8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 1/16
Bagian-bagian dan Arsitekture Sistem CDMA2000-1x
ABSTRACT
Received voice quality of mobile station is influenced by FER (Frame Error Rate) in
the network. The quality of the voice will decrease if FER is increase. The increase of FER value, one of them is caused by the mobility between mobile station with base
station that produce random frequency modulation that have connection with the friction of doppler frequency that is different for each of received multipath trajectory.
This multipath will cause multipath fading that will produce amplitude fluctuation,
phase, and time delay that is different from the information signal. This will influencethe receiver in detecting information signal, it will cause signal distortion that will
decreasing the performace of the transmission system.
Based on that background, this research have some perform concerning the effect of mobile station mobility to the voice service performance of CDMA 2000-1x system. The
research is conducted through the simulation of the CDMA 2000-1x tranmission systemthat overcome a canal having the character of multipath fading with Rayleigh
distribution and Additive White Gaussian Noise (AWGN). The CDMA2000-1xtransmission system model is only applied on physical layer between mobile station
with Base Transceiver Station (BTS) in the perform of channel coding, interleaving,
walsh code, and QPSK modulation.The analysis result shows that as the mobile station speed increasing, the voice
performance will decreasing. The voice information starts to be distorted when themobile station speed is about 22 km/hours where the received FER of the mobile station
is above 1 %.
Keywords: BER, FER , Doppler, AWGN, CDMA2000-1x Channnel .
1
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 2/16
I. Arsitektur Sistem CDMA2000-1x
Skema Struktur jaringan CDMA2000-1x secara umum adalah dilihat pada Gambar
1. berikut ini :
B T S
B T S
B T S
BT S
B T S
B T S
P ubl ic T e le ph one
N etw ork
P r i v a t e / Pu b l i c D a t aN etw ork
I n t e r n e t
MS CB S C
B S C
R o u t e r R o u t e r
H L RS M S-SC
F ire W a ll
P SD N
A AA
H om e A gent
m s
Gambar 1. Arsitektur sistem CDMA2000-
1x.[2]
Dari Gambar 1. terlihat bahwa arsitektur CDMA 2000-1x diatas terbagi atas 6
bagian komponen dasar yaitu :
1. Base Transceiver Station (BTS)
2. Base Station Controller (BSC)
3. Packet Data Serving Node (PDSN)
4.Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)
5. Home Agent (HA)
6. Router
Dari ke 6 bagian tersebut,yang berhubungan dengan tulisan paper ini adalahBTS yang berfungsi sebagai pengalokasian daya yang digunakan pelanggan serta
berfungsi sebagai antar muka yang menghubungkan jaringan CDMA2000-1x dengan
perangkat pelanggan.
II. Forward Link Dedicated Channel untuk layanan suara pada CDMA2000-1x
Pada CDMA2000-1x, kanal fisik yang digunakan untuk layanan suara adalah
Forward Fundamental Channel (F-FCH)[1][6]. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
Gambar 2.
2
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 3/16
Gambar 2. Identitas kanal pada arah forward CDMA2000-1x. [9]
2.1 Vocoder variabel.
Vocoder (voice encoder and decoder) didesain bekerja dengan kemampuan laju bit
yang variabel, yang terdiri dari rate set-I dan rate set-II. Vocoder yang digunakan
menggunakan DSP QCELP (Digital Signal Processing Qualcomm Code Excited Linear
Prediction ). Laju frame keluaran QCELP tergantung pada aktifitas bicara, full rate
selama user berbicara dan low rate selama user diam.
2.2 Forward Error Control (FEC).
Berguna untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan acak yang diakibatkan oleh
gangguan kanal, sedangkan untuk mengatasi kesalahan yang berurut karena multipath
fading biasanya menggunakan rangkaian interleaver setelah FEC. Untuk CDMA2000-1x pada fundamental channel jenis forward error control yang digunakan adalah
convolutional code [1][4].
2.2.1 Encoder Konvolusional.
Kode konvolusional adalah kode yang dibentuk dengan menambah informasi
tambahan (parity) berdasarkan bit inputan iuuuu ,...,21
=
(1)
yang sedang diproses dikonvolusi dengan generator ( )i g untuk m kode data
sebelumnya, dimana m adalah panjang memori atau shift register dari kode[5]. Jika
panjang memori m , maka jumlah state memorinya (isi memori) adalah m2 . Secara
matematis kode konvolusi dapat dinyatakan dengan C (n, k, m), dimana k = input, n =
output dan m = memori. Struktur kode konvolusional dengan pola C (3,1,2) ditunjukkan
pada Gambar 3. Encoder tersebut terdiri atas m ( shift register ) =2 , n (output)=3,
k(input) = 1, generator g(1) = (1 0 1) g(2) = (1 1 1), modulo-2 adder dan satu multiplexer untuk menserialkan keluaran encoder, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.
berikut ini :
3
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 4/16
⊕
⊕
S h i f t
R eg is te r
k e - 1
)1( g
)2( g
)1(c
)3(c
)2(c
u
S h i f t
R eg is te r
k e - 2
Gambar 3. Struktur encoder konvolusional
C (3,1,2).
2.2.1.1 Decoder Konvolusional.
Decoding viterbi ini berfungsi untuk melakukan diteksi sekaligus koreksi terhadap
kesalahan yang terjadi selama perjalanan mulai dari output konvolusi sampai keinput
decoder viterbi. Error terbesar biasanya terjadi dikanal karena gangguan propagasi.
2.3 Interleaver.
Salah satu cara mengatasi error burst adalah dengan menambahkan interleaver dan
deinterleaver dengan cara mengacak terjadinya error sehingga mirip dengan error
random. Pada pengirim, deretan bit diatur sedemikian rupa untuk memastikan agar bit-
bit yang bersebelahan terpisah sejauh beberapa bit setelah interleaving.
2.3.1 Direct Sequence Spread Spektrum (DS-SS).
Sistem direct sequence spread spektrum (DS-SS) merupakan salah satu teknik
spektral tersebar yang digunakan pada CDMA2000-1x seperti terlihat pada Gambar 4
berikut ini :
D em od
QP SK⊗
G e n e r a to r
k o d e P N
S i n ya l
pem baw a
D ataM o d u l a s i
Q P S K⊗
Siny a l
pem baw a
D ata
T x R x
G e n e r a to r
k o d e P N
Gambar 4. Diagram blok pengirim dan penerima DS-SS.
Perbandingan antara bandwidthh transmisi dengan bandwidth informasi disebut
dengan processing gain. Dimana semakin besar processing gain-nya, maka semakin
tahan sistem spektral tersebar tersebut terhadap interferensi, dapat dirumuskan
dengan[1][2] :
R
W
Tc
Tb PG == (2)
dimana :
PG = Processing gain (10 log PG dB)
W = lebar pita frekuensi spektral tersebar (Hz)
R = lebar pita frekuensi sinyal informasi (Hz)
2.3.2 Kode Walsh.
Kode walsh dihasilkan dengan menggunakan hadamard matriks, yang merupakan
matrik segiempat dengan elemen biner, dan berdimensi kelipatan 2[7].
Bentuk umumnya adalah :
4
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 5/16
H2N =
N N
N N
H H
H H
; untuk N = 2m (3) dimana m ≥0 (integer positif) dan
N H merupakan inverter dari H N.
2.3.1 Sistem Modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying ).Sinyal QPSK dapat dituliskan dengan persamaan [2]:
( ) ( )
−+=
212cos
2 π π it f
T
E t S c
s
sQPSK 4,3,2,1,0 =≤≤ iT t
s
(4)
Probabilitas bit error (BER) sinyal QPSK dapat dinyatakan dengan[2] :
=
o
bQPSK e
N
E Q P
2, (5)
Dimana : =b E Energi per bit (dB atau watt) dan =o N Rapat daya noise (dB/Hz atau
watt/Hz).2.4 Propagasi Kanal Komunikasi Bergerak.
Small scale fading atau fading merupakan fluktuasi amplituda yang terjadi secara
cepat pada sinyal radio dalam periode waktu dan jarak tempuh yang kecil, sehingga
pengaruh path loss skala besar dapat diabaikan[5].
Parameter Multipath Pada Komunikasi Bergerak :
1. Delay Spread dan Coherence Bandwith. 2. Doppler spread dan Coherence time.
Doppler spread.Pergerakan relatif antara transmiter dan receiver akan menimbulkan pelebaran
spektrum yang disebabkan oleh laju perubahan waktu terhadap kanal (time varying ).
Pelebaran spektrum frekuensi ini disebabkan oleh Doppler shift ( f d ) yang merupakanfungsi dari kecepatan relatif (v) MS yang bergerak serta sudut θ antara arah gerak MS
dengan arah kedatangan gelombang yang dihamburkan seperti terlihat pada Gambar 5
dibawah ini :
Gambar 5. Ilustrasi Efek Doppler.
Doppler shift dapat dinyatakan dengan persamaan [5]:
5
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 6/16
θ λ
cosV
f d = (6)
dimana :v = kecepatan mobile station (m/s)
λ = Panjang gelombang frekuensi carrier (m)= Sudut antara arah propagasi sinyal datang dengan arah pergerakan antena.
III. Pemodelan Sistem.
Bentuk pemodelan sistem yang di simulasi secara keseluruhan dapat dilihat pada
Gambar 6 berikut ini :
R a y le ig h
M u lt i p a th F a d in gA d d i tiv e W h i te
G a u s s ia n N o i s e
K a n a l R a d io
P r o p a g a s i
D a ta o u tp u tV it e r b i
d e c o d e r
D e -
I n te r le a v e r
D e s p r e a d
W a ls h c o d e
D e m a p p in g
Q P S K
D a ta S o u r c e M a p p i n gQ P S K
C o n v o lu t io n a le n c o d e r
B lo c kIn t e r le a v e r
W a ls h C o d e
T r a n s m i tte r
R e c e iv e r
Gambar 6. Diagram blok F-FCH CDMA2000-1x pada simulasi.
Rincian fungsi dari masing-masing blok pada diagram blok di Gambar 6 ,sebagai
berikut :
1. Data Source.
Data kirim yang disimulasikan merupakan data yang terdistribusi uniform dan
dibangkitkan secara acak dengan menggunakan fungsi randint pada Matlab 6.5.
2. Encoder KonvolusionalPola pengkodean konvolusional yang digunakan C (4,1,8) pada Gambar 7 dengan
generator polinom (octal) g0=765 g1=671 g2=513 g3=473 .
•
•
•
B it
i n fo r m a s i
( I n p u t )
u S h i f t
r e g i s t e r
k e - 1
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 2
•
••
( )1 g
( )4 g
( )3 g
( )2 g
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 3
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 8
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 7
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 6
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 5
S h i f t
r e g i s t e r
k e - 4
⊕
•
•
•
• •
•
•
•
•
• •
⊕
⊕
⊕
( )2c
( )3c
( )4
c
( )1c
•
C o d e S y m b o l s
( O u t p u t )
Gambar 7. Struktur Encoder
Konvolusional C(4,1,8). [6]
3. Interleaver
Interleaver yang digunakan dalam simulasi adalah tipe interleaver blok, dimana bit-
bit keluaran encoder konvolusional disusun kolom per kolom dan dibaca baris per baris.
4. Walsh Code
Pada simulasi kode walsh dibangkitkan dengan fungsi hadamard untuk membentuk
matrik 64 x 64. Tiap baris dari matrik merepresentasikan satu kode walsh yang nantinya
digunakan sebagai kode tiap user dan juga sekaligus sebagai kode penyebar dari bit - bit
6
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 7/16
keluaran interleaver yang sudah diubah ke data NRZ terlebih dahulu dimana bit “1”
dinyatakan dengan +1 V dan bit “0” dinyatakan dengan - 1 V.
5. Mapping QPSK
Pada proses ini, dereten bit serial hasil spreading dengan walsh code akan dibentuk
menjadi simbol – simbol kompleks sesuai dengan konstelasi QPSK 3.1.1 Pemodelan Kanal Radio Propagasi
Kanal radio transmisi yang digunakan pada simulasi dibagi menjadi 2 yaitu kanal
AWGN ( Additive White Gaussian Noise) dan kanal Rayleigh multipath fading .
1. Kanal AWGN
Pemodelan kanal AWGN dilakukan dengan menggunakan fungsi awgn pada
MATLAB 6.5 : noise1=awgn(sinyal,SNRdB(k),'measured') dimana ‘sinyal’
menunjukkan sinyal hasil modulasi yang ditransmisikan, ‘SNR’ menunjukkan nilai
SNR yang diinginkan dalam dB, dan ‘measured’ menunjukkan adanya pengukuran daya
sinyal ditambah noise.
2. Kanal Rayleigh multipath fading
Dalam simulasi kanal propagasi multipath ini dapat dimodelkan seperti blok diagram pada Gambar 8 berikut ini :
⊗
⊗
⊗
∑
Lτ
2τ
1τ
1
1
ϕ α
je
( ) ( ) ( ) ( )t nt ht st r += .( )t s
L j
Leϕ
α
2
2
ϕ α
je
∑
AWGN
( )t n
Gambar 8. Diagram blok kanal multipath
dengan L lintasan.[8]
Respon impuls untuk model kanal multipath diatas adalah sebagai berikut[5][8] :
( ) ( ){ }t jwcet ht h τ τ ,Re,~
= (7)
Dimana τ adalalah multipath delay, cω adalah sudut frekuensi carrier (rad/s) dan
sinyal ( )τ ,t h adalah respon impuls kompleks baseband dengan persamaan [5][8] :
∑=
−= L
l
l
j
l t et h l
1
)(),( τ δ α τ ϕ (8)
Dimana L adalah jumlah dari path, l α : Amplituda fading dari setiap lintasan ke l
(terdistribusi rayleigh), l τ : Delay dari tiap lintasan dan l : pergeseran phasa daritiap lintasan.
3.1.2 Bagian Penerima (Receiver)
Bagian penerima transmisi suara pada sistem CDMA2000-1x antara MS dengan BTS
terdiri atas :
1. Demapping QPSK
Data kompleks yang diterima dari proses transmisi kemudian dapat langsung
dikonversi lagi menjadi data serial sesuai dengan konstelasi QPSK yang digunakan pada
pengirim.
2. Despread walsh code
7
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 8/16
Data biner keluaran demap QPSK, di-despread dengan kode walsh yang sama
dengan kode walsh yang dikirim, kemudian data NRZ hasil despread dijumlahkan
setiap 64chips, dan data yang terbentuk masuk ke decision circuit untuk mendapatkan
kembali data biner yang akan di-dekodekan decoder. Pada pemodelan ini decision
circuit menerapkan proses komparator, yaitu perbandingan tegangan sinyal masukandengan level tegangan ambang (threshold ) sebesar 0 Volt, sehingga sinyal masukan
yang berada di bawah itu akan bernilai bit “0”, dan yang lebih dari 0 Volt akan bernilai
bit “1”.
3. Deinterleaver
Proses deinterleaver merupakan kebalikan dari interleaver . Deretan bit masuk ke
block deinterleaver per baris dan keluar atau dibaca per kolom.
4. Decoder Viterbi
Dekoder viterbi yang digunakan adalah hard decision viterbi decoder . Prinsip kerja
dari dekoder viterbi adalah berdasarkan prinsip Hamming distance decoding dan
pengetahuan akan diagram trellis enkoder di pengirim.
5. Perhitungan BER dan Simpan Hasil pengukuran
Metoda perhitungan BER dengan membandingkan data kirim terhadap data terima,
dilakukan perhitungan kesalahan bit, akumulasi total kesalahan kemudian bagi dengan
total data bit yang terkirim.
3.2 Pemodelan Pergerakan Mobile Station Dalam Satu Sel
Untuk memodelkan pergerakan mobile station, diasumsikan mobile station
melakukan pergerakan dalam satu sel saja seperti terlihat pada Gambar 9. Dan modelarah pergerakan mobile station bersifat random pada arah 0 sampai 2π yang
terdistribusi uniform.
L∆
1θ
2θ
ν
Gambar 9. Model pergerakan mobile station dalam satu sel.[5]
Untuk selanjutnya pada dianalisa pengaruh pergerakan mobile station dengankecepatan 0 km/jam, 5 km/jam, 10km/jam, 25km/jam, 50km/jam dan 100 km/jam.
IV. Analisa Pengaruh Kecepatan User CDMA 2000-1x
Adapun parameter simulasi yang dipergunakan untuk menganalisa adalah terdapat
pada Tabel 1 sebagai berikut :
Tabel 1. Parameter simulasi CDMA2000 1x F-FCH RC 3.
Sistem umum
Bit rate (R) 9,6 Kbps (suara)
Jumlah bit per
frame
9,6 kbps x 20 ms
=192 bit
8
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 9/16
Jumlah bit
simulasi
100000
Iterasi 100 kali
Chip rate (Bw) 1,2288 McpsPanjang kode
penebar
64 walsh
hadamard
Processing gain
(PG = 10log(Bw /
R))
21 dB
SNR -21dB sampai
-1dB
Range Eb/No
(Eb/No = SNR +
PG)
0 sampai 20 dB
Frekuensi
pembawa
869 MHz
(Forward)
Modulasi QPSK
Delay Spread
Maksimum (Tm)
3,1 s µ (rms
delay untuk
daerah urban
IEEE 802.20)Perioda simbol (Ts
= 1/Bw)
0,813 s µ
Kecepatan user 0, 5, 10, 25, 50,
dan 100 Km/jam
FrekuensiDoppler
maksimum (f d)
0, 4Hz, 8Hz,
20Hz, 40Hz, 80Hz
Pengkodean
Jenis Convolutional
encoder
Coding rate 1/4
Jumlah State 256
Generator
polynomial (octal)
g0 = 765, g1 =
671, g2 = 513, g3
= 473
Interleaver
Block interleaver 24 x 16
4.1 Analisa Sinyal Pada Kanal Rayleigh
9
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 10/16
Pada bagian ini dijelaskan mengenai keadaan sinyal pada kanal radio propagasi
yang terdistribusi rayleigh, atau yang disebut juga dengan kanal rayleigh. Karakteristik
sinyal pada kanal rayleigh diperoleh dari hasil simulasi dengan kecepatan mobile
station yang berbeda-beda yaitu 5km/jam (Grafik 1), 25km/jam (Grafik 2) dan
100km/jam (Grafik 3).
Grafik 1.Karakteristik sinyal pada kanal R ayleigh fading pada kecepatan mobile
station 5 km/jam.
Grafik 2. Karakteristik sinyal pada kanal Rayleigh fading pada kecepatan mobile
station 25 km/jam.
Grafik 3. Karakteristik sinyal pada kanal Rayleigh fading pada kecepatan mobile
station 100 km/jam.
10
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 11/16
Dari ketiga Grafik diatas yaitu Grafik 1, 2 dan 3 , dapat disimpulkan bahwa jumlah
fading makin meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan mobile station. Sinyal
pada kecepatan mobile station 100 km/jam dengan frekuensi doppler maksimum 80,527
Hz lebih rapat dari sinyal pada kecepatan mobile station 25 km/jam dengan frekuensi
Doppler maksimum 20,276 Hz begitu juga pada kecepatan mobile station 5 km/jamdengan frekuensi Doppler maksimum 4,023 Hz.
4.2 Analisa Pengaruh Kecepatan pada Sistem CDMA2000-1x Tanpa Pengkodean
Grafik 4. Grafik Eb/No terhadap BER pada kanal AWGN dan Rayleigh tanpa
pengkodean.
Dari hasil simulasi terlihat di Grafik 4 ,yang dilakukan pada kanal AWGN dan
Rayleigh dengan jumlah inputan bit yang sama disetiap iterasinya, dapat dilihat bahwa
untuk harga BER 10-3 pada kanal AWGN dibutuhkan Eb/No ≈ 7dB, nilai Eb/No yang
dibutuhkan pada kanal AWGN ini hanya dipengaruhi oleh noise termal yang ada
diperangkat Tx dan Rx saja atau menganggap bahwa sinyal yang diterima oleh mobile station adalah line of side atau langsung tanpa adanya pengaruh dari kanal radio
propagasi disekitar mobile station.Untuk sinyal pada kanal yang terdistribusi rayleigh membutuh Eb/No yang lebih
besar untuk mencapai nilai BER 10-3 yaitu mulai dari ± 15,8dB untuk mobile station
yang bergerak dengan kecepatan 5 km/jam sampai ± 18,7dB untuk kecepatan 100
km/jam. Ada beberapa hal yang menyebabkan kenapa pada kanal rayleigh
membutuhkan nilai Eb/No lebih besar dari kanal AWGN :
Alasan pertama adalah karena sinyal yang diterima oleh mobile station yang
terdistribusi rayleigh merupakan penjumlahan dari beberapa sinyal yang telah melewati berbagai lintasan yang berbeda. Dimana setiap lintasan sinyal memiliki fasa dan gainyang tentunya juga berbeda sesuai dengan medium dan jarak yang dilalui sinyal
tersebut, penjumlahan fasa dan gain yang berbeda-beda ini akan menyebabkan
pelemahan dan penguatan sinyal atau pada kodisi terburuk malah akan saling
menghilangkan jika beda fasanya ο
180 atau saling orthogonal.
Alasan kedua adalah adanya pengaruh dari kecepatan mobile station yang
berbanding lurus dengan besarnya frekuensi doppler hal ini dapat dilihat dari persamaan
(6) dan dari simulasi juga dapat dilihat bahwa semakin besar kecepatan mobile stationmaka BER juga bertambah besar hal ini disebabkan karena semakin besarnya pengaruh
frekuensi doppler.
11
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 12/16
4.3 Analisa Pengaruh Kecepatan pada Sistem CDMA2000-1x dengan
Pengkodean
Grafik 5. Grafik Eb/No terhadap BER pada
kanal multipath fading dengan pengkodean.
Dari hasil simulasi terlihat di Grafik 5, diatas dapat dilihat performansi sistem
CDMA2000-1x pada kanal multipath fading dengan pengkodean. Untuk user diam
kecepatan 0 km/jam dengan frekuensi doppler 0 Hz pada Eb/No ± 8dB sistem dapat
mencapai nilai BER 3,167.10-4 sedangkan yang tanpa menggunakan pengkodean, BER
yang diperoleh hanya 0,086667. Begitu juga untuk kecepatan 5km/jam BER 0,086354
menjadi 4,70.10-4, kecepatan user 10 km/jam BER 0,09333 menjadi 6.21.10-4, kecepatanuser 25 km/jam BER 0,083854 menjadi 9.14.10-4, kecepatan user 50 km/jam BER
0,10469 menjadi 1,50.10-3, dan kecepatan user 100 km/jam BER 0,10292 menjadi
2,97.10-3. Dilihat secara keseluruhan dapat diambil rata-rata perbaikan error ratedengan menggunakan pengkodean adalah ± 9,1837.10-2 dengan coding gain ±9dB.
Coding gain merupakan selisih antara Eb/No dengan pengkodean dan tanpa
pengkodean untuk mencapai BER yang sama. Adanya coding gain ini disebabkan
proses penambahan Forward Error Control (FEC) pada sistem yang dapat melakukan
koreksi kesalahan bit dipenerima dengan syarat masih dalam batas kemampuan
pengkodean dalam melakukan koreksi kesalahan.
Proses dekoding akan lebih mampu mengoreksi kesalahan jika letak kesalahan
terjadi pada bit yang berjauhan. Pada kasus kanal radio bergerak, adanya fenomena
sinyal multipath dan frekuensi doppler meyebabkan terjadinya deep fade pada kanal
yang menyebabkan terjadinya burst error atau kesalahan simbol yang berurutan
sehingga dekoder tidak mampu melakukan koreksi terhadap kesalahan secara maksimal.
Semakin besar nilai frekuensi doppler maka deep fade akan semakin sering terjadi,
sehingga semakin sering terjadi burst error. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan
teknik interleaver yang akan membuat bit-bit yang bersebelahan akan dipisahkan
dengan jarak tertentu sehingga error menjadi bersifat acak (tidak burst ) dengan teknik
ini maka diharapkan dipenerima dapat dilakukan proses koreksi dengan maksimal.
Untuk bahasan selanjutnya akan dilihat bagaimana performansi sistem CDMA2000-1x
dengan menggunakan teknik interleaver.
12
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 13/16
4.4 Analisa Pengaruh Kecepatan Terhadap Performansi Layanan Suara pada
Sistem CDMA2000-1x dengan interleaver
Grafik 6. Grafik Eb/No terhadap BER pada kanal multipath fading dengan
penambahan interleaver.
Dari hasil simulasi terlihat di Grafik 6 diatas, dapat dilihat performansi sistem akan
lebih bagus dengan adanya penambahan interleaver. Untuk user diam pada Eb/No 8dB
dari BER 3,167.10-4 tanpa interleaver menjadi 3,96.10-5 begitu juga untuk kecepatan
5km/jam BER 4,70.10-4 menjadi 5,21.10-5, kecepatan user 10 km/jam BER 6.21.10-4
menjadi 1,02.10-4, kecepatan user 25 km/jam BER 9.14.10-4 menjadi 1,53.10-4 ,
kecepatan user 50 km/jam BER 1,50.10-3 menjadi 2,43.10-4, dan kecepatan user 100
km/jam BER 2,97.10-3 menjadi 4,74.10-4 , rata – rata perbaikan error rate sebesar ±
9,9298.10-4 atau ±2dB lebih baik dari yang tanpa interleaver. Hal ini membuktikan
bahwa pada kanal radio propagasi terjadi burst error . Sehingga dengan adanya
interleaver yang membuat bit-bit yang bersebelahan dipisah dengan jarak tertentu error akan menjadi bersifat acak. Sehingga proses penditeksian dan pengkoreksian kesalahan
yang disebabkan oleh multipath fading dapat bekerja lebih optimal.
4.5 Pengaruh Kecepatan terhadap Frame Error Rate (FER)
Grafik 7 menunjukkan performansi layanan suara pada Forward-Fundamental
Channel Radio Configurasi 3 sistem CDMA2000-1x dengan vocoder 9,6kbps, pada saat
Eb/No = 9dB yang dinyatakan dalam hubungan antara kecepatan mobile stationterhadap Frame Error Rate (FER). Dipilihnya harga Eb/No = 9dB adalah berdasarkan
hasil simulasi yang menunjukan bahwa pada harga Eb/No tersebut mulai diperolehharga FER sama dengan 1 % yaitu sesuai dengan standar FER yang direkomendasikan
berdasarkan referensi [1][8].
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Kecepatan Mobile Station (Km/jam)
F E R ( % )
13
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 14/16
Grafik 7. Grafik kecepatan terhadap FER pada Eb/No = 9dB.
Nilai FER terhadap kecepatan mobile station yang ada pada Grafik 7, diatas
diperoleh dari rata-rata Bit Error Rate (BER) hasil simulasi dengan inputan 100000 bit
sebanyak 100 kali iterasi atau pengulangan. Dari BER yang diperoleh dapat dihitung
FER dengan persamaan Nf
BER FER ]1[1 −−= dimana Nf adalah jumlah bit dalamsatu frame, untuk vocoder 9,6kbps jumlah bit per framenya adalah 9,6kbps x 20ms =
192 bit . Semakin besar kecepatan user maka frame error rate-nya makin meningkat.
Meningkatnya frame error rate seiring dengan meningkatnya kecepatan disebabkan
karena meningkatnya frekuensi doppler yang menyebabkan makin banyaknya sinyal
yang mengalami distorsi sehingga dapat menurunkan performansi layanan suara pada
sistem transmisi CDMA2000-1x. Target FER untuk layanan voice dengan vocoder 9,6kbps adalah 1% berdasarkan referensi[1][8]. Dari hasil simulasi yang ditunjukkan
pada Grafik 7, terlihat bahwa mulai kecepatan ±22km/jam nilai FER yang diterima
oleh mobile station sudah berada diatas 1% sehingga mulai dari kecepatan tersebut,
kualitas suara yang diterima oleh mobile station sudah mengalami distorsi karena sudah
melebihi nilai FER yang sudah ditargetkan.
4.6 Rekomendasi dari hasil analisa yang telah dilakukan
Dari hasil analisa dan penelitian yang dilakukan dapat direkomendasikan bahwa
pada Eb/No 9dB kualitas suara pada CDMA2000-1x yang diukur dari nilai FER akan
mulai terdistorsi pada kecepatan mobile station 22 km/jam. Hal ini sebabkan karena
nilai FER yang diterima oleh mobile station sudah berada diatas 1% melebihi nilai FER
yang sudah ditargetkan.
Untuk menjaga agar nilai FER yang diterima oleh mobile station pada saat
kecepatan diatas 22 km/jam sesuai dengan nilai FER referensinya, maka CDMA2000-
1x menerapkan metoda power control [1]. Dimana setiap 80 frame yang diterima oleh
mobile station atau setiap 1600ms, mobile station akan melaporkan nilai FER yangditerimanya melalui Power Measurement report message (PMRM) ke base station.
Kemudian di base station akan melakukan pengukuran atau perbandingan FER yang
diterima dengan nilai FER referensi yang sudah distandarisasikan, jika FER yang
diterima lebih besar dari FER referensi maka base station akan meningkatkan daya
sebesar 2dB setiap 1,25ms. Dan jika lebih kecil dari FER referensi maka base station
akan menurunkan daya sebesar 0,25 dB setiap 1,25ms. Dengan power control ini
diharapkan kualitas suara akan selalu tetap terjaga sesuai dengan FER referensinya.
Dalam tugas akhir ini metoda power control ini tidak dibahas lebih lanjut.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan analisa yang telah dilakukan,maka dapat diambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Semakin besar kecepatan user maka frame error rate-nya makin miningkat.
Meningkatnya frame error rate seiring dengan meningkatnya kecepatan disebabkan
karena meningkatnya frekuensi doppler yang menyebabkan makin banyaknya sinyal
yang mengalami distorsi sehingga dapat menurunkan performansi layanan suara
pada sistem CDMA2000-1x
2. Dari hasil simulasi menunjukan bahwa performansi layanan suara pada F-FCH
CDMA2000-1x mulai terdistorsi pada saat kecepatan mobile station 22 km/jam dimana
nilai FER yang diterima sudah berada diatas 1 % .
14
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 15/16
3. Kecepatan mobile station ternyata sangat mempengaruhi tingkat performansi sistem
CDMA2000-1x. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi kecepatan mobile stationmaka semakin lebar Doppler spread yang dapat menyebabkan terjadinya distorsi
sinyal. Kesimpulan ini diambil, dari hasil percobaan yang dilakukan pada simulasi
sistem CDMA2000-1x tanpa pengkodean yang menunjukan bahwa performansiuntuk komunikasi suara digital (BER 10-3) pada kanal AWGN Eb/N0 yang
dibutuhkan adalah ± 7dB sedangkan pada kanal multipath fading yang
dipengaruhi Doppler spread memerlukan EbN0 ±15,8 dB sampai ±18,7 dB
sesuai dengan tingkat kecepatan mobile station-nya
4. Penggunaan pengkodean convolutional code dengan coding rate ¼, jumlah state
256, generator polinomial oktal g0 = 765, g1 = 671, g2 = 513, g3 = 473 dan
panjang kode penebar 64 walsh hadamard dengan teknik mapping sinyal QPSK
dapat memberikan perbaikan yang cukup baik pada F-FCH CDMA2000-1x RC3
yang diterapkan pada kanal Rayleigh yaitu dengan indikasi perbaikan performansi
BER rata-rata sebesar ± 9,1837.10-2 dengan coding gain ±9 dB.
5. Dari hasil simulasi menunjukan penambahan interleaver blok pada F-FCHCDMA2000-1x RC3 pada kanal multipath fading terdistribusi rayleigh memberikan
perbaikan error rate rata-rata ± 9,9298.10-4 atau ± 2 dB lebih baik dari pada
system yang tanpa menggunakan interleaver
DAFTAR PUSTAKA
[1] Vijay K. Garg,Ph.D.,P.E, “Wireless Network Evolution 2G To 3G”, Prentice Hall
PTR, New Jersey,2002.
[2] L.Peterson Roger. E.Ziemer Roger. E.Borth David, “Introduction To Spread
Spectrum Communications”, Prentice Hall, New Jersey, 1995.
[3] Smith Clint,P.E. Collins Daniel, “3G Wireless NetworkS”, McGraw-Hill
Telecommunications, New York, 2002.
[4] Shu Lin. J.Costello Daniel, JR, “Error Control Coding Fundamental and
Applications” Prentice Hall, New Jersey,1983.
15
8/9/2019 BAGIAN CDMA
http://slidepdf.com/reader/full/bagian-cdma 16/16
[5] T.S. Rappaport, “wireless Communications Principles and Practice”, IEEE Press,
1996.
[6] TIA/EIA/IS-2000-2. “Physical layer Standar for CDMA2000 Spread Spectrum
System”, TIA/EIA Interim Standar, Telecommunication Industry Association,
August 1999.[7] C. Yang Samuel, “CDMA RF System Engineering ”, Artech House, Boston,1998.
[8] Byungwan Yu, ‘Hybrid Channel Coding for Error-Sensiteve Class on DS-CDMA
Air Interface”, Thesis of Virginia Institute and State, Blacksburg, Virginia, August
2003.
[9] Qualcomm, “Technical Introduction to CDMA2000 1x”, Qualcomm Incorporated,
San Diego U.S.A,2002.
16