebesar 18 erlang. Dengan menggunakan GOS 2% berapa jumlah TRX yang harus ditambah pada cell tersebut ?

DECIBEL REVIEW

113

dB Review Decibel (dB) adalah satuan (unit) yang menyatakan perbandingan (ratio) dalam bentuk logaritma basis 10. Unit ini sering digunakan untuk menyatakan penguatan (gain) atau redaman (losses) level sinyal, daya dan tegangan.

Decibel (dB) digunakan agar representasi gain lebih sederhana. Misal penguatan 10*log (1,000,000,000/1) dapat dituliskan 90 dB. Contoh lain penguatan dari 1ke 0,000000001 dapat dituliskan menjadi -90 dB. Ini memudahkan dalam penulisan penguatan sinyal pada telekomunikasi

dBm Review Unit dBm mengekspresikan absolute value dari power. Untuk mengubah dari power (watts) ke dBm

Satuan ini sering digunakan dalam telekomunikasi untuk merepresentasikan nilai yang sangat besar atau sangat kecil dalam bentuk yang lebih sederhana.

Kesimpulannya gunakan db untuk mengekspresikan ratio antara dua nilai power. Dan gunakan dBm untuk mengekspresikan absolute value dari power.

Short Quiz 6 (dB Review) 1.

2.

Sebuah output RF dengan power 40 watt dimasukkan ke dalam combiner dengan loss 3 dB berapa watt kah keluaran dari combiner?

Jika diketahui power output maksimum sebuah BTS adalah 20 Watt berapa dBm-kah output maksimum BTS tersebut ?

SYSTEM BALANCING

117

System Balancing Pada praktek nyata perbedaan antara coverage uplink dan downlink sering terjadi karena perbedaan power antara MS dan BTS. Tetapi bagaimanapun system balancing antara uplink dan downlink harus diperhatikan sebelum melakukan kalkulasi coverage.

System Balancing Maka balancing sistem untuk GSM900 power class 4 dengan Pout MS = 2W atau 33 dBm dan GdBTS = 3.5 dB dan sensitivitas MS sens = -104 dBm dan sensitivitas BTS BTS sens = -110 dBm maka didapatkan output power maksimum BTS = 42.5 dBm

System Balancing EiRP (Effective Radiated Power) Power efektif yang diradiasikan pada sisi antena atau yang disebut ERP atau EiRP

Huruf i pada EiRP menginterprestasikan apabila power yang sama diberikan kepada antena isotropik yang mempunyai power yang sama dengan antena dengan gain Ga BTS. Seperti telah dijelaskan pada bagian sebelumnya EiRP dan ERP mempunyai selisih sebesar 2.15 dB

System Balancing MS Power Classes MS Power Class

Output Power (dBm)

Sensitivity (dBm)

2

39

-106

3

37

-106

4 (handheld)

33

-104

5 (handheld)

29

-104

MS Power Class

Output Power (dBm)

Sensitivity (dBm)

1

30

-104

2

24

-104

BTS Output Power Output power (dBm)

Sensitivity (dBm)

43.5

-110

33

-106

22

-100

GSM 900

GSM 1800

System Balancing Feeder Loss Feeder Type

800/900 (dB/100m)

1800/1900 (dB/100m)

LCF 1/2”

7.0/7.2

10.5

LCF 7/8”

4.0

6.5

LCF 1-1/4”

3.3

5.3

LCF 1-5/8”

2.6

4.2

Feeder length VS Feeder type Feeder Length (m)

Feeder Type MiniMacro

GSM900

DCS1800

WCDMA2100

1 - 20

LDF 1/2"

AVA 7/8"

AVA 7/8"

AVA 7/8"

21 - 30

-

AVA 7/8"

AVA 7/8"

AVA 7/8"

31 - 40

-

AVA 7/8"

AVA 7/8"

AVA 7/8"

41 - 50

-

AVA 7/8"

AVA 7/8"

AVA 7/8"

51 - 60

-

AVA 7/8"

LDF 1 1/4"

LDF 1 1/4"

60 - 70

-

LDF 1 1/4"

LDF 1 1/4"

LDF 1 1/4"

70 - 80

-

LDF 1 1/4"

AVA 1 5/8"

AVA 1 5/8"

> 80

-

AVA 1 5/8"

AVA 1 5/8"

AVA 1 5/8"

ANTENNA SYSTEM

123

Antenna System Gelombang radio GSM dapat dihasilkan dengan memberikan aliran listrik bolakbalik pada antena.

Pada antena BTS pada dasarnya adalah kabel panjang yang dialiri tegangan/arus bolak-balik. Dan antena akan menghasilkan gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi sama dengan frekuensi sumber tegangan/arus.

Antenna System Isotropic & Halfwave Dipole Antenna

Isotropic Antenna Antena isotropic adalah antena non-directional yang meradiasikan gelombang elektromagnetik ke semua arah. Perbandingan gain antena pada arah tertentu dibandingkan dengan antena isotropic dinyatakan dalam dBi.

Half Wave Dipole Antenna Half Wave Dipole diperoleh dengan memotong konduktor sebesar satu setengah panjang gelombang frekuensi radio. Perbandingn gain dengan Half Wave Dipole dinyatakan dalam unit dBd.

Antenna System Antenna Beamwidth

Antenna Beamwidth Beamwidth, didefinisikan sebagai sudut penyimpangan dimana power yang diradiasikan lebih rendah 3dB daripada main direction. Baik secara horisontal maupun vertikal menggunakan persyaratan yang sama.

Antenna System Vertical Beamwidth

Vertical Beamwidth Untuk mengkonsentrasikan radiasi power di coverage area, maka susunan array half wave dipole disusun secara vertikal/horisontal atau +45/-45. Dengan setiap kelipatan dua jumlah dipole maka beam width power akan berkurang setengahnya tetapi gain pada main direction akan bertambah 3 dB.

Antenna System Space Diversity

Pada sistem GSM diperlukan penerima diversity untuk meningkatkan performasi di sisi uplink. Metode konvensional adalah penggunaan space diversity dimana 2 receiver antena dipisahkan pada jarak tertentu. Pada space diversity, dua buah sinyal penerima RX didemodulasi, didekodekan dan sinyal dengan BER (Bit Error Rate) terbaik digunakan. Hasilnya adalah peningkatan kekuatan sinyal dari 3 dB sampai 6 dB.

Antenna System Polarization Diversity Antena dual polarize adalah antena dengan dua array dalam satu unit antena, dua array dapat didesain dengan orientasi yang berbeda, selama kedua orientasi mempunyai performansi yang sama dan pattern radiasi yang sama. Dua tipe yang sering digunakan adalah vertikal/horisontal array dan array dengan +/- 45 derajat orientasi.

Polarization diversity membutuhkan ruang yang lebih kecil daripada space diversity.

Antenna System Antenna Downtilt

Standar vertikal beam width adalah pointing ke arah horizon. Mengaplikasikan downtilt pada antena dapat memberikan beberapa keuntungan antara lain power yang diradiasikan akan lebih terfokus ke objective coverage area pada setiap sektor, dengan mengurangi power pada arah horison maka problem interferensi juga dapat dikurangi.

Kasus overshoot coverage dimana coverage sebuah site melebihi area objective coverage-nya dan menyebabkan meningkatnya interferensi pada jaringan juga dapat diminimalisasi dengan melakukan downtilt.

Tetapi disisi lain downtilt juga dapat mengurangi besarnya coverage. Oleh sebab itu setiap aktivitas downtilt atau uptilt perlu terlebih dahulu disimulasikan dengan planning tools terlebih dahulu.

Antenna System Mechanical Downtilt Semakin besar derajat mechanical downtilt maka coverage pada main lobe berkurang sedangkan pada sisi side lobe akan melebar.

Antenna System Electrical Downtilt Tidak seperti pada mechanical downtilt. Electrical donwtilt tidak tampak derajat kemiringannya dan tidak mengubah bentuk pada horizontal pattern.

Antenna System Antenna Dual dan Triple Band Sebuah tower dapat saja terdiri dari BTS GSM (GSM 900), BTS DCS (GSM 1800) dan NodeB 3G sehingga antena yang dibutuhkan pada setiap sektor berjumlah 3 buah. Apabila terdapat 3 sektor antena yang terpasang berjumlah 9 buah.

Tetapi dengan menggunakan antena dual band atau triple band kedua cell atau ketiga cell yang digabungkan harus mengarah pada azimuth yang sama dan memiliki mechanical downtilt yang sama.

Dengan pemasangan antena dual band atau triple band dapat menghemat ruang untuk pemasangan antena.

Antenna System Antenna Planning Untuk daerah padat (area urban atau kota) beam width yang terlalu besar tidak terlalu baik karena dapat menimbulkan terjadinya interferensi di sisi lain daerah yang kurang padat (area rural atau pedesaan) apabila digunakan beam width kecil maka coverage-nya akan kurang maksimal.

Datasheet untuk antena GSM KATHREIN dengan tipe 739 640. Informasi mengenai beam width, gain dan pattern secara horisontal maupun vertikal diinformasikan lengkap.

Antenna System Antenna Planning

Antenna System Antenna Planning

Antenna System Antenna Planning

Penempatan antena di roof top semaksimal mungkin tidak adanya obstacle atau halangan berupa tembok

Antenna System Antenna Planning Penempatan antena di wall mounted (pada dinding gedung) minimal dibutuhkan safety margin sebesar 15 ° antara permukaan dinding dan antena beamwidth.

Antenna System Shadow Effect

Penempatan lokasi antena diatas gedung (roof top) juga harus clearance pada roof edge untuk menghindari adanya ”Shadow effect.”

Untuk menghindari "Shadow effect" di daerah dekat gedung batasan clearance minimum antara antena bagian bawah dan tepian gedung minimum 20 derajat.

Antenna System Shadow Effect

Antenna System Shadow Effect (study case)

Antenna System Shadow Effect (study case)

Antenna System Shadow Effect (study case)

Antenna System Shadow Effect (study case)

FREQUENCY PLANNING RULES

145

Frequency Planning Rules

BCCH carriers

TCH carriers

BCCH frequency

Setiap operator seluler akan mendapatkan sekumpulan ARFCN (satu ARFCN = 200 kHz) dan dibagi menjadi dua kelompok yaitu BCCH carriers dan TCH carriers.

TCH frequency Spacing Frequency

Misalkan sebuah operator mendapatkan 40 carriers dari channel 1 sampai 40. Maka pembagian channelnya akan tampak seperti gambar diatas,

Frequency Planning Rules

Maka didapatkan pembagian 1. 15 carriers digunakan untuk BCCH frequency 2. 24 carriers digunakan untuk TCH frequency 3. 1 carrier digunakan untuk guard band antara BCCH carriers dan TCH carriers

Frequency Planning Rules Sektor yang saling berhadapan atau berada dalam satu site minimal harus berselisih 2 ARFCN, sektor yang memiliki azimuth sama dan bersebelahan langsung juga harus berselisih 2 ARFCN.

Jaringan pada real network jauh lebih rumit dimana orientasi setiap antena tidak homogen dan jumlah konfigurasi TCH jauh lebih lebih banyak.

Short Quiz 7 ( Frequency Planning) 1.

Sebuah operator memiliki site GSM dengan sector heterogen seperti tampak pada gambar dibawah. Apabila ditentukan ARFCN BCCH : 51 – 68, ARFCN TCH : 70 -87, ARFCN 69 sebagai guard band. Dan konfigurasi cell 2/2/2. Lakukan alokasi frequency untuk cell-cell dibawah ini.

FREQUENCY HOPPING

150

Frequency Hopping

Frequency hopping adalah teknik penggunaan sistem spread spectrum untuk mengurangi efek interferensi, multipath fading dan juga untuk menghindari frequency jamming.

Dalam Frequency hopping setiap frequency carrier berubah dalam sekuensial yang bersifat pseudorandom.

Ada dua macam frequency hopping yaitu Baseband Hopping dan juga Synthesizer hopping.

Frequency Hopping Keuntungan frequency hopping 1. Frekuensi hopping memudahkan dalam proses planning karena enginner tidak perlu lagi mem-plan satu-persatu frekuensi untuk setiap TCH carrier 2. Karena frekuensi hopping terdiri dari sekumpulan frekuensi maka dengan mengatur tabrakan antar frekuensi seminimal mungkin bisa meningkatkan performansi jaringan. 3. Dengan frekuensi hopping mengurangi loss-loss yang disebabkan dari fading, multipath propagation dan karena co-channel interference.

Frequency Hopping Synthesizer Hopping 1 x 1 Semua site menggunakan frekuensi grup yang sama. Semua sektor dalam satu site menggunakan HSN (Hopping Sequence Number) yang identik tetapi antar site HSN harus berbeda. Ada konfigurasi tertentu untuk MAIO untuk menghindari interferensi co-channel dan adjacent channel.

Frequency Hopping Synthesizer Hopping 1 x 3 Setiap sector memiliki frekuensi grup yang berbeda.

Jarak minimal antar frekuensi dalam group 2 ARFCN. Jarak minimal antar frekuensi beda sektor dalam satu site 2 ARFCN. Semua sektor dalam satu site menggunakan HSN (Hopping Sequence Number) yang identik tetapi antar site HSN harus berbeda.

Frequency Hopping Synthesizer Hopping 1 x 1 MAIO Management Jumlah TRX

Sector 1

Sector 2

Sector 3

TRX1

0

2p

4p

TRX2

2

2p + 2

4p + 2

TRX3

4

2p + 4

4p + 4

….

….

….

….

TRXn

2n-2

2p+(2n-2)

4p+(2n-2)

P = jumlah TRX per sektor n = urutan TRX Jumlah TRX

Sector 1

Sector 2

Sector 3

TRX1

0

6

12

TRX2

2

8

14

TRX3

4

10

16

Contoh site dengan konfigurasi 3/3/3

Frequency Hopping Synthesizer Hopping 1 x 3 MAIO Management Jumlah TRX

Sector 1

Sector 2

Sector 3

TRX1

0

1

0

TRX2

2

3

2

TRX3

4

5

4

….

….

….

….

TRXn

2n – 2

4n – 2

6n – 2

n = urutan TRX

Frequency Hopping Cyclic Hopping dan Random Hopping

Pada Synthesizer Hopping ada dua macam lompatan frekuensi yaitu Cyclic Hopping dan Random Hopping. Pada Cyclic Hopping lompatan berdasarkan pattern tertentu sedangkan pada Random Hopping lompatan frekuensi bersifat Random.

Frequency Hopping Kalkulasi Fractional Load Perhitungan fractional load digunakan untuk menentukan Apakah dengan jumlah frekuensi yang tersedia dapat digunakan untuk penggunaan teknik SFH karena berhubungan dengan probabilitas frekuensi yang sama dipancarkan pada saat yang bersamaan.

Oleh sebab itu semakin besar pengalokasian frekuensi untuk teknik SFH 1 x1 atau 1 x 3 maka kualitas RF semakin baik. Untuk menggunakan teknik SFH 1 x 3 maksimum Fractional Load adalah sebesar 50%.

Frequency Hopping Kalkulasi Fractional Load

Perbandingan FER antara SFH 1 x 3 dengan Fractional Load 30% dan 60%. FER atau Frame Erasure Rate adalah perhitungan persentase sebuah blok pada sebuah frame yang dihapus karena kesalahan pada saat parity check (CRC). Dapat dilihat dengan Fractional Load 30% memberikan kualitas jaringan yang lebih baik.

Short Quiz 8 (Frequency Hopping) 1.

2.

3.

Bandingkan Fractional Load cell-cell GSM pada ketiga operator besar Telkomsel, Indosat, XL apabila ketiganya menggunakan SFH 1 x 1, alokasi BCCH 15 ARFCN dan maksimum konfigurasi TRX 4/4/4 ? Bandingkan Fractional Load cell-cell GSM pada ketiga operator besar Telkomsel, Indosat, XL apabila ketiganya menggunakan SFH 1 x 3, alokasi BCCH 15 ARFCN dan maksimum konfigurasi TRX 4/4/4 ? Apabila maksimum fractional load untuk SFH adalah 60% baik untuk SFH 1 x 1 maupun SFH 1 x 3 berapa maksimum konfigurasi TRX untuk DCS tiap operator apabila alokasi BCCH ARFCN 15 dan guard band 1 ?

Short Quiz 9 (Frequency Hopping) 1.

Pelajari kembali materi mengenai SFH 1 x 1 dan SFH 1 x 3. Kemudian tentukan MAIO dan frequency group pada kumpulan site-site GSM 900 dibawah ini apabila diketahui ARFCN yang digunakan untuk frekuensi TCH adalah 2 sampai 28. Dan teknik SFH yang digunakan adalah SFH 3 x 3 ?

DRIVE TEST

162

Tools : TEMS Investigation

TEMS sangat powerfull dan mudah digunakan. Sampai saat ini rilis TEMS Investigation sudah sampai rilis ke 11.

Drivetest berguna untuk analisis coverage sebuah cakupan jaringan atau cakupan sebuah cell. Drivetest menggunakan sampel data user perception pada coverage tertentu.

Pada umumnya drivetest membutuhkan Laptop yang telah terinstal software TEMS, Handphone dan kabel datanya, dongle, serta USB GPS.

INFO ELEMENT PREPARATION

164

Info Element Preparation Serving and Neighbour menunjukkan informasi seperti Cell name, BSIC, ARFCN, RxLev, C1, C2, serving cell dan juga enam neighbour list dengan Rxlevel terbagus.

Radio Parameter menunjukkan informasi kondisi radio saat ini seperti RxLevel, RxQual, FER, SQI, TA dll

Current Channel menunjukkan informasi yang berkaitan dengan channel yang digunakan. Disini akan didapatkan informasi mengenai CGI, BSIC, BCCH ARFCN dan juga Time Slot yang dipergunakan.

2G

Info Element Preparation C/A menunjukkan level interferensi dari adjacent channel.

C/I diartikan Carrier-to-interference ratio yang menunjukkan rasio antara kuat sinyal bit-bit informasi dan kuat sinyal bit-bit interference yang tidak diinginkan. C/I disebabkan karena adanya interferensi yang disebabkan karena penggunaan frequensi yang sama oleh cell carrier dan juga cell yang lain. Current Channel menunjukkan informasi yang berkaitan dengan channel yang digunakan. Disini akan didapatkan informasi mengenai CGI, BSIC, BCCH ARFCN dan juga Time Slot yang dipergunakan.

2G

What to measure? RxLev dipergunakan untuk mengukur kuat sinyal yang diterima oleh MS (dalam satuan dBm).

RxQual menunjukkan kualitas sinyal yang diterima oleh MS. Diukur dari Bit Error Rate sinyal yang diterima. Skala yang digunakan pada RxQual adalah 0 sampai 7.

INTERFERENCE CHECK & FREQUENCY SCANNING

168

Interference Check

Untuk mengecek adanya interferensi dapat dilakukan dengan pengamatan pada jendela Radio Parameter dan Jendela Current Channel, apabila RxQual atau C/I atau SQI pada TRX yang dilakukan pengetesan jelek tetapi RxLevel pada kondisi baik. Kemungkinan terjadi adanya interferensi. Perlu adanya pengecekan frekuensi dan perlu dilakukannya frequeny retune pada TRX tersebut.

Frequency Scanning

Baik buruknya kualitas jaringan GSM ditentukan dari baik-buruknya perencanaan frekuensi.

Co-BCCH ataupun Adjacent-BCCH antara dua site yang berdekatan dapat menimbulkan tingginya interferensi diantara kedua site tersebut. Adanya overshooting coverage juga dapat menimbulkan tingginya interferensi.

Dengan melakukan drivetest kita dapat mengetahui daerah dimana terdapat kuat sinyal yang bagus (RxLevel bagus) tetapi kualitas sinyalnya buruk (RxQual jelek), hal ini dapat disebabkan oleh karena adanya interferensi di daerah atau spot tersebut.

Dengan menggunakan metode GSM Scanning kita dapat mengetahui list BCCH ARCFN pada suatu daerah/spot dan mengetahui list BCCH ARFCN yang menjadi interference frequency.

Frequency Scanning Untuk memulai scanning pada Combo Box Scanning Task pilih Frequency Scanning.

Klik pada tombol Scan Properties.

Klik Pada tab Scanned Channels centang pada Scan selected channels kemudian centang pada Manual selection lalu klik Select dan masukkan list ARFCN yang ingin di-scan. Masukkan hanya BCCH ARFCN yang bersesuaian dangan BCCH ARFCN pada operator yang ingin diinvestigasi.

Klik tombol Start Scanning untuk memulai scanning. klik tombol Stop Scanning untuk menghentikan proses scanning.

Frequency Scanning ...

Neighbour List Scanning Mode Neighbour list scanning dapat digunakan sebagai referensi sebuah cell yang memiliki kuat sinyal bagus tetapi belum ter-create sebagai neighbour. Pendeteksian berdasarkan kuat sinyal BCCH ARFCN yang terukur oleh sebab itu hanya masukan list BCCH pada operator yang ingin diinvestigasi. Berikut tampilan Neighbour List Scanning Mode.

DRIVETEST KPI

173

Drivetest KPI Call Setup Success Rate (CSSR)

Call Setup Successful Rate (%) = ((Total number of successful setup)/ (Total number of calls attempt))*100 Total number of successful setup = Jumlah mobile originating calls yang berhasil menempati kanal trafik (TCH). Total number of calls attempt = Jumlah total percobaan attempt untuk melakukan mobile orginating call. Dropped Call Rate (DCR)

Dropped Call Rate, dikenal juga sebagai TCH drop rate Dropped Call Rate (%) = ((Call set-up Success) – (number of completed calls)) / (Call set-up Success)*100

Drivetest KPI Handover Success Rate (HOSR)

Handover Success Rate (%) = ((Total number of successful handovers) / (Total number of handover attempts))*100 Handover per Call

Handover per call = (Total number of Handover success / total number of call setup success) Rx Level dan Rx Qual

Pada jaringan 2G kita dapat memperhitungkan RF Coverage dan RF Quality dengan menganalisa sebaran Rx Level dan Rx Qual. Rx Level dipergunakan untuk mengukur kuat sinyal yang diterima oleh MS (dalam satuan dBm) sedangkan Rx Qual menunjukkan kualitas sinyal yang diterima oleh MS. Diukur dari Bit Error Rate sinyal yang diterima. Skala yang digunakan pada Rx Qual adalah 0 sampai 7.

Drivetest KPI Rx Qual VS SQI SQI (Speech Quality Index) Adalah pengukuran quality yang mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan RxQual. Berikut beberapa kelemahan RxQual : BER yang berfluktuasi (tinggi ke rendah atau sebaliknya) menyebabkan perceived quality lebih rendah daripada BER yang konstan. Sedangkan RxQual hanya mengukur rata-rata dari BER dan tidak dapat mengukur fluktuasi (deviasi) ini. RxQual tidak memperhitungkan Frame Erasure Rate (FER). Saat terjadi handover selalu mengakibatkan hilangnya sebuah frame, yang dapat menyebabkan menurunnya kualitas di sisi user. Hal ini tidak terlihat pada RxQual. Pemilihan speech code, level kualitas akan bervariasi setiap speech codec. Dimana setiap speech codec memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Sedangkan pengukuran SQI juga memperhitungkan : BER (bit Error Rate) FER (Frame Erasure Rate) Handover events Komputasi yang berbeda untuk setiap speech codec

Speech Coding FR, HR, EFR and AMR

Voice

Speech Coding (FR, HR, EFR)

Modulasi GMSK

Full Rate (FR), speech coding dengan bit rate : 13 kbit/s Half Rate (HR), speech coding dengan bit rate : 5.6 kbit/s, kapasitasnya dapat dua kali full rate Enhanced Full Rate (EFR),speech coding dengan bit rate : 12,2 kbit/s. Ada peningkatan kualitas dibandingkan dengan Full Rate dengan adanya noise free

Adaptive Multi Rate (AMR), speech codec bersifat adaptif

Burst

DRIVETEST IMPROVEMENT

178

Drive Test Improvements Signal Strength Analysis

Shadowed Antenna

Output Power

Faulty Hardware

Visit site

Check output power

Check antenna installation

Parameters

Check alarm & BTS Error log

Is there a better antenna position at same site?

BSPWRT - NON BCCH FREQ

Visit site

Height/down Tilt

BSPWRB - BCCH FREQ

Missing Neighbor

Site Location

Add reduce down tilt?

Is the call dragged?

Possible to move site?

Can antenna be placed lower or higher to give better coverage?

Is low SS due to missing neighbor relations

New antenna location at same site? Is it necessary to expand and build a new site?

Drive Test Improvements Interference Analysis From DT logfile & map:

What channel group suffer from interference? HOP or Non HOP? Check Current channel information in TEMS INV, hopping channel and hopping frequency. Where does the interference come from? Cell name? Study map and logfile, look for cochannel or adjacent channel interference.

Possible Solutions: Enable Frequency Hopping or add frequencies to Hopping group. Enable BTS Power Control, MS power control and make it less aggressive. Change frequency of interferer or interfered cell: Possible to find new frequency by using TEMS Scanning.

Does the interference lead to lower SQI?

Down tilt or change antenna of interferer.

Look at SQI measurement during high RxQual.

Redo frequency plan.

Use OSS statistic to assist analysis.

Add new site.

Drive Test Improvements Handover Analysis (ping pong)

Analysis .. • Identify UL/DL interference • Imbalance link, e.g. most cases UL signal strength issue • H/W defect, e.g. TRX, combiner, VSWR, etc. • Cross or swap feeder • Wrong handover parameter, e.g. UL/DL signal strength or quality threshold • Bad neighboring hysteresis parameters, e.g. HOM, etc

Drive Test Improvements Call Setup Failure Analysis Possible Solutions: • Signal strength analysis

Analysis:

• Interference analysis

• Low Signal Strength

• Define more SDCCH or adaptive SDCCH or direct TCH assignment

• Interference • High Congestion on SDCCH • High Congestion on TCH

• Transmission Fault • Faulty TRX/Hardware

• BSC Processor Overload • Cell is not defined in MSC.

• Traffic sharing, redefine SDCCH to TCH, coverage tuning • Fix the transmission problem • Replace faulty TRX • BTS re-homing, upgrade BSC capacity • Define missing cell database in MSC

Drive Test Improvements Drop Call Analysis

Analysis ..

• Check the Radio environment just before drop:

 If High Rxqual for a longer period of time and RLINKT expire  Interference problem.  If Low SS DL, SSDL < MSSENS ( -104dBm)  low signal strength problem.  If TA > 63  too far from the cell. • If DL radio is good, check the TX power. If there is MS power down regulation when the MS is close to the cell. If full power  suspect uplink interference or antenna, TMA problem. • Verify or isolate the problem using OSS Statistic (Drop call and reasons).

Drive Test Improvements Sample Case: Missing Neighbor Hal ini dapat menyebabkan efek "cell dragging“ ; dimana MS bergerak tetapi masih dipegang oleh cell lama meskipun telah melewati jarak tertentu dan seharusnya dilayani oleh cell tetangga yang RXLevel-nya lebih bagus. Efek ini juga dapat menyebabkan RXQual dan SQI buruk karena interferensi cochannel.

Drive Test Improvements Sample Case: Non-mutual Relation Hal ini dapat menimbulkan efek yang sama dengan efek "Missing Neighbour".

Pastikan neighbour relation dibuat “both way” apabila ditinjau dari site database. Untuk alasan tertentu, hubungan “one way” diperbolehkan, misalnya pada lokasi penjara, dll

Drive Test Improvements Sample Case: Co-channel BCCH Frequency scanning adalah cara yang paling praktis untuk menemukan sumber interferensi. Jika lebih dari satu BSIC terkodekan untuk satu ARFCN BCCH yang diamati, kita dapat menyimpulkan adanya "co-channel interference".

Dengan mengetahui BSIC dan memeriksa pada site database kita dapat mengetahui cell yang menjadi sumber interferensi.

Drive Test Improvements Sample Case: Swap Feeder and Crossed Feeder Sebuah kasus cross feeder, dapat diidentifikasi melalui Drive Test dan biasanya menunjukkan banyak ping-pong HO. Kasus swap feeder, mangakibatkan MS dilayani oleh Cell yang salah, misalnya pada saat MS berada di area main lobe sektor 1, MS tidak dilayani oleh sektor 1, tetapi diserving oleh sektor 2.

Drive Test Improvements Sample Case: Low Level Signal at Near Site Adanya halangan/medan perbukitan menjadi penyebab terjadinya kasus ini, meskipun tidak semuanya disebabkan oleh kondisi medan. Seting CRO yang terlalu tinggi dibandingkan dengan BTS yang dekat dapat menjadi penyebabnya. MS akan “camp” pada BTS yang jauh meskipun Rx Levelnya tidak terlalu kuat tetapi karena nilai C2 yang tinggi.

COVERAGE REPORT / SINGLE SITE VERIFICATION

189

Coverage Report Step by step proses

Buat coverage prediction

Coverage Report (New site Report)

Tentukan rute drivetest

Kalkulasi Rx Level dengan coverage prediction

Drivetest sesuai rute

Plot Rx Level & Rx Qual (2G) hasil Drivetest

Coverage Report Key Point Berikut poin-poin yang harus ditampilkan saat mengajukan report untuk coverage calculation Karena biasanya dilakukan pada new site maka harus disertakan data detail integrasi seperti konfigurasi BTS, BSC dan link transmisi; clutter area; lokasi (longitude dan latitude), konfigurasi azimuth dan antenna tilt. KPI Performance misal SDSR, TCH Drop dan HOSR setiap sektor Coverage Prediction Plot Drivetest KPI : Rx Level (idle mode), Rx Level (dedicated mode), Rx Qual, SQI Komparasi antara Rx Level dengan Coverage Prediction. Gunakan Rx Level idle mode karena pada dedicated mode Rx Level lebih kecil karena power control. Komparasi statistik antara Rx Level dengan Coverage Prediction

Coverage Report Coverage Prediction (example)

2G

Coverage calculation biasanya dilakukan pada new site dengan membandingkan hasil drivetest Rx Level dan coverage prediction

Coverage Report Drivetest Result (example) Rx Level idle mode

2G

Lakukan drivetest pada semua sektor dengan arah menjauhi site.

Coverage Report Drivetest Result (example) Rx Level dedicated mode

2G

Mengapa lebih rendah daripada idle mode ?

Lakukan drivetest pada semua sektor dengan arah menjauhi site.

Coverage Report Drivetest Result (example) Rx Qual dedicated mode

2G

Lakukan drivetest pada semua sektor dengan arah menjauhi site.

Coverage Report Coverage Prediction VS Drivetest Result (example)

2G

Lakukan perbandingan antara coverage prediction dengan logfile hasil drivetest.

AREA REPORT

197

Area Improvement Analysis & Reporting Step by step proses

Tentukan rute

Lakukan analisis dan rekomendasi pada spot-spot tersebut

Area Improvement Analysis and Reporting

Tentukan metode dan measurement yang diambil

Beri tanda pada spotspot yang hasilnya kurang baik

Drivetest sesuai rute

Plot Rx Level Rx Qual, SQI pada 2G dan RSCP, Ec/No, SC pada 3G atau measurement lain yang perlu ditampilkan

Area Improvement Analysis & Reporting Key Point Berikut poin-poin yang harus ditampilkan saat mengajukan report untuk area improvement Tampilkan hasil secara global pada halaman-halaman awal report. Pada capture map tampilkan informasi yang jelas mengenai level range, tampilkan scale bar dan tampilkan pula informasi site (on air, not on air dll) Beri tanda pada spot-spot yang kurang bagus (Coverage Spot).

Berikan analisis pada weak spot, tampilkan informasi-informasi tambahan seperti tampilan google earth, hasil site audit, foto-foto obstacle, performance measurement, alarm dll Gunakan tampilan power point yang baku agar pembaca report tidak kebingungan dengan tampilan yang berbeda-beda setiap slidenya Tampilkan hasil capture before dan after pada halaman-halaman akhir

Tampilkan hasil kalkulasi improvement pada executive summary

Area Improvement Analysis & Reporting Example (Coverage Spot)

3G 2

3

4

1

5

6

Area Improvement Analysis & Reporting Spot Area 1 : Around SITE A Example (Spot Analysis)

► Problem Analysis

- Plot RSCP shows that all pilot signal has low coverage for this area. - No dominant pilot coming as active set, all with weak RSCP and EcNo - SC16-SITE A sector 2 should be cover as dominant server but it can’t not due to blocked by Sultan Hotel. SITE B can not help cover due to blocked by Indosat building

SITE A

► Recommendation -Propose new site to improve coverage -Adjust PCPICH power to give more penetration

SITE B SITE A

PNG Image

SITE B

3G

Area Improvement Analysis & Reporting Example (Before – After comparation) Before

After

Gunakan warna yang sama untuk perbandingan Before – After !

Area Improvement Analysis & Reporting Example (Before – After comparation) Before

After

Menggunakan warna yang sama untuk perbandingan Before - After

End of Day Two

Agenda Day Three GSM Radio Optimization Why Optimization ? Optimization Process Key Performance Indicator Worst Cell Cell Reselection Power Control Handover Parameter Discontinuous Transmission Coverage and Quality Issue Accessibility Performance Optimization Retainability Performance Optimization Integrity Performance Optimization

Question and Answer Post Test

GSM RADIO OPTIMIZATION?

206

WHY OPTIMIZATION?

207

Why Optimization ?

Why Optimization ? Why optimize a network? Hasn’t everything been done during planning phase?

NO!

• Parameter yang di-set pada proses planning harus ditinjau ulang menurut statistik jaringan • Saat jumlah pengguna meningkat, ekspansi jaringan harus dipertimbangkan juga implementasi strategi baru • Frekuensi mungkin harus diubah untuk menghindari interferensi dan meminimalisir degradasi kualitas jaringan selama pertumbuhan user

Why Optimization ?

Dari sisi operator, Optimization dapat memaksimalkan efisiensi jaringan,

meminimalisir churn rate (pergantian kartu oleh user), menarik customer baru, meningkatkan kepuasan pelanggan dan menaikkan revenue.

Why Optimization ? Revenue Example : Berikut adalah suatu contoh perhitungan bagaimana dengan menaikkan CSSR (Call Setup Success Rate) dapat menaikkan revenue yang tidak sedikit ke operator. Skenario : Sebuah jaringan pada suatu Propinsi dengan 36 BSC Jumlah Trafik pada saat Busy Hour : 21.353 Erlang/BH Mean Call Holding Time (Rata-rata lama panggilan telepon) : 60 Detik CSSR Improvement sebesar 1,43 % dari 88,3 % ke 89,73 % Diasumsikan 50 % pengulangan panggilan dan 50 % kenaikan panggilan Harga adalah per menit adalah 100 IDR dan lama Busy Hour per day = 8 Berapakah Kenaikan Revenue yang diperoleh selama setahun? Perhitungan : Jumlah kenaikan panggilan pada Busy Hour : 21.353 Erlang × 3600/60 × 1,43 % = 18320 call/BH Jumlah kenaikan revenue per Busy Hour : 18320 × 50 % × 100 x 60/60 = 916000 IDR/BH Jumlah kenaikan revenue per tahun : 916000 × 8 × 365 = 2.674.720.000 IDR/Year Kesimpulan :

OPTIMIZATION PROCESS & ACTIVITIES

212

Optimization Process & Activities Quality Definition Performance Improvement

Performance Target

Performance Monitoring

Change Request

Alarm/Fault Analysis

Troubleshooting

Configuration Analysis

Optimization Process & Activities Quality Definition

The operator should define what is “quality” according to its focus ..?!  To offer much coverage as possible Quality?

 To maintain the best speech quality

 ...  etc.

Operator A wants to offer the best speech quality

Optimization Process & Activities Performance Target

Based on the quality definition the targets to achieve should be defined accordingly, e.g.:  DCR < x% (e.g. 2%)  Call success setup ratio > x%

Target?

 (% samples having RxQual > 5) < x  (% samples having SQI > y) > x

Operator A sets: • DCR < 2% • (% samples having SQI >18) < 95%

Optimization Process & Activities Performance Monitoring

The operator define the necessary KPIs to analyze the performance of the network and assess the quality targets Operator A has defined several KPIs:  DCR  % cells having blocking >2%  % samples having SQI > 18

The operator has several ways to obtain the reports:  Sometimes MML commands to the BSC are used  Daily OSS statistic reports are also obtained  Drive test is conducted n monthly basis

Optimization Process & Activities Alarm/Fault Analysis

Faulty behaviors should be detected since they may prevent the network from accomplishing the quality targets The basic monitoring tasks may include:  Alarm monitoring  Real time traffic monitoring and troubleshooting

Operator A monitors the alarms and no critical alarms are found. New parameters or functionalities have not been activated lately.

Optimization Process & Activities Configuration Analysis

Faulty behaviors should be detected since they may prevent the network from accomplishing the quality targets The basic parameter check tasks may include:  BTS parameter discrepancy check

 BSC parameter discrepancy check  Transmission parameter discrepancy check

 MSC parameter discrepancy check

Operator A checks the parameters consistency and all the parameters are according to planned

Optimization Process & Activities Troubleshooting

Operator A uses several measurements and obtains: • DCR close to the limit or even slightly above depending on the day • DCR causes are mainly “tch_radio_fail” and “tch_rf_old_ho”. Thus radio reasons are causing the majority of the drops. • RXLEV distribution shows:  No coverage problems (majority of samples have an acceptable value of RXLEV)  RXLEVEL values in DL are higher than in UL. In UL still RXLEVEL values are quite good.

• RXQUAL distribution shows that the percentage of samples having bad RxQUAL is on the limit and significantly higher in DL than in UL (DL is the limited link due to interference)

Optimization Process & Activities Change Request

Objective: • Reduce DCR • Reduce interference DCR due to radio reasons (interference)

In UL the quality is much better than in DL and RXLEV values are good There is still room to reduce power in UL

More aggressive UL PC settings

Enable “MS Power Optimization” feature

Optimization Process & Activities Performance Improvement

The second option is chosen to ensure that the transmission at maximum power is reduced as much as possible. After the changes have been made the next phase is to start monitoring the network (back to step 3!) to check if there is some negative impact and continue the “Network Optimization Cycle” again.

KEY PERFORMANCE INDICATORS

222

Key Performance Indicator

Menurut rekomendasi dari ITU (International Telecommunication Union) terdapat 3 kategori pengklasifikasian Key Performance Indicator (KPI) untuk evaluasi sebuah jaringan yaitu Accessibility, Retainability dan Integrity.

Key Performance Indicator Accessibility adalah kemampuan user untuk memperoleh servis sesuai dengan layanan yang disediakan oleh pihak penyedia jaringan. Contoh pada jaringan 2G yang termasuk dalam kategori Accessibility adalah Random Access Success Rate (RACH Success Rate), SD Drop Rate, SDCCH Success Rate, SDCCH Blocking Rate dan TCH Blocking Rate. Retainability adalah kemampuan user dan sistem jaringan untuk mempertahankan layanan setelah layanan tersebut berhasil diperoleh sampai batas waktu layanan tersebut dihentikan oleh user. Contoh pada jaringan 2G yang termasuk dalam kategori Retainability adalah TCH Drop Rate, Erlang per Minute Drop. Integrity adalah derajat pengukuran disaat layanan berhasil diperoleh oleh user. Contoh pada jaringan 2G yang termasuk dalam kategori Integrity adalah Handover Succes rate, FER, RxQual, SQI.

*Mobility adalah derajat pengukuran yang berkaitan pada mobilitas. Beberapa operator memasukkan beberapa KPI yang beruhubungan dengan mobilitas dalam group KPI mobility.

Key Performance Indicator Normal call flow untuk MOC dan relasinya dengan KPI

Key Performance Indicator Normal call flow untuk MTC dan relasinya dengan KPI

WORST CELL

227

Worst Cell Definisi Worst cell adalah sebuah site/cell yang memiliki performance jelek dan secara wajar mempengaruhi performance pada jaringan. Worst cell didefinisikan setelah KPI ditentukan. Apabila Key Performance Indicator telah didefinisikan maka proses selanjutnya adalah perumusan formula untuk KPI tersebut. Dan penentuan Worst cell dapat dibuat setelah diketahuinya formula dari setiap KPI.

Untuk menghasilkan sebuah Worst cell yang tepat maka diharuskan menggunakan dua kriteria yaitu kriteria value dan kontribusinya. Kontribusi dapat menggunakan kontribusi fail atau kontribusi trafik.

Worst Cell

Worst Cell Category

KPI 1 Name

Criteria 1

KPI 2 Name

Criteria 2

Accessibility

SDSR

SDSR Value < 96 %

Drops on SDCCH

Drops on SDCCH Contribution > 0.05 %

Accessibility

SDCCH Blocking Rate

SDCCH Blocking Rate Value > 2 %

Failed SDCCH SDCCH Seizures due to Busy Seizures due to Busy SDCCH Contribution > 0.05 SDCCH %

Accessibility

TCH Blocking Rate

TCH Blocking Rate Value > 2 %

Failed TCH Seizures due to Busy TCH (Signaling Channel) + Failed TCH Seizures due to Busy TCH (Traffic Channel) Contribution > 0.05 %

Retainability

Drop Call

Drop Call Value > 1 %

Failed TCH Seizures due to Busy TCH (Signaling Channel) + Failed TCH Seizures due to Busy TCH (Traffic Channel) Call Drops on TCH

Retainability

TBF Completion Rate

TBF Completion Rate Value < 96 %

TBF Failure

TBF Failure Contribution > 0.05 %

Mobility

HOSR

HOSR Value < 96 %

HOSR Failure

HOSR Failure Contribution > 0.05 %

Integrity

GPRS throughput (kbps) GPRS throughput Value < 48 kbps

Integrity

EDGE throughput (kbps) EDGE throughput Value < 64 kbps

Call Drops on TCH Contribution > 0.05 %

CELL RESELECTION

231

Cell Reselection C1 Parameter Salah satu kriteria yang harus dipenuhi adalah C1 > 0 C1 = (A-Max (B, 0))

A = Rata-rata power yang diterima – RXLEV_ACCESS_MIN = RLA_P – RXLEVAMI (Siemens) = Received signal level – ACCMIN (Ericsson)

B = MS_TXPWR_MAX_CCH – P = MSTXPMAXCH – P (Siemens) = CCHPWR – P (Ericsson)

RXLEVAMI atau ACCMIN adalah parameter cell level yang mengindikasikan sinyal level minimum yang dibutuhkan MS untuk mengakses ke sistem.

MSTXPMAXCH/ CCHPWR adalah parameter yang mengindikasikan power transmit maksimum MS untuk mengakses ke sistem dan P adalah output power maksimum MS tergantung dari MS Class.

Cell Reselection C1 Parameter MS akan mengkalkulasi kriteria path loss pada serving cell dan non serving cell paling tidak selama 5 detik. Kriteria path loss terpenuhi jika C1> 0 (jika C1 < 0 pada periode paling tidak 5 detik maka cell dihilangkan dari list). Jika C1 pada neighbour cell lebih tinggi daripada C1 pada serving cell maka akan terjadi cell reselection dari serving cell ke neighbour cell. Terdapat parameter CELLRESH(Siemens) dimana terdapat histerisis value pada perhitungan path loss C1. Sehingga apabila C1 neighbour cell > C1 serving cell + CELLRESH paling tidak selama 5 detik maka baru akan terjadi cell reselection.

Parameter CELLRESH(Siemens) berfungsi untuk menghindari terjadinya kejadian cell reselection yang tidak perlu (ping-pong cell reselection).

Cell Reselection C2 Parameter C2 berguna pada saat penggunaan strategi load sharing antara GSM dan DCS dan juga untuk menghindari cell reselection yang tidak perlu pada fast moving MS dimana terdapat coverage microcell dan coverage macrocell. C2 = C1 + CRESOFF (Siemens) - TEMPOFF (Siemens) C2 = C1 + CRO (Ericcson) - TO (Ericsson)

PENTIME ( Siemens) / PT (Ericsson) < 31

C2 = C1 + CRESOFF (Siemens) C2 = C1 + CRO (Ericcson)

PENTIME ( Siemens) / PT (Ericsson) expired

C2 = C1 - CRESOFF (Siemens) C2 = C1 - CRO (Ericcson)

PENTIME = 31

Untuk kasus load sharing strategy antara GSM dan DCS biasanya akan dilakukan seting dimana C2 DCS > C2 GSM. Dengan TEMPOFF (Siemens) / TO (Ericsson) = 0 dan PENTIME ( Siemens) / PT (Ericsson) = 0. Sehingga hanya parameter CRESOFF(Siemens) / CRO (Ericcson) saja yang digunakan.

Cell Reselection C2 Parameter Aplikasi Timer Pentime/PT

Aplikasi Pada Fast Moving MS

POWER CONTROL & HANDOVER

236

Power Control Untuk menghindari dominasi interferensi dari user yang memiliki sinyal sangat kuat dan biasanya berada pada jarak yang lebih dekat dengan base station, digunakan konsep power control. Power control akan mengatur daya pancar tiap-tiap user sehingga daya yang diterima oleh base station adalah sama untuk semua user yang tersebar secara acak pada setiap lokasi di dalam sel yang dicakup oleh base station.

Power control akan memerintahkan mobile station untuk menaikkan daya pancarnya ketika level RxLevel atau RxQual menurun dan akan memerintahkan MS untuk menurunkan daya pancarnya ketika RxLevel tinggi.

Handover & Power Control Parameter

Handover & Power Control Parameter 1 Ini adalah daerah dimana terjadi handover karena low RxLevel. Dimana threshold ini diatur oleh parameter HOLTHLVDL (Siemens) / threshold level downlink Rx level (LDR) (Nokia) pada sisi downlink dan parameter HOLTHLVUL (Siemens) / threshold level uplink Rx level (LUR) (Nokia) pada sisi uplink.

2

Ini adalah threshold dimana power control untuk menaikkan RxLevel bekerja. Threshold pada daerah ini diatur oleh parameter LOWTLEVD (Siemens) / pc lower thresholds lev dl Rxlevel (LDR) (Nokia) pada sisi downlink. Dan LOWTLEVU (Siemens) / pc lower thresholds lev ul Rxlevel (LUR) (Nokia) pada sisi uplink.

3 Ini adalah kondisi dimana MS dalam level dan kualitas yang baik sehingga tidak perlu adanya power control yang bekerja.

4

Ini adalah threshold dimana power control untuk menurunkan RxLevel bekerja. Threshold pada daerah ini diatur oleh parameter UTLEVD (Siemens) / pc upper thresholds lev dl Rx level (UDR) (Nokia) pada sisi downlink. Dan UTLEVU (Siemens) / pc upper thresholds lev ul Rxlevel (UUR) (Nokia) pada sisi uplink.

Handover & Power Control Parameter 5

Ini adalah threshold dimana power control untuk menaikkan RxLevel bekerja dan juga power control untuk menaikkan RxQual bekerja.

6

Ini adalah threshold dimana power control untuk menaikkan RxQual bekerja. Threshold pada daerah ini diatur oleh parameter LOWTQUAD (Siemens) / pc lower thresholds qual dl Rx qual (LDR) (Nokia) pada sisi downlink. Dan LOWTQUAU (Siemens) / pc lower thresholds qual ul Rx qual (LUR) (Nokia) pada sisi uplink.

7

Ini adalah threshold terjadinya handover yang diakibatkan karena low RxQual. Dimana threshold ini diatur oleh parameter HOLTHQUDL (Siemens) / threshold qual downlink Rx qual (QDR) (Nokia) pada sisi downlink dan parameter HOTHQUUL (Siemens) / threshold qual uplink Rx qual (QUR) (Nokia) pada sisi uplink.

8 Ini adalah daerah dimana level sinyal bagus tetapi kualitas jelek karena terdapat adanya interferensi. Pada daerah ini akan terjadi handover dapat berupa intracell handover atau intercell handover.

Short Quiz 10 (Power Control & Handover) Tentukan aksi yang akan terjadi pada jaringan apabila setting threshold untuk handover dan power control ditentukan seperti pada slide 18.

1. Kondisi Rx Level DL -100 dBm, Rx Qual DL 3? 2. Kondisi Rx Level DL -85 dBm, Rx Qual DL 6 ? 3. Kondisi Rx Level DL -78 dBm, Rx Qual DL 2 ? 4. Kondisi Rx Level UL -95 dBm, Rx Qual UL 3? 5. Kondisi Rx Level UL -92 dBm, Rx Qual UL 4?

DISCONTINUOUS TRANSMISSION (DTX)

242

Discontinuous Transmission (DTX) Discontinuous Transmission (DTX) adalah suatu fungsionalitas yang berfungsi untuk menurunkan level interferensi dengan cara mematikan transmitter saat tidak adanya pembicaraan dari user meskipun MS dalam keadaan dedicated mode. Untuk lebih memahami bagaimana sistem DTX bekerja, harus kita ingat lagi bagaimana sebuah bit ditransmisikan dalam sistem GSM. Multiframe pada kanal TCH berulang sampai 26 TDMA Frame. Dimana dari setiap multiframe terdapat kanal SACCH yang berguna untuk signalling. SACCH multiframe paling tidak terdiri dari empat TCH multiframe. SACCH Multiframe

dengan alokasi 104 timeslot

T T T T T T T T T T T T A T T T T T T T T T T T T I T T T T T T T T T T T T A T T T T T T T T T T T T I T T T T T T T T T T T T A T T T T T T T T T T T T I T T T T T T T T T T T T A T T T T T T T T T T T T I

Discontinuous Transmission (DTX) Channel Coding

Pada sisi MS sebelum suara dikodekan di bagian channel coder. Suara kita akan disampling setiap 20 ms dan diubah menjadi digital ke dalam 260 bit yang akan dibagi menjadi 3 kelas yang berbeda : Very Important bits, Important bits dan Not so important bits.

Dan akan menghasilkan total 456 output bit. Deskripsi ini digunakan pada GSM full Rate. Pada Enhanced Full Rate (EFR) hanya digunakan 240 bit dan 20 bit sisanya digunakan untuk mengimprove deteksi error.

Discontinuous Transmission (DTX) Bit into burst 456 57

57

57

57

57

57

57

57

Ke-456 bit tersebut akan di split ke dalam 8 buah blok informasi dengan setiap blok informasi terdiri dari 57 bit. Sehingga setiap normal burst akan terdapat dua buah blok informasi.

Discontinuous Transmission (DTX) Silence Descriptor Frame a b g h m n s t

a b g h m n s t

a b g h m n s t

a b g h m n s t

b c h i n o t u

b c h i n o t u

b c h i n o t u

b c h i n o t u

c d i j o p u v

Maka maping SACCH multiframe akan tampak pada gambar diatas. Dimana a-y adalah TCH frame dan A adalah SACCH frame. Bagian awal kumpulan blok a telah ditransmisikan pada multiframe sebelumnya dan bagian akhir kumpulan blok y akan ditransmisikan pada multiframe selanjutnya.

c d i j o p u v

c d i j o p u v

c d i j o p u v

A A A A A A A A

d e j k p q v w

d e j k p q v w

d e j k p q v w

d e j k p q v w

e f k l q r w x

e f k l q r w x

Kumpulan blok n disebut dengan Silence Descriptor Frame atau SID Frame. SID frame digunakan ketika DTX diaktifkan dan mengandung parameter yang merepresentasikan background noise di sekitar microphone pada MS.

e f k l q r w x

e f k l q r w x

f g l m r s x y

f g l m r s x y

f g l m r s x y

f g l m r s x y

I I I I I I I I

JIka DTX aktif Voice Activity Detector (VAD) akan secara kontinyu memonitor adanya silent frame pada setiap frame. Jika VAD menemukan silent frame maka SID akan menganalisa background noise dan mengirimkan SID frame yang akan menggantikan silent frame.

Discontinuous Transmission (DTX) Full values and Sub values Pada pengukuran Rx Level dan Rx Qual dengan TEMS akan terdapat istilah FULL values dan SUB values. Pada FULL values semua frame pada SACCH multiframe akan diukur meskipun frame tersebut tidak ditransmisikan oleh Base Station. Pengukuran FULL values menjadi invalid jika DTX diaktifkan karena perhitungan BER tetap dilakukan meskipun tidak terdapat data yang dikirimkan dan menghasilkan perhitungan BER yang sangat tinggi.

Sedangkan pada SUB values hanya dilakukan pengukuran pada frame SACCH blok (direpresentasikan dengan huruf A) dan blok SID frame (blok n) dimana kedua blok tersebut selalu ditransmisikan setiap saat. Sehingga total terdapat 12 blok yang dihitung dalam perhitungan SUB values.

COVERAGE & QUALITY ISSUES

248

Coverage and Quality Issue Rx Level and Rx Qual Pada jaringan 2G kita dapat memperhitungkan RF Coverage dan RF Quality dengan menganalisa sebaran Rx Level dan Rx Qual. Rx Level dipergunakan untuk mengukur kuat sinyal yang diterima oleh MS (dalam satuan dBm) sedangkan Rx Qual menunjukkan kualitas sinyal yang diterima oleh MS. Diukur dari Bit Error Rate sinyal yang diterima. Skala yang digunakan pada Rx Qual adalah 0 sampai 7.

RxQual 0 1 2 3 4 5 6 7

Bit Error Rate (BER) BER < 0, 2 % 0,2 % < BER < 0,4 % 0,4 % < BER < 0,8 % 0,8 % < BER < 1,6 % 1,6 % < BER < 3,2 % 3,2 % < BER < 6,4 % 6,4 % < BER < 12,8 % 12,8 % < BER

Coverage and Quality Issue Bad Air Quality DL (RxLevel >=-85dBm & Rx Qual DL >= 5)

Dengan memperhitungkan distribusi trafik dimana banyak subscriber berada pada RxLevel yang bagus tetapi dengan RxQual jelek, interferensi mungkin saja terjadi pada area ini. Jika lebih dari 50% measurement berada pada kondisi ini (seperti terlihat pada gambar diatas) perlu dilakukan pengechekan dengan menggunakan drivetest, frequency scanning dan pengechekan adanya frekuensi cochannel dan adjacent channel/near channel pada map.

Coverage and Quality Issue Poor Coverage DL (TA