Dasar CDMA 2000 1x EV-DO Rev A

CDMA2000 1x EV-DO Rev. A merupakan evolusi dari CDMA2000 1x EV-DO Rev.0 yang telah distandarkan oleh Third Generation Partnership Project 2 (3GPP2). Keduanya sama-sama dapat mendukung layanan wireless paket data dengan cepat. Akan tetapi pada CDMA2000 1x EV-DO Rev. A dapat mendukung layanan data dan suara dengan baik, sedangkan pada CDMA2000 1x EV-DO Rev. 0 hanya mendukung untuk layanan data. Radio Access Network (RAN) pada CDMA2000 1x EV-DO Rev. A lebih cepat dibandingkan CDMA2000 1x EV-DO Rev.0. Pada CDMA2000 1x EV-DO Rev. A, PDSN dibagi menjadi 2 bagian, yaitu untuk paket suara diteruskan packet core dan selanjutnya melewati media gateway dan masuk ke PSTN. Sedangkan untuk paket data, paket dilanjutkan ke Packet Data Service Network. Pada 1x EVDO Rev.0 pada BTS paket – paket sudah dibagi, untuk suara, paket dilanjutkan ke BTS, kemudian ke BSC, terus ke MSC dan selanjutnya circuit core dan ke PSTN. Untuk data, dari Radio Node, ke RNC, kemudian ke PSDN, masuk ke packet core dan selanjutnya ke PDSN. Dilihat dari arsitektur tersebut 1x EVDO Rev.A lebih singkat arsitekturnya dan tentunya akan lebih sederhana.

Beberapa perangkat jaringan CDMA 2000 1xEV-DO Rev.A adalah :

  1. Access Terminal (AT), merupakan alat penghubung komunikasi data ke user
  2. Base Transceiver Station (BTS), yang bertanggung jawab mengalokasikan frekuensi dan daya serta kode walsh yang akan digunakan pelanggan.
  3. Radio Node, seperti BTS yang digunakan pada komunikasi data.
  4. Base Station Controller (BSC), yang bertanggung jawab untuk mengontrol semua BTS yang berada pada daerah cakupan serta mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN serta mengatur trafik komunikas BTS-MSC.
  5. Radio Network Control (RNC), yang bertanggung jawab untuk mengontrol radio node yang berada pada daerah cakupannya.
  6. Mobile Switching Centre, merupakan pusat koordinasi dari semua cell site yang ada dan berfungsi sebagai perangkat penyambung utama.
  7. Paket Data Service Network (PDSN), mendukung layanan paket data dan membentuk sejumlah fungsi utama dalam hal pemetaan data antara lain :
  • Membentuk, memelihara dan mengakhiri sesi point to point protocol (PPP) dengan pelanggan.
  • Memulai proses autentifikasi, autorisasi, dan akunting untuk mobile station client ke server AAA.
  • Merutekan paket data
  • Mengumpulkan data yang akan dikirim menuju server AAA.

Peningkatan yang terjadi pada sistem CDMA2000 1x EVDO Rev.A pada arah reverse (uplink) adalah sebagai berikut :

Layer fisik

  1. Penggunaan H-ARQ, skema modulasi yang lebih tinggi, peak rate 1,8 Mbps dan quatisasi yang bagus.
  2. Mendukung tiga mode fisik :
  • Subtipe 0 : Layer fisik CDMA2000 1x EVDO Rev. 0 asli
  • Subtipe 1 : mirip dengan CDMA2000 1x EVDO rev. 0, tetapi mendukung untuk rate yang variabel pada operasi kanal R-Access.
  • Subtipe 2 : rate yang tinggi pada kanal R-traffic, meningkatkan data rate dan mendukung paket yang lebih kecil pada kanal forward trafik.

Layer MAC

Uplink multiflow dengan dukungan QoS, meliputi kontrol jaringan dari efisiensi spektral dan latency trade off untuk masing – masing aplikasi. Koneksi yang cepat untuk aplikasi,yang biasa disebut “ instant connect” dengan menggunakan interval interpaket yang pendek, rate kanal akses yang tinggi.

Kanal Layer Fisik CDMA 2000 1xEV-DO Rev.A Pada Arah Reverse

Kanal uplink pada CDMA2000 1x EVDO Rev.A terdiri dari kanal akses dan kanal trafik. Reverse kanal akses terdiri dari kanal pilot dan kanal data yang digunakan untuk mengirim sinyal pesan ke access network tidak dalam keadaan sedang koneksi.

Sedangkan pada Reverse kanal trafik terdiri dari :

Kanal Trafik

  • kanal primary pilot : mengirim sinyal pesan pada saat kondisi telah terhubung
  • kanal auxilary pilot : melengkapi estimasi kanal reverse link oleh AN pada saat beroperasi pada data rate tinggi.
  • Kanal ACK : digunakan AT untuk menginformasikan AN apakah paket telah diterima dengan sukses
  • Kanal data : mentransmisikan data dan mendukung data rate 4,8 – 1843,2 kbps

Kanal MAC terdiri dari :

  1. Kanal RRI, mengindikasikan ukuran payload dan mengenali subpaket
  2. Kanal DRC, mengindikasikan ke AN untuk data rate forward traffic channel dan pelayanan sektor terbaik
  3. Kanal DSC, digunakan oleh AT untuk menyediakan indikasi awal untuk AN pada layanan perubahan sel.

Kanal akses

Kanal akses digunakan oleh akses terminal(AT) untuk memulai komunikasi dengan jaringan akses (AN) atau merespon AT pada saat langsung mengirim pesan. Kanal akses terdiri dari kanal kanal pilot dan kanal data. Pemeriksaan akses terdapat preamble yang diikuti oleh kanal akses data paket. Selama kanal akses data paket ditransmisi, kanal pilot dipancarkan. selama mentransmisi kanal akses data paket, kedua kanal pilot dan kanal data dipancarkan.

Fitur-Fitur pada CDMA 2000 1xEV-DO Rev.A

Untuk meningkatkan performansi sistem pada jaringan CDMA 2000 1xEV-DO Rev.A dilakukan perubahan-perubahan pada radio interfaces yang berpengaruh pada physical layer dan transport layer. Fitur-fitur tersebut antara lain adalah penggunaan skema modulasi dengan orde yang tinggi, empat cabang diversitas penerima, Hybrid ARQ, Pilot Interference Cancellation (PIC), paket yang lebih kecil.

Skema modulasi yang tinggi

CDMA2000 1x EVDO Rev. A mendukung modulasi dengan orde yang tinggi, misal QPSK dan 8-PSK pada arah reverse. Tipe modulasi yang didukung oleh CDMA2000 1x EVDO Rev. A pada reverse link adalah B4 (modulasi BPSK dengan Quaternary Walsh Cover), Q4 (QPSK dengan Quaternary Walsh cover), Q2 (QPSK dengan Binary Walsh cover), Q4Q2 (Penjumlahan symbol modulasi Q4 dan Q2), E4E2 (penjumlahan symbol E4 (8-PSK dengan Quaternary Walsh Cover) dan E2 (8-PSK dengan Binary Walsh Cover)). Q4Q2 dan E4E2 merupakan tipe modulasi yang cocok untuk penggunaan bandwidth yang efisien yang secara signifikan dapat dimanfaatkan untuk kode rate medium dan high data rate. Untuk Tabelnya 2.1 Parameter penentuan modulasi pada CDMA2000 1x EV-DO Rev. A

Diversitas Penerima

CDMA2000 1x EVDO Rev. A mendukung empat cabang penerima diversitas pada base station. empat cabang diversitas penerima meminta empat rantai penerima dan mendukung antena per sector dalam 1,25 MHz, meskipun penggunaan dari cross polarisasi antenna dapat mengurangi jumalah dari antenna yang diperlukan menjadi dua, meskipun empat kabel antenna akan masih dibutuhkan. Setelah ada 4 antena penerima sinyal, kemampuan system untuk mengekstrak sinyal dari noise ditingkatkan, ketika terjadi fading dan multipath. Hasil dari ini adalah peningkatan C/I dan peningkatan throughput sector dua kali lipat pada reverse link.

Error Control

Terdapat dua cara umum mengatasi kesalahan yaitu dengan pengiriman ulang atau dengan autokoreksi. Pada cara pengiriman ulang, data dikirim berkalikali sampai diterima dengan benar, sedangkan pada autokoreksi penerima dibekali algoritma yang mampu membetulkan sendiri data salah yang diterima. Ada kesamaan pada kedua cara tersebut yaitu harus adanya mekanisme yang mendeteksi apakah paket yang diterima itu benar atau salah. Ada dua cara yang umum digunakan untuk mendeteksi error, yaitu Parity, dan Cyclic Redundancy Check (CRC).

a. Forward Error Controller

Prinsip dasar dari FEC adalah receiver mampu membetulkan sendiri kesalahan data yang sudah diterima, karena selain menerima data juga menerima bit-bit redundansi yang diperlukan. Salah satu skema FEC yang sering digunakan dan diimplementasikan adalah turbo code.

b. Automatic Repeat reQuest

Pada skema ARQ yang konvensional, frame errors diperiksa di ujung penerima oleh kode pendeteksi error (biasanya cyclic redundancy check (CRC)). Jika sebuah frame melewati CRC, ujung penerima akan mengirimkan acknowledgement (ACK) atas keberhasilan pengiriman ke receiver. Jika sebuah frame tidak berhasil melewati CRC, ujung penerima akan mengirimkan negativeacknowledgement (NAK) untuk meminta pengiriman ulang. Ada beberapa jenis cara untuk melakukan permintaan pengiriman ulang paket data yang salah, yaitu Stop and Wait, Selective Repeat, dan Go Back N. Pada metode Stop and Wait pengirim akan mengirimkan data dalam satu frame dan harus menunggu acknowledgment (ACK) untuk mengirimkan frame yang baru. Pada metode Go Back N pengirim dapat mengirimkan beberapa frame sekaligus yang diberi nomor disetiap frame-nya. Ketika terjadi error, pengirim harus mengirimkan ulang frame error dan semua frame setelahnya. Pada Selective Repeat memiliki metode yang hampir sama dengan Go Back N, hanya saja frame yang dikirimkan ulang hanya frame yang mendapat negative-acknowledgment (NAK).

Hybrid ARQ

CDMA2000 1x EVDO Rev. A menggunakan HARQ supaya dapat memanfaatkan kelebihan Eb/No untuk power control yang cacat dan variasi kanal. Dengan HARQ transmisi paket pada arah uplink diatur bergiliran dalam domain waktu untuk mengakses jaringan untuk mendemodulasikan dan mengkodekan paket dan kemudian mentransmisikan ACK kepada AT yang mengindikasikan apakah paket yang ditransmisikan telah dikodekan. Masing – masing paket layer fisik dikirim menggunakan satu atau lebih empat slot subpaket (maximum 4 subpaket). Ada delapan slot diantara transmisi yang berturut – turut dari subpaket yang sama paket fisiknya, yang dapat digunakan untuk transmisi paket yang lain (total dari tiga interlace).

Adapun Proses kanal reverse ARQ Dimana HARQ terdiri dari :

  • HARQ : indikasi setelah pengiriman subpaket pertama, kedua, ketiga, dan keempat
  • LARQ : indikasi setelah empat subapket dikirim
  • PARQ : indikasi setelah semua paket diterima

Seperti skema ARQ yang mengkombinasikan prinsip ARQ dengan FEC dikenal dengan skema Hybrid ARQ. Pada Hybrid ARQ terdapat dua metode yang biasa digunakan yaitu Chase Combining dan Incremental Redundancy. Pada sistem CDMA 20001X EVDO Rev.A menggunakan metode incremental redudancy. Incremental Redundancy adalah teknik lain dari H-ARQ, dimana pada proses retransmisi akan ditambahkan bit-bit redundant pada paket. Sehingga paket data yang dikirimkan ulang lebih tahan terhadap noise dan memperkecil terjadinya error. Ketika terdapat error di pengiriman pertama, maka penerima akan mengirimkan negative-acknowledgement (NAK). Sehingga pengirim akan mengirimkan ulang paket data dengan penambahan bit redundant yang mengakibatkan mengecilnya code rate. Paket yang akan dikeluarkan receiver adalah paket yang tidak terdapat error atau paket dengan bit error paling sedikit.

Turbo code

Turbo encoder terdiri dari dua RSC encoder (Recursive Systematic Convolutional Encoder) yang identik terhubung secara paralel dengan sebuah interleaver (inner interleaver) menuju RSC encoder kedua. Dua RSC encoder tersebut dinamakan encoder konstituen dari turbo encoder. Input kedua encoder tersebut sebenarnya adalah data yang sama, tetapi data yang masuk ke encoder kedua urutannya diacak terlebih dahulu dengan menggunakan interleaver (inner interleaver). Puncture berfungsi untuk menghapus bit-bit tertentu dari encoder sehingga diperoleh jumlah bit output sebesar R, jika panjang bit input adalah 1 maka encoder akan memiliki code rate= 1/R dengan tail bit ditambahkan pada ujung frame yang akan ditransmisikan. Karena keluaran puncture berupa data paralel maka harus diubah terlebih dahulu menjadi data serial sebelum menuju blok berikutnya.

Pada turbo encoder digunakan RSC encoder yaitu convolutional encoder yang mempunyai umpan balik dan salah satu output nya adalah systematic, artinya sama dengan urutan data input nya sedangkan output yang lain adalah bit-bit paritinya. Metode yang biasa digunakan untuk mendekodekan turbo code adalah dengan menggunakan pendekodean probabilistik. Algoritma yang digunakan pada pendekodean probabilistik ini adalah algoritma MAP (Maximum A Posteriori Probability) yaitu dengan cara menentukan bit yang paling mungkin untuk suatu saat berdasarkan deretan bit yang diterima. Turbo encoder umumnya menggunakan algoritma ini karena mempunyai kinerja yang lebih baik untuk pengkodean secara iteratif.

Kuantisasi paket

CDMA2000 1x EVDO Rev. A menggunakan 12 tipe paket yang berbeda dalam reverse link. Tipe paket tersebut dibedakan oleh payload dan skema modulasi yang digunakan. Oleh Karena itu system mengikuti banyak pilihan dari data rate yang ada (4,8 kbps – 1,8 Mbps), hingga memastikan data rate tertinggi adalah pemberian kualitas air link (C/I) kepada user.

Saya informasikan kepada pembaca, jika anda membeli perangkat telekomunikasi, sebaiknya yang sudah di sertifikasi atau yang sudah bersertifikat resmi dari postel, untuk menjaga agar anda tidak berurusan dengan pihak yang berwajib. Dan perangkat yang sudah di sertifikasi tentunya sudah lulus pengujian di balai uji, sehingga mutu dan kualitasnya terjamin.

Bagi semua sahabat diblogger saya mohon dukungan dan do'a restunya karena saya sedang mengikuti contest yang diselenggarakan oleh PT. Pertamina dengan Keyword Kerja Keras Adalah Energi Kita, silahkan anda memberikan dukungan dengan cara memberikan komentar atau memberikan link pada artikel tulisan sata yang berjudul Kerja Keras Adalah Energi Kita, bagi yang sudah memberikan dukungan saya ucapkan banyak-banyak terima kasih.