BAB II

LANDASAN TEORI PENELITIAN

Perkembangan teknologi telekomunikasi menghadirkan beragam aplikasi

dan teknik yang di kembangkan untuk memenuhi kebutuhan komunikasi data dan

suara, setiap teknologi tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing-

masing, salah satu adalah teknologi yang banyak di gunakan sekarang adalah

teknologi GSM. (Global system for mobile communication)

2.1 Studi Jurnal

Di dalam sebuah penelitian diperlukan acuan agar penelitian yang di

lakukan memiliki dasar yang lebih kuat dan pada penelitian tentang analisa half

rate kali ini berikut jurnal yang di jadikan acuan

2.1.1 Jurnal I: Dynamic half-rate connections in GSM

Dynamic half-rate merupakan fitur tambahan yang memungkinkan GSM

sel untuk mengalihkan panggilan baru ke speech coding half rate ketika sel

hampir penuh (congested). Di karenakan dua buah kanal dengan rate setengah

bisa di masukkan ke dalam satu time slot, dynamic half rate memiliki kemampuan

untuk menggandakan kapasitas radio dalam sebuah sel.

Pada jurnal ini dikembangkan sebuah model antrian baru untuk

menganalisis kinerja fitur DHR ini. Model ini didasarkan pada pengurangan

beberapa bagian, yang membuat pendekatan yang se-efisien mungkin. Pendekatan

6

7

yang dikembangkan adalah modifikasi dari-metode rekursi Kaufman-Roberts.

dengan bantuan pendekatan ini manfaat DHR ditunjukkan melalui kasus teoritis

melalui data dari studi lapangan di jaringan Vodafone-Belanda.

GSM menggunakan kombinasi Frequency Division Multiple Access

(FDMA) dan Time Division Multiple Access (TDMA) sebagai skema akses.

Skema FDMA membagi Pita frekuensi GSM menjadi beberapa frekuensi carrier,

yang pada gilirannya mereka dibagi menjadi slot waktu dengan cara skema

TDMA. Sebuah frame terdiri dari sejumlah berturut-turut slot waktu. Timeslot

yang berada pada frame kemudian dialokasikan kepada pelanggan. Pada paper ini

di jelaskan tentang DHR, fitur tambahan pada GSM.

DHR memungkinkan sel GSM untuk mengalihkan panggilan baru yang

memiliki kemampuan untuk di tangani oleh time slot half-rate beralih ke kanal

dengan speech coding half rate ketika sel hampir penuh. Ini berarti bahwa

panggilan half rate hanya membutuhkan alokasi time slot pada frame lainnya.

Oleh karena itu, sebuah channel mampu mendukung satu panggilan full rate atau

dua panggilan half rate. Fitur DHR dapat mengalokasikan ponsel yang mampu

menjalankan half rate kepada channel full rate atau half rate sesuai dengan

kondisi trafik di sel tersebut. Ketika jumlah saluran yang tidak terpakai melebihi

threshold yang ditetapkan maka ponsel yang berada pada kanal half rate di

alokasikan ke kanal full rate. Jika tidak, ponsel yang mampu dilayani oleh

timeslot half rate akan di alokasikan kanal half rate. Ponsel yang tidak mampu

dilayani oleh kanal half rate akan selalu dialokasikan kanal full rate. Seleksi kanal

ini akan dilakukan baik di call setup dan ketika handover ke sel. Setelah ponsel

telah dialokasikan kanal full rate/half rate, ponsel akan beroperasi dalam mode ini

8

sampai panggilan dihentikan. Karena panggilan half rate memiliki kualitas suara

yang lebih rendah karena speech coding setengah tingkat, DHR tidak dianjurkan

untuk diterapkan sepanjang waktu.

Prosedur seleksi ini dapat dilakukan pada sebuah time slot yang ditempati

oleh satu panggilan half rate untuk membuat penggunaan sumber daya yang

optimal, mekanisme re-packing diterapkan. Pertama, bila tidak ada timeslot idle

yang tersedia dan ada dua atau lebih timeslot dengan kondisi hanya ditempati oleh

satu panggilan half rate, maka dua timeslot akan disatukan. Kedua, ketika

panggilan setengah tingkat datang, sistem akan selalu mencoba untuk

mengalokasikan ke time slot yang sudah dialokasikan sebagian. Gambar. 2.1

menggambarkan sebuah Contoh dari sistem yang acak. terlihat bahwa meskipun

DHR jelas memiliki potensi untuk melipat gandakan radio kapasitas jaringan

radio GSM, manfaat sebenarnya DHR tergantung pada jumlah ponsel yang

mendukung half rate pada jaringan.

Dalam tulisan ini, Kualitas pendekatan dievaluasi oleh berbagai kasus

teoritis maupun dengan data dari studi lapangan di jaringan Vodafone-Belanda.

Pendekatan yang dikembangkan bisa menjadi alat yang berguna dalam evaluasi

dan dimensi dari GSM sel. dengan bantuan pendekatan ini, terlihat bahwa DHR

memiliki potensi untuk sangat meningkatkan kapasitas sel GSM tanpa

menghadapi banyak pengguna dengan kualitas suara setengah tingkat.

9

Gambar 2.1.Kondisi frame pada suatu waktu

2.1.1.1 Analisis Kinerja

Paper ini menjelaskan pendekatan dengan menggunakan tiga dimensi

model DHR. Pada paper ini, menganggap model DHR dengan jumlah timeslot

yang sama, saluran lalu lintas dan tidak ada ruang tunggu. Panggilan tiba akan

masuk ke dalam sistem ketika ada ruang yang cukup dan diblokir jika tidak ada

ruang yang tersisa. pertama menganalisa dua kasus tidak ada penggunaan DHR

dan penggunaan DHR secara penuh, yang terdapat ekspresi eksplisit dari

probabilitas blocking.

2.1.1.1.1 DHR tidak di gunakan

Ketika diputuskan untuk tidak menggunakan DHR, ponsel yang bisa

melayani half rate akan selalu dialokasikan kanal full rate. Karena tidak ada

perbedaan antara ponsel yang mampu half rate ataupun ponsel yang tidak mampu

melayani half rate. Pada bagian ini menekankan pada utilisasi pada waktu acak

10

2.1.1.1.2 Penggunaan DHR secara keseluruhan

Jika DHR secara penuh di aktifkan di dalam sebuah sel, ponsel yang

mampu melayani half rate akan selalu di berikan kanal half rate. Sebagai catatan,

untuk jumlah pelanggan dengan berbagai kelas secara acak.

2.1.1.1.3 Penggunaan DHR menggunakan batasan

Dalam kasus penggunaan DHR secara sebagian dengan ambang batas pada

paper ini dikembangkan sebuah pendekatan baru untuk model re-packing

lengkap. Dengan menggunakan model satu ambang batas dengan asumsi:

1. Di bawah ambang batas, pelanggan akan di berikan kanal full rate.

2. Di atas atau di ambang batas, pelanggan yang mampu untuk di layani oleh

kanal half rate akan diberikan kanal half rate.

2.1.1.2 Kesimpulan Simulasi

Dalam tulisan ini, model pendekatan baru untuk fitur DHR telah dibuat

dengan menggunakan tiga kondisi yaitu tanpa penggunaan DHR, penggunaan

DHR secara penuh dan penggunaan DHR dengan batasan telah dievaluasi

keakuratan pendekatan ini oleh berbagai kasus teoritis maupun oleh data dari studi

lapangan di jaringan Vodafone-Belanda. Dengan bantuan dari pendekatan ini, kita

telah mempelajari dampak DHR pada kinerja sel GSM. kita bisa menyimpulkan

bahwa DHR memiliki potensi untuk meningkatkan kapasitas sel GSM dengan

menggunakan DHR, level ambang batas pengalihan menuju half rate pada sebuah

sel dapat di atur sesuai keinginan.

11

2.1.2 Jurnal II : Enhancing Packet Data Performance by dynamic Half-Rate

Allocation of Speech Services

Pemanfaatan Half rate (HR) speech code untuk peningkatan kapasitas

dalam jaringan Geran telah menjadi populer dengan pengenalan Adaptive Multi-

Rate speech codec (AMR). Pelanggan mobile yang berada pada kondisi radio

yang baik dapat dipaksa oleh jaringan untuk mengubah dari full rate (FR) untuk

operasi HR oleh compression handover (CHO). Akibatnya sumber daya radio

diselamatkan oleh multiplexing dua panggilan dalam mode HR pada satu time slot

melalui pasangan yang ditingkatkan. Jika kondisi radio substansial turun,

perubahan kembali ke mode FR secara otomatis dipicu oleh decompression

handover (DHO). Sumber daya fisik bebas fisik dapat digunakan untuk

meningkatkan bandwidth untuk GPRS / E-GPRS layanan data paket. Namun,

keuntungan kapasitas dari alokasi HR dipertaruhkan terhadap degradasi dalam

kualitas suara yang dirasakan, yang lebih rendah daripada yang dicapai pada

saluran FR karena berkurangnya kapasitas saluran. Oleh karena itu panggilan

suara harus dialokasikan pada saluran HR hanya ketika dibutuhkan untuk alasan

kapasitas. Fungsi seperti itu diperkenalkan dalam strategi alokasi HR yang

dinamis. Alokasi paket layanan data dilakukan sesuai dengan aturan yang

ditetapkan dalam Quality of Service (QoS). Dalam penelitian ini trade-off antara

kualitas suara dan kapasitas data dalam jaringan suara dan data telah dianalisis

oleh sistem simulasi tingkat.

12

2.1.2.1 Model Simulasi

Model simulasi menggabungkan kedua strategi HR dinamis untuk

panggilan suara serta untuk layanan paket data berdasarkan aturan yang

ditetapkan dalam model QoS.

2.1.2.1.1. Strategi HR Dinamis untuk Layanan Voice

Alokasi saluran HR berhubungan dengan kondisi radio dan beban traffic

pada sel. Secara umum, jika sumber daya radio saluran FR tersedia maka akan

dialokasikan pada kanal FR tersebut untuk memberikan kualitas suara terbaik.

Setelah trafik sel yang terdiri dari time slot layanan suara yang dialokasikan pada

traffic channel (TCH) dan layanan paket data yang dialokasikan Packet data

channel (PDCH) telah melebihi threshold dynamic HR, maka sumber daya

tambahan dapat disediakan dengan merelokasi panggilan suara dari kanal TCH

FR menuju kanal TCH HR. Hal ini terjadi dengan metode C-HO untuk panggilan

suara dengan kondisi radio yang baik, yaitu Carrier to interference ratio (C / I)

pada link radio melebihi ambang batas yang sudah di konfigurasi C / I C-HO. Jika

kondisi radio panggilan HR memburuk di bawah ambang batas yang di tetapkan C

/ I D-HO maka panggilan HR akan beralih ke FR dan DHO dijalankan untuk

panggilan tersebut tanpa memperhatikan beban traffic, yaitu panggilan

dialokasikan pada saluran FR, jika ada setidaknya satu TS bebas yang tersedia.

Traffic load dihitung melalui perbandingan TS yang diduduki (TCH dan PDCH)

dengan total jumlah TS pada sebuah sel

13

2.1.2.1.2. Quality of service untuk Layanan Paket Data

Strategi alokasi QoS untuk layanan paket data didasarkan pada kombinasi

dari 3GPP parameter QoS standar faktor yang di tetapkan oleh operator. Setiap

layanan panggilan yang masuk diklasifikasikan dengan parameter QoS yang

ditetapkan untuk layanan ini, misalnya kelas trafik, Prioritas penanganan lalu

lintas, dan bit-rate yang terjamin untuk layanan real-time. Pada layer klasifikasi

pertama layanan dipisahkan berdasarkan dengan kelas lalu lintas mereka.

Konsekuensi dari hal tersebut adalah: delay sensitive layanan, seperti real-time

atau layanan interaktif yang disajikan di tingkat QoS yang diinginkan.

Tabel 2.1 Parameter QOS

Tipe Layanan Target Troughput Kelas TrafikPrioritas Pelayanan

trafik

Streaming 128 Kbps 2 -

HTTP 64 Kbps 3 1

E-Mail 64 Kbps 3 2

FTP 64 Kbps 4 -

Sebuah layanan paket data baru diakui oleh admission control jika tersedia

sumber daya yang cukup. Untuk layanan paket data real-time maka harus

disediakan bit rate dengan kondisi yang baik dan stabil. delay layanan yang

rendah dinyatakan apabila service sustenance level (SSL) dapat dicapai. SSL

adalah rasio yang ditetapkan troughput ke Target troughput (TTP). Dalam

simulasi SSL telah ditetapkan 0,1, yaitu minimal 10% dari sumber daya yang

diperlukan untuk memenuhi Persyaratan TTP harus diberikan kepada setiap

14

layanan. Sebuah permintaan layanan data paket baru antri hingga 5 detik jika

sumber daya yang diperlukan tidak tersedia.

2.1.2.1.3 Model Level simulasi sistem

Simulasi untuk sistem GSM900 telah dilakukan di frekuensi re-use 4x3

dalam konfigurasi 5/5/5, yaitu tiga sektor per site dengan lima TRX per sektor.

Satu TRX sebagai TRX BCCH yang eksklusif digunakan untuk sinyal. Semua 32

TS pada empat TRX yang lainnya. TCH telah dikonfigurasi sebagai saluran

suara / secara bersama. Beban Suara yang disediakan telah diatur untuk panggilan

suara saja dengan tingkat blocking 1%. dan trafik 22 Erlang secara tetap. latency

di mode AMR dan Algoritma untuk power kontrol telah dimodelkan secara

akurat.

Lalu lintas paket data telah dialokasikan di atas Layanan suara mendekati

beban penuh. Telah diasumsikan bahwa setiap pengguna ketiga melakukan satu

sesi paket data di samping untuk panggilan suara. Jenis paket data yang diminta

adalah layanan non-realtime (HTTP, E-MAIL, dan FTP) yang dipilih secara acak

dan merata, sedangkan tingkat permintaan layanan streaming yang masuk sangat

rendah. Komposisi 50% GPRS dan 50% E-GPRS dengan pertimbangan empat TS

mampu melayani Ms untuk layanan non-real-time.

Untuk layanan streaming hanya terminal E-GPRS yang digunakan pada data rate

konstan 128 kbps. Efek TCP / IP tidak diperhitungkan. Fokus penelitian ini telah

diatur untuk simulasi downlink.

15

2.1.2.2. Hasil Simulasi

Kinerja layanan Suara dan paket data kinerja telah dievaluasi dalam tiga

skenario alokasi yang berbeda menggunakan alokasi FR secara penuh, HR

dinamis (dynHR) dan alokasi HR secara penuh.

2.1.2.2.1. Utilisasi Kanal dan tingkat blocking

Dalam kasus FR murni jaringan tidak dapat melayani trafik yang

disediakan yang terdiri dari suara dan lalu lintas data. Trafik suara yang dilayani

22,0 Erlang dengan tingkat blocking 1,1% telah diamati. Tingginya jumlah lalu

lintas data di atas lalu lintas suara menunjukan sebuah jaringan berada pada limit

kapasitasnya. Rata-rata jumlah PDCH sibuk 5.8. dengan mengaktifkan HR maka

bisa meningkatkan utilisasi PDCH dan menghindari pemblokiran. Jumlah rata-

rata TCH, PDCH, dan ratio HR yang sibuk dirangkum dalam tabel dibawah ini.

Tabel 2.2 utilisasi kanal dan Persentase Half rate

Tabel di bawah ini menunjukkan tingkat blocking untuk data suara dan

layanan paket pada masing-masing skenario. Karena pemanfaatan HR meningkat

Skenario Full FR DynHR Full HR

Rata-rata TCH Sibuk 22 2 11.6

Rata-rata PDCH Sibuk 5.8 3 6.3

Persentase HR (%) 0 60.5 100

16

pada dynHR dan HR skenario tingkat blocking telah berkurang secara signifikan.

Blocking 1,1% untuk panggilan suara di skenario FR telah berkurang sekitar 0%.

Tabel 2.3 Persentase blocking

Skenario Full FR DynHR Full HR

Panggilan Suara 1.1 0 0

Streaming 8.1 0 0

HTTP 7.7 0 0

E-mail 6.6 0 0

FTP 3.7 0 0

Permintaan layanan paket data yang baru akan ditolak jika tidak terdapat

sumber daya yang diperlukan. Untuk melayani suatu layanan streaming

diperlukan sumber daya yang cukup untuk mengalokasikan TTP dengan

kecepatan 128 kbps, dalam skenario FR beban lalu lintas yang tinggi

menyebabkan level blocking layanan data yang cukup tinggi. Berbeda dengan

murni FR, HR memungkinkan layanan suara untuk mengurangi pemblokiran

layanan data hingga nol.

2.1.2.2.2. Kualitas Layanan Suara

Kualitas suara diukur dari Frame Erasure Rate (FER) rata-rata per

panggilan dan Speech Call Quality (SCQ) rata-rata per panggilan. SCQ

merupakan nilai Mean Opinion score (MOS) yang berasal dari pemetaan C / I

pada MOS [1].

17

CDF untuk SCQ rata-rata per panggilan ditunjukkan pada Gambar. 2.b

95% dari panggilan dalam skenario FR menunjukkan SCQ rata per panggilan

lebih tinggi dari 3,99. Nilai SCQ dalan skenario dynHR berada di 3.76. Perbedaan

ΔSCQ = 0,23 dapat disamakan dengan hampir seperempat pada 5 skala SCQ dari

"buruk" hingga "sangat baik". Dalam skenario HR murni 95% dari panggilan

ditandai dengan SCQ rata-rata lebih tinggi dari 3,71 (ΔSCQ = 0,28). dalam

skenario dynHR memiliki kualitas 50% pelanggan memiliki kualitas suara yang

lebih tinggi dibandingkan dengan alokasi HR murni.

Gambar 2.2. SCQ rata-rata tiap panggilan untuk 3 strategi alokasi kanal

2.1.2.3. Kesimpulan Simulasi

Kinerja frekuensi 4x3 jaringan re-use dalam hal kualitas suara dan data

throughput paket telah dievaluasi dalam campuran skenario layanan suara dan

paket data dengan menerapkan berbagai strategi alokasi panggilan suara: FR

secara penuh, HR dinamis dan HR secara penuh. Fokusnya telah ditetapkan pada

tingkat kualitas layanan yang dapat diberikan kepada 95% dari pengguna suara

dan data. Sebuah sistem dengan beban penuh diasumsikan trafik suara memiliki

batas blocking 1% dan lalu lintas paket data yang dihasilkan oleh setiap pengguna

18

suara ketiga. Dalam kasus alokasi FR murni ini tinggi beban lalu lintas tidak dapat

dilayani dengan baik. Karena prioritas layanan yang eksklusif maka diasumsikan

untuk probabilitas pemblokiran panggilan suara yang diharapkan, sekitar 1%,

tetapi Tingkat akses data yang ditolak untuk layanan paket data dalam rentang

hingga 8%. Memanfaatkan alokasi HR baik dinamis atau penuh untuk layanan

voice dimungkinkan untuk mengurangi jumlah data ditolak panggilan hingga

mendekati nol.

Kelemahan alokasi HR adalah penurunan kualitas suara yang dirasakan.

penerapan strategi alokasi HR yang dinamis (bukan hanya menggunakan Saluran

FR saja) penurunan 0,23 poin pada skala SCQ dengan kemungkinan yang

terburuk hingga 5% dari panggilan suara telah diukur. degradasi yang lebih parah

hingga 0,28 poin pada skala SCQ telah diamati ketika saluran HR murni

digunakan.. Alokasi HR dinamis menyediakan peningkatan kualitas yang

signifikan hingga 50% dibanding dengan penggunaan HR murni, namun

mencapai kinerja yang hampir sama untuk layanan paket data. Toleransi

degradasi kualitas suara melalui HR dinamis atau HR murni dilakukan untuk

meningkatkan kualitas layanan paket

Alokasi HR yang dinamis memberikan manfaat yang besar dibandingkan

dengan HR murni. Panggilan dengan kondisi radio yang buruk dapat beralih

kembali ke mode FR. Namun, karena kondisi radio yang baik dalam frekuensi 4x3

dalam sistem terisi penuh, sebagian besar panggilan suara (sekitar 60%) dalam

skenario HR dinamis dilayani dalam mode HR. Karena algoritma alokasi HR

yang dinamis menyediakan sumber daya pada saat dibutuhkan, layanan paket data

menunjukkan kinerja yang hampir sama seperti dalam kasus alokasi HR murni,

19

sedangkan kualitas layanan suara jauh lebih tinggi. Mengurangi bandwidth untuk

layanan bicara dengan memungkinkan alokasi HR yang dinamis dan toleransi

degradasi kualitas suara dilakukan untuk meningkatkan Throughput data

pengguna paket data.

2.1.3 Korelasi jurnal terhadap penelitian

Berdasarkan hasil analisa dari jurnal yang dijadikan acuan terdapat

kesimpulan seperti berikut

Gambar 2.3 Diagram Venn penelitian

Gambar 2.3 menunjukkan diagram venn penelitian kali ini terhadap hasil

studi 2 jurnal diatas, dari jurnal pertama menjelaskan bagaimana halfrate mampu

20

meningkatkan kapasitas jaringan dan pengenalan batasan half rate. Pada jurnal

kedua manfaat halfrate untuk meningkatkan kapasitas jaringan kembali

ditekankan dengan menambahkan dua fakta yang didapatkan pada proses

penelitian yaitu peningkatan kapasitas berpengaruh terhadap layanan data, akan

tetapi penggunaan half rate memiliki dampak negatif yaitu berkurangnya kualitas

suara. untuk mendapatkan nilai batas pada skenario dynamic half rate yang baik

untuk menghindari blocking maka pada penelitan kali ini akan ditambahkan teori

blocking erlang.

2.2 Teknolologi Jaringan GSM

Teknologi jaringan GSM (Global System for Mobile Communication)

adalah sebuah sistem teknologi yang mampu melayani telekomunikasi bergerak

secara digital dimana sistem ini adalah sistem telekomunikasi bergerak yang

banyak digunakan dengan menggunakan media telepon genggam. Banyaknya

perusahaan di dunia yang memproduksi infrastruktur berupa telepon genggam

menjadikan teknologi GSM menjadi teknologi yang paling banyak digunakan di

dunia. Pada awalnya GSM adalah sebuah standarisasi yang di bentuk oleh sebuah

organisasi bernama Group Special Mobile untuk membuat standarisasi teknologi

komunikasi digital seluler

21

Gambar 2.4 Struktur Jaringan pada sistem GSM

2.2.1 Mobile Station (MS)

Pelanggan melakukan proses komunikasi dengan menggunakan teriman

yang dinamakan Mobile Station (MS). Sebagai media penerima dan pengirim dari

sisi pelanggan MS memiliki dua bagian yaitu Mobile Equipment (ME) atau lebih

dikenal dengan sebutan telepon genggam, dan Subscriber Identification Module

( SIM ) yang berfungsi sebagai identitas untuk melakukan panggilan

2.2.2 Base Station System (BSS)

Merupakan bagian dari jaringan yang menyediakan interkoneksi dari MS

ke peralatan data switching. Serta bertanggung jawab atas semua fungsi – fungsi

radio di dalam sistem. BSS terdiri dari :

2.2.2.1 Base Transceiver Station (BTS)

BTS adalah sebuah stasiun yang memiliki fungsi untuk memancarkan dan

menerima sebuah sinyal untuk menangani hubungan komunikasi melalui jalur

22

radio dengan MS. Pada proses komunikai dengan MS BTS menggunakan sebuah

antarmuka yang disebut Air interface. Di dalam BTS terdapat sebuah perangkat

Radio Base Station (RBS) yang memiliki fungsi mengendalikan hubungan antara

jaringan radio dengan MS. Sebuah RBS mampu melayani 1 sel hingga 3 sel

tergantung dari konfigurasi yang di tentukan dan juga kapasitas RBS tersebut.

2.2.2.2 Base Station Controller (BSC)

BSC dapat menangani sumber radio untuk satu BTS atau lebih dengan

menggunakan sebuah antarmuka bernama Abis (Abis interface). BSC juga

menangani proses penyambungan panggilan, perpindahan trafik sebuah MS dari

satu sel ke sel yang lain (Handover) call setup, frequency hoping, handover pada

satu BSC yang sama.

BSC memiliki sebuah sistem kontrol yang vital dalam jaringan radio,

dimana BSC mengatur fungsi utama sebagai berikut:

a. Identitas masing-masing sel yang berupa nomor BCCH, tipe RBS,

dan power keluaran dari sebuah RBS

b. Parameter handover,parameter yang di set sebagai acuan ketika

MS ingin melakukan handover dari sebuah sel ke sel lainnya

c. BSC menangani hubungan MS dengan jaringan selama tahap

pembangunan hubungan yang mencakup:

Paging : BSC mengirimkan pesan paging ke RBS-RBS yang

dibatasi dalam cakupan sebuah location Area (LA), yaitu sebuah

identitas yang dibuat untuk menandai sebuah area yang terdiri dari

kumpulan beberapa sel.

23

Signalling Set-up: ketika sebauh MS melakukan hubungan

terhadap jaringan dalam proses pembangunan panggilan, MS akan

dialokasi SDCCH oleh BSC

Assigment of Traffic Channel: setelah MS mendapatkan SDCCH

maka proses pembangunan panggilan akan di terukan dengan

mencari Traffic Channel (TCH). MS di berikan pesan untuk

mengganti kanal. Dan MS akan dialokasikan sebuah kanal TCH

yang tidak diduduki

Dynamic Power Control. BSC memperhitungkan kebutuhan power

keluaran MS dan BTS didasarkan pada pengukuran yang diterima

dari uplink dan downlink

2.2.2.3 Transcoder Controller (TRC)

TRC memiliki fungsi utama di dalam melakukan proses penyesuaian

kecepatan. TRC akan melakukan proses konversi informasi pada sisi terima dari

MSC/ VLR pada kecepatan 64 kbps menjadi kecepatan 16 kbps. TRC memiliki

unit yang mampu melakukan proses transcoding dan rate adaption yang bernama

Transcoder and Rate Adaption Units (TRAUs).

2.2.3 Network Sub-System (NSS)

NSS Berfungsi sebagai sistem switching dalam jaringan seluler. Selain itu,

NSS juga menangani fungsi – fungsi network interfacing, common channel

signaling, serta sebagai antar muka antara jaringan seluler dengan jaringan

lainnya. Adapun NSS terdiri dari

Mobile Switching Center (MSC)

24

MSC melakukan proses kontrol terhadap panggilan dari dan

menuju sistem telepon maupun sistem data lainnya. MSC juga

memiliki fungsi lainnya seperti interface jaringan dan switching

dasar dan mengatur BSC melalui A-interface. Sebagai penghubung

antara satu jaringan GSM dengan jaringan lainnya

Home Location Register (HLR)

HLR adalah database yang digunakan untuk menyimpan

dan mengatur data-data pelanggan tetap. HLR dianggap sebagai

database yang paling penting sejak HLR dapat menyediakan data-

data pelanggan tetap, data yang disimpan dalam HLR mencakup

status pelanggan, informasi lokasi pelanggan, dalam proses

konfigurasinya HLR memiliki dua mode yaitu perangkat

standalone maupun digabung dengan MSC/VLR

Visitor Location Register (VLR)

VLR merupakan database yang menyimpan informasi

pelanggan sementara yang diperlukan oleh MSC dalam ketika ada

pelanggan yang berkunjung dari area yang lain. Apabila MS

hendak melakukan panggilan maka VLR akan memberikan

informasi yang dibutuhkan untuk proses pembangunan panggilan

tanpa harus melakukan koordinasi setiap waktu dengan HLR,

karena ketika MS berkunjung ke sebuah MSC yang baru maka

MSC akan meminta data dari HLR asal MS.

Authentication Center (AUC)

25

AUC memiliki parameter untuk melakukam autentikasi dan

encryption untuk memeriksa identitas pemakai dalam setiap

panggilan. Auc digunakan untuk melakukan kontrol terhadap

penggunaan jaringan yang benar untuk mencegah pelanggan yang

nakal.

Equipment identity Register (EIR)

EIR adalah data yang memiliki informasi tentang perangkat

MS yang digunakan. EIR melakukan validasi Internasional Mobile

Equipment Identivity (IMEI) untuk menangani kasus pencurian

2.2.4 Operasi dan support sistem (OSS)

Operation and Support system (OSS) adalah implementasi dari Operation

and maintenance center (OMC). Dimana OMC tersambung ke seluruh

perlengkapan sistem switching dan ke BSC. OSS memiliki fungsi penting untuk

melakukan pemantauan jaringan dan melakukan kontrol terhadap sistem yang

sedang bekerja dengan metode sentral serta lokal untuk kegiatan operasional dan

kegiatan aktivitas pemeliharan pada jaringan GSM.

OSS memiliki 2 level fungsi dalam melakukan pengaturan dan kontrol

jaringan, yaitu melalui Network Management Center (NMC), dan pusat yang lebih

kecil yang dinamakan Operation and Maintenance Center (OMC). Sistem seperti

ini memiliki fungsi yang efisien dalam pembagian tugas dimana NMC menangani

isu jaringan yang lebih luas dan pada skala besar sedangkan OMC berkonsentrasi

untuk isu lokal dan masalah yang sifatnya kecil atau jangka pendek. OSS

26

menghubungkan sistem pengaturan yang mendukung beberapa elemen jaringan,

yaitu:

Mobile Switching Center (MSC )

Base Station Controller (BSC )

Radio Base Station (RBS )

Visitor Location Register (VLR )

Home Location Register (HLR )

Equipment Identity Register (EIR )

AUthentication Center (AUC )

Mobile Intelligent Network nodes (MIN )

2.3 Sistem Multiple Access pada GSM

Kanal radio adalah media komunikasi yang digunakan dalam sistem

telekomunikasi radio dan di bagi kebeberapa pelanggan dalam sebuah cell.

Pelanggan melalui mobile station saling memperebutkan kanal frekuensi untuk

mengirimkan sinyal informasi, untuk mencegah terjadinya benturan pelanggan

antar pelanggan didalam melakukan akses ke sebuah sistem, maka setiap

pelanggan diberikan kanal mandiri berdasarkan kebutuhan. Di dalam membagi

ketersediaan sumberdaya fisik terhadap sebuah mobile station seperti pita

frekuensi kedalam kanal suara maka sistem multiple access dibagi menjadi

beberapa bagian yaitu

27

Gambar 2.5 Prosedur Multiple Access

2.3.1 Sistem FDMA (Frequency Division Multiple Access)

Sistem FDMA adalah salah satu prosedur Multiple Access yang digunakan,

pada sistem ini frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal dalam sebuah rentang

frekuensi dimana pada sistem ini sinyal informasi dibawa melalui frekuensi yang

berbeda.

Gambar 2.6 Teknik FDMA

Pada gambar di atas terlihat bagaimana FDMA membagi frekuensi

menjadi beberapa frekuensi pembawa. Dikarenakan FDMA memiliki frekuensi

yang berbeda pada masing-masing kanal maka diperlukan usaha yang besar di

28

base station dan pada setiap kanal memerlukan unit penerima dan pemancar,

meskipun begitu perangkat yang digunakan pada sistem FDMA relatif sederhana.

2.3.2 Sistem TDMA (Time Division Multiple Access)

Time Division Multiple Access (TDMA) digunakan dalam sistem radio

digital bergerak, dimana setiap MS dialokasikan sebuah time slot untuk proses

komunikasi dalam sistem. Bandwidth pada time slot tidak dialokasikan untuk

sebuah MS tapi rentang frekuensi sistem tersebut dibagi menjadi beberapa

subband. Di dalam time slot MS mentransmisikan data

Gambar 2.7 Teknik TDMA dalam multiple carrier frekuensi

Pada gambar di atas menunjukkan lima saluran dalam sistem TDMA

dengan periode empat slot waktu dan tiga frekuensi pembawa. pada setiap time

slot bisa dikonfigurasi sebagai kanal trafik secara penuh atau mengalokasikan dua

kanal untuk dijadikan dedicated channel, bisa berupada SDCCH yang befungsi

sebagai signaling dan untuk mengirimkan pesan singkat atau BCCH yang

memiliki fungsi untuk cell broadcast.

29

2.4 Kanal Logikal pada GSM

Sistem GSM memiliki kanal yang berfungsi untuk membawa kanal informasi

anatara BTS dengan MS dan dikenal dengan nama Logical Channel. Kanal logis

sendiri dibagi menjadi dua kategori yaitu kanal trafik dan kanal kontrol

(signaling).

2.4.1. Kanal Trafik

Traffic Channel (TCH) adalah kanal yang digunakan untuk

mentransmisikan suara atau data. Sebuah TCH dapat digunakan secara penuh

(full-rate) atau dibagi menjadi dua kanal trafik half-rate. Layanan suara adalah

layanan yang paling penting dalam GSM sehingga layanan suara harus lebih

ditingkatkan.

2.4.1.1. Full-rate codec

Peningkatan Kualitas suara adalah perhatian yang sangat penting dalam

layanan suara. kualitas suara yang mendekati kualitas suara pada fixed network

menjadi hal yang penting untuk sistem GSM untuk menggantikan peran fixed

network, karena sistem komunikasi bergerak memiliki kemampuan instalasi

jaringan telekomunikasi yang cepat. Oleh karena itu penggunaan Enhanced full-

rate (EFR) codec menjadi prioritas tinggi. EFR adalah codec full-rate dengan bit

rate 12,2 kbit/s yang memiliki kualitas suara yang lebih baik dari codec full-rate

sebelumnya

2.4.1.2 Half-rate codec

Peningkatan utilisasi bandwidth dengan menggunakan half-rate speech

codec dimana kanal half rate memiliki rate data 5,6 Kbit/s diperkenalkan untuk

30

meningkatkan kapasitas jaringan. Dalam kondisi saluran yang baik, meskipun

menggunakan metode setengah rate tetapi memiliki kualitas suara hampir sama

dengan metode codec full-rate. Namun, penurunan kualitas terjadi khususnya

untuk komunikasi MS ke MS

2.4.1.3. Adaptive multi-rate (AMR) codec

Codec suara rate penuh dan setengah tingkat sama-sama menggunakan

sumber atau informasi dengan bit rate yang tetap, yang sudah dioptimalkan untuk

kondisi kanal radio tertentu. Kelemahan sistem ini adalah tidak fleksible, ketika

kondisi radio lebih buruk dari biasanya maka kualitas suara menjadi lebih buruk.

karena kapasitas saluran yang diberikan kepada MS terlalu kecil untuk transmisi.

Di sisi lain, sumber daya radio akan terbuang untuk perlindungan error yang tidak

dibutuhkan jika kondisi radio lebih baik dari biasanya.

Untuk mengatasi masalah tersebut sebuah codec yang lebih fleksible

dikembangkan dengan nama adaptive multi-rate (AMR) codec. Fitur AMR ini

dapat meningkatkan kualitas suara yang mampu beradaptasi di antara coding

suara yang berbeda (dengan tingkat perlindungan kesalahan atau error yang

berbeda) sesuai dengan kualitas salura. Untuk lebih tepat, AMR memiliki dua

prinsip-prinsip adaptasi (Bruhn et al, 2000.) kanal adaptasi dan codec adaptasi

Kanal adaptasi secara dinamis memilih tipe kanal trafik untuk kanal trafik

full rate ataupun kanal trafik half rate. Pada mode ini melakukan adaptasi pada bit

rate pengguna untuk optimalisasi sumber radio. Jika traffik sedang tinggi, maka

koneksi yang menggunakan TCH full rate (TCH/F) dengan bit rate 12,2 kbit/s

dengan kulitas kanal baik akan di alihkan menjadi TCH half rate (TCH/H) dengan

bit rate 5,6 kbit/s. Apabila beban trafik sedang rendah, kualitas kanal suara pada

31

beberapa TCH/H dapat di tingkatkan dan dialihkan menjadi sebuah TCH/F.

Informasi pensinyalan untuk adaptasi ini dilakukan dengan protokol yang sudah

ada pada kanal pensinyalan GSM, pengalihan antara kanal full-rate dan half-rate

dilakukan melalui intracell handover yaitu perpindahan trafik di dalam sebuah sel.

Mode codec adaptasi dilakukan untuk menyesuaikan tingkat pengkodean

(yaitu pertukaran antara perlindungan error dengan bit rate sumber suara) sesuai

dengan kondisi saluran. Ketika saluran radio buruk, encoder beroperasi pada level

bit rate yang rendah dan menggunakan bit yang lebih banyak untuk perlindungan

kesalahan. Ketika kualitas kanal radio bagus, digunakan perlindungan error yang

lebih sedikit.

2.4.1.4 Dynamic halfrate alocation (DHA)

Fitur DHA mengoptimalkan penggunaan kapasitas ketika beban sel tinggi,

sementara itu tetap menawarkan kualitas suara terbaik ketika beban sel rendah.

Hal ini dicapai dengan mengalokasikan TCH FR atau HR sesuai dengan beban

sel, Pada beban sel yang tinggi TCH HR memiliki batasan yang akan memicu

perubahan kanal trafik dari FR menjadi HR dan pada beban sel rendah TCHs FR

memiliki batasan

Ambang batas untuk alokasi TCH HR dipicu oleh parameter DTHAMR

dan DTHNAMR dan ditetapkan per sel. Parameter ini adalah nilai-nilai persentase

yang merupakan perbandingan antara jumlah TCH yang tidak terpadak dibagi

dengan jumlah TCH keseluruhan pada sebuah sel. Dua parameter menunjukkan

bahwa MS mampu menangani AMR dan non AMR akan diperlakukan berbeda

dalam alokasi TCH berdasarkan pada beban sel. Jika menggunakan fitur Prioritas

Kualitas Suara, maka memungkinkan untuk mengatur dua parameter berbeda

32

untuk tingkat prioritas yang berbeda. Fitur ini memungkinkan untuk mulai

mengalokasikan HR untuk pengguna prioritas rendah pada beban sel moderat, dan

membiarkan pengguna prioritas tinggi mendapatkan FR sampai beban dalam sel

sangat tinggi.

Metode pengalokasian HR akan terjadi pada beberapa kasus seperti ini:

1. jika MS berada pada sebuah sel AMR / HR dimana jumlah TCH yang

tidak terpakai dibagi dengan jumlah TCH keseluruhan pada sebuah sel

sama dengan atau di atas nilai DTHAMR yang ditetapkan, maka FR TCH

akan lebih diprioritaskan dibandingkan TCH HR untuk alokasi kanal. Jika

jumlah TCH yang tidak terpakai dibagi dengan jumlah TCH keseluruhan

kurang dari DTHAMR, tetapi lebih tinggi dari DTHNAMR, maka AMR /

HR TCH akan memiliki prioritas lebih dibanding FR TCH. Jika jumlah

TCH yang tidak terpakai dibagi dengan jumlah TCH keseluruhan kurang

dari kedua DTHAMR dan DTHNAMR, maka HR TCH akan lebih

diutamakan daripada FR TCH (baik AMR / HR dan HR akan diutamakan,

dengan urutan AMR terlebih dahulu

2. Jika MS atau sel tidak mendukung AMR / HR dan jumlah TCH yang tidak

terpakai dibagi dengan jumlah total TCH sama atau di atas DTHNAMR

yang ditetapkan, maka FR TCH akan memiliki prioritas lebih

dibandingkan HR TCH. Jika jumlah TCH yang tidak terpakai dibagi

dengan jumlah TCH keseluruhan kurang dari DTHNAMR, maka HR TCH

akan memiliki lebih diutamakan daripada FR TCH.

2.4.2. Kanal Pensinyalan

33

Kontrol dan manajemen pada jaringan seluler membutuhkan usaha

pensinyalan yang tinggi. Meskipun tidak ada koneksi yang aktif antara MS

dengan jaringan, informasi pensinyalan (contohnya, informasi mengenai

pembaruan lokasi) selalu ditransmisikan melalui antarmuka air, antarmuka antara

MS dengan BTS. Kanal pensinyalan GSM memberikan sebuah layanan

pensinyalan berkelanjutan ke MS untuk mengirim dan menerima pesan kapanpun

melalui antarmuka air. Pada sistem GSM, kanal pensinyalan disebut juga sebagai

kanal Dm (Mobile D Channel). Kanal pensinyalan digunakan oleh MS untuk

mencari RBS yang aktif, melakukan proses sinkronisasi dan menerima informasi

untuk melaksanakan pembangunan panggilan. Kanal pensinyalan ini dibagi

menjadi Broadcast Channel (BCH), Common Control Channel (CCCH) dan

Dedicated Control Channel (DCCH).

2.4.2.1. Broadcast Channel (BCH)

BCH adalah kanal yang digunakan oleh BSS ke arah downlink untuk

menyebarkan informasi yang sama ke semua MS didalam sebuah sel (point to

multi point) . BCH terdiri dari 3 kanal

1. Broadcast Control Channel (BCCH), kanal ini digunakan untuk

menyebarkan informasi kepada MS yang berisi tentang konfigurasi

kanal radio baik sel yang sedang melayani MS maupun sel

tetangga, informasi sinkronisasi yang berisi frekuensi, nomor

frame, dan sel id.

2. Frequency Control Channel (FCCH), kanal ini informasi tentang

koreksi terhadap frekuensi transmisi di sebarkan kepada MS.

34

3. Synchronization Channel (SCH), kanal ini menyebarkan informasi

untuk identifikasi sebuah BTS. Kanal ini juga menyebarkan data

sinkronisasi frame pada MS contohnya apabila terjadi pengurangan

jumlah frame.

FCCH dan SCH selalu disebarkan bersama dengan BCCH

2.4.2.2. Common control Channel (CCCH)

CCCH adalah kanal pensinyalan point to multi point yang digunakan

untuk menugaskan kanal dedicated dan paging untuk melokalisir MS. CCCH

terdiri dari:

1. Random Access Channel (RACH), kanal ini adalah kanal uplink

dari CCCH yang di akses dari MS di dalam sebuah sel untuk

meminta saluran sinyal yang didedikasikan khusus kepada satu MS

untuk satu kali pensinyalan.

2. Access Grant Channel (AGCH), kanal ini adalah bagian downlink

(jalur dari BTS menuju MS) dari CCCH untuk memberikan sebuah

SDCCH atau TCH kepada sebuah MS

3. Paging Channel (PCH), kanal ini dalah bagian downlink dari

CCCH yang digunakan sebagai keperluan paging untuk mencari

MS tertentu.

2.4.2.3. Dedicated control Channel (DCCH)

35

DCCH adalah kanal pensinyalan dua arah point to point. Sebuah

Associated Control Channel (ACCH) adalah sinyal dedikasi juga tetapi kanal ini

hanya di dedikasikan dalam hubungan dengan sebuah TCH atau SDCCH. Saluran

kontrol A/DCCH terdiri dari:

1. Stand-alone Dedicated Control Channel (SDCCH), adalah kanal

pensinyalan DCCH dedicated point to point yang tidak terikat

kepada TCH/berdiri sendiri. Yang digunakan untuk pensinyalan

antara MS dan BTS ketika tidak ada koneksi panggilan yang aktif.

SDCCH di minta oleh MS melalui RACH dan di berikan oleh

AGCH. Ketika transaksi pensinyalan telah selesai maka SDCCH

dilepaskan dan bisa di berikan kepada MS yang lain.

2. Slow Associated Control Channel (SACCH), kanal ini selalu

ditugaskan dan digunakan oleh TCH atau SDCCH. SACCH

membawa informasi untuk operasi radio yang optimal, contohnya

perintah untuk melakukan sinkronisasi power control dan laporan

pengukuruan saluran. Data harus dikirimkan secara terus-menerus

melalui SACCH karena paket SACCH mengindikasikan eksistensi

sambungan radio.

3. Fast Associated Control Channel (FACCH), Dengan

menggunakan multiplexing preemptive dinamis pada TCH, dapat

disediakan bandwidth tambahan untuk pensinyalan. Saluran

pensinyalan yang dibuat dengan cara ini disebut FACCH. Hal ini

hanya dilakukan pada koneksi pada sebuah TCH, dan digunakan

36

untuk waktu singkat dengan mengorbankan transportasi data

pengguna.

2.5 Erlang

Unit Erlang adalah ukuran statistik kepadatan lalu lintas suara dalam sistem

telekomunikasi dan secara luas digunakan untuk setiap elemen dalam sistem

telekomunikasi, pada teknologi seluler digunakan untuk memahami volume lalu

lintas trafik.

Teori Erlang digunakan untuk membantu menghitung trafik telekomunikasi

sehingga volume dapat diukur dengan cara yang standar dan dapat dilakukan

perhitungan. Di dalam merencanakan jaringan telekomunikasi fungsi dari Erlang

digunakan untuk memahami pola trafik dalam jaringan suara dengan

menggunakan angka-angka untuk menentukan kapasitas yang diperlukan dalam

setiap area jaringan.

Sebuah sel dapat dimodelkan sebagai sistem teoritis untuk mendaptkan

kerugian trafik dengan n (saluran),

B= An/n !

∑i=0

n

Ai / i !

Pada rumus Blocking Erlang di atas terlihat ubungan antara beban trafik yang

ditawarkan (A) dan probabilitas blocking B dengan jumlah total saluran n

2.6 Speech Quality Index (SQI)

37

kualitas suara dapat dianggap sebagai hasil dari persepsi dan penilaian

proses, di mana subjek menilai menetapkan hubungan antara dirasakan dan yang

diinginkan atau diharapkan. Dengan demikian, kualitas suara tidak mutlak

berdasarkan pada akal. Hal ini disebabkan oleh penerima, sebagai hasil dari proses

penilaian (Jekosch, 1998)

di dalam telekomunikasi, kualitas suara di sisi penerima yang kurang baik

sering kali disebabkan oleh beberapa faktor antara lain:

1. Koneksi yang buruk

2. Derau atau noise

Untuk menilai kualitas suara dapat di nilai melalui sinyal suara yang

ditransmisikan, untuk melakukan pengukuran kualitas suara dapat dilakukan

melalu statistik ketika sebuah panggilan dilakukan yang didapat dari OSS di kenal

dengan nama Speech Quality Index untuk memberikan gambaran persepsi kualitas

pada sisi pelanggan.

2.6.1 SQI pada BTS dan BSC

BTS mengumpulkan data tentang saluran radio uplink dan data yang

digunakan untuk menghitung kualitas suara. algoritma yang digunakan untuk

perhitungan SQI untuk uplink didasarkan pada korelasi antara parameter radio dan

kualitas suara. Korelasi dilakukan dengan membandingkan hasil dari percobaan

mendengar kualitas suara dan pengaturan parameter.

Nilai-nilai SQI downlink didasarkan pada pengukuran kualitas downlink

yang dibuat oleh Enhanced measurement Report (EMR) pada MS dan dilaporkan

38

dalam EMR (yaitu nilai-nilai BEP dan NBR_RCVD_BLOCKS). EMR adalah

pesan yang dikirimkan oleh MS yang berisi hasil pengukuran yang terjadi pada

MS.

Kualitas suara untuk setiap panggilan suara dihitung setiap jangka waktu

sekitar 2,5 detik. Informasi kualitas suara kemudian dikirim melalui jalur dari

BTS menuju BSC. Dalam BSC, informasi kualitas suara dibagi menjadi tiga

kategori berdasarkan nilai SQI - "Good", "Acceptable" dan "Bad".

2.6.2 Perhitungan nilai SQI

Dari statistik OSS terdapat objek CELLSQI yang berisi tiga counter yang

menunjukkan bagaimana indeks kualitas suara didistribusikan UL, menurut

persepsi kualitas pelanggan yaitu SQI Good, SQI Acceptable dan SQI Bad. Dan

objek CELLSQIDL berisi counter yang sesuai tetapi untuk DL. Counter memiliki

nama yang sama dengan counter UL, tetapi dengan akhiran DL..

Counter yang menggambaran tentang SQI adalah sebagai berikut

1. TSQIGOOD : Akumulasi jumlah sampel SQI yang mewakili

kualitas suara yang Good/baik.

2. TSQIACCPT : Akumulasi jumlah sampel SQI yang mewakili

kualitas suara Acceptable/diterima.

3. TSQIBAD : Akumulasi jumlah sampel SQI yang mewakili

kualitas suara Bad/ tidak memuaskan.

39

Secara matematis persentase sampel SQI Good dengan kualitas yang baik

terhadap total sampel SQI.

SQItot=TSQIGOOD+TSQIACCPT +TSQIBAD

SQItot adalah total sampel SQI yang digunakan untuk perhitungan persentase SQI

SQIGood=TSQIGoodSQItot

x100 %

Perhitungan yang sama dapat dilakukan untuk SQI Acceptable dan SQI Bad.

Dengan melakukan perubahan dari TSQIGood menjadi TSQIAccpt untuk SQI

Acceptable dan TSQIBad untuk SQI Bad.