MAKALAH

TEKNOLOGY MOBILE LANJUT

” WCDMA“

Disusun Untuk Memenuhi Tugas

Mata Kuliah Teknologi Mobile Lanjut

Semester 7

Disusun Oleh :

1. Fanny Nur A.S. ( 13 )

2. Firdha Nur E. ( 14 )

KELAS JTD – 4C

PROGRAM STUDI JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2015

WCDMA

1. Blok Diagram WCDMAWCDMA merupakan sebuah teknologi banyak akses yang menggunakan

modulasi DS-SS dan dapat menyediakan fasilitas pengaksesan pengguna ke jaringan Public Switched Telephone Network (PSTN) serta dapat mengirimkan layanan layanan suara, data, faksimili, ataupun multimedia. Teknologi ini berbeda dengan teknik akses radio konvensional yang menggunakan teknik pembagian lebar bidang frekuensi yang tersedia ke kanal narrow atau kedalam slot waktu. Teknologi WCDMA dalam mengakses data dilakukan secara terus menerus cellebar bidang frekuensi tertentu (5-15 MHz).

Beberapa keunggulan WCDMA adalah tahan terhadap interferensi, memiliki efisiensi tinggi dan kapasitas tinggi bila diterapkan dalam konfigurasi multicell, kemampuan transfer data yang tinggi sampai 384 Kbps untuk area luas dan 2 Mbps untuk area dalam, dapat digunakan untuk komunikasi multimedia, tidak memerlukan sinkronisasi antar BTS, memiliki biaya infrastruktur yang rendah, dan mendukung Antena Array Adaptive serta deteksi multiuser. WCDMA adalah singkatan dari Wideband CDMA yang diperkenalkan secara umum pada tahun 2001-2002 di Jepang dan selanjutnya memasuki daratan eropa. Di Amerika Serikat beberapa alternatif sistim jaringan komunikasi 3G dapat diperoleh operator GSM dan TDMA yang berkembang ke arah EDGE dengan WCDMA.

WCDMA merupakan sistem operasi generasi ketiga (3G) yang beroperasi pada bandwidth 5 MHz. Rata-rata data sampai 384 kbps untuk area jangkauan yang cukup luas. Variasi penyebaran dan operasi multi kode telah digunakan untuk mendukung banyaknya perbedaan batasan access radio. Perbedaan kelas layanan telah didukung oleh Quality of Service (QoS).

Evolusi WCDMA adalah berdasarkan teknologi HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Teknologi ini merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dengan WCDMA dan mengikuti standar WCDMA 3GPP keluaran 5. Standar ini antara lain mencakup format transmisi baru bernama high-speed downlink shared channel yang memungkinkan pelayanan interaktif, latar belakang dan streaming yang lebih baik.

Pada awal abad 21 teknologi komunikasi wireless sudah memasuki generasi ke tiga. Dimana teknologi komunikasi saat ini harus memenuhi persyaratan diantaranya service yang bersifat global dan portabel, mendukung untuk layanan pita lebar (multimedia) baik untuk mobile maupun WLL (Wireless Local Loop), Wireless BOD (Bandwidth on Demand) sampai rate 2 Mbps, interworking dengan sistem eksisting, performansi yang cukup baik terhadap problema propagasi (multi environment) dan harus memiliki efisiensi spektrum yang tinggi. Menurut standar baik dari Eropa, Jepang maupun USA maka teknologi di atas dikenal dengan istilah IMT-2000 atau UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Di sisi air interfacenya teknologi akses yang dipakai bisa berupa : WCDMA, TD-CDMA atau Wideband CDMAone tergantung dari kebijaksanaan negara masing-masing. Untuk lebih jelasnya dapat digambarkan sebagai berikut : 

Gambar 1. Blok Diagram Arsitektur WCDMA

2. Fungsi Sub Sistem WCDMATeknologi telekomunikasi wireless generasi ketiga (3G) yaitu Universal

Mobile Telecommunication System (UMTS). Arsitektur jaringan UMTS terdiri dari perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu sebagai berikut :

1. UE (User Equipment)User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan

untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE dilengkapi dengan smart card yang dikenal dengan nama USIM (UMTS Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk keamanan seperti authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat USIM, UE juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi lewat radio.

2. UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)Akses radio UMTS dikenal dengan nama Universal Terrestrial Radio

Access (UTRA), berbasis WCDMA, yang mencakup baik dengan teknik FDD maupun TDD. Jaringannya disebut UTRAN, huruf N terakhir merupakan singkatan dari Network. Untuk air interface nya, WCDMA memiliki lebar pita nominal 5 MHz. Jarak spasi sinyal pembawanya 5 MHz, namun dimungkinkan juga dengan spasi sinyal pembawa mulai dari 4.4 MHz merentang sampai 5 MHz, dengan jarak variasi potongan yang tetap sebesar 200 KHz.

Variasi ini diperlukan untuk mencegah terjadinya interferensi, terutama pada blok 5 MHz berikutnya jika dialokasikan untuk sinyal

pembawa lainnya. Dengan pilihan pada teknologi WCDMA/FDD, dimana disediakan frekuensi downlink 2110 MHz – 2170 MHz dan frekuensi uplink 1920 MHz – 1980 MHz. Pemisahan diantara keduanya sebesar 190 MHz.

UTRAN terdiri dari beberapa Radio Network Subsystem (RNS), yang merupakan kumpulan dari Radio Network Controller (RNC) dan beberapa buah Node B yang ditanganinya.RNS adalah bagian atau subsystem dari UTRAN yang bertugas menangani manajemen radio resource untuk membangun hubungan antara UE dan UTRAN.

Gambar 2. UTRAN

Didalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya adalah node B dan RNC(Radio Network Controller).

RNC (Radio Network Controller)RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada

UTRAN yang membawahi beberapa Node B, menghubungkan CN (Core Network) denganuser, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN.

Node BNode B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM.

Node B merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada UE. Fungsi utama node B adalah melakukan proses pada layer 1 antara lain :channel coding, interleaving, spreading, de-spreading, modulasi, demodulasi dan lain-lain. Node B juga melakukan beberapa operasi RRM(Radio Resouce Management), seperti handover dan power control.

Ada empat interface yang digunakan dalam UMTS yaitu: Uu Interface merupakan Interface untuk menghubugkan UE

dengan Node B Iub Interface merupakan Interface untuk menghubugkan Node

B ke RNC Iur Interface merupakan Interface untuk kontrol dan

manajemen data exchange antar RNC Iu Interface merupakan Interface untuk menghubungkan RNC

ke GSM phasa 2+ (MSC, VLR,SGSN)

3. CN (Core Network)Core Network berfungsi sebagai switching pada jaringan UMTS,

memanajeman jaringan serta sebagai interface antara jaringan UMTS dengan jaringan yang lainnya. Komponen Core Network UMTS terdiri dari : MSC (Mobile Switching Center)

MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch sepertivideo, video call.

VLR (Visitor Location Register)VLR merupakan database yang berisi informasi sementara

mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.

HLR (Home Location Register)HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan

yang tetap. Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location)

SGSN ( Serving GPRS Support Node)SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke

jaringan GPRS. Fungsi SGSN adalah sebagai berikut :• Mengantarkan packet data ke MS• Update pelanggan ke HLR• Registrasi pelanggan baru

GGSN ( Gateway GPRS Support Node )GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan

GPRS ke jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan fasilitasinternetworking dengan eksternal packet-switch network dan dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP). GGSN akan berperan antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat beberapa interface baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara UE dan UTRAN terdapat interface Uu. Di dalam UTRAN

terdapat interface Iub yang menghubungkan Node B dan RNC, Interface Iur yang menghubungkan antar RNC, sedangkan UTRAN dan CN dihubungkan oleh interface Iu. Protokol pada interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya, yaitu bagian control plane dan user plane .

Bagian user plane merupakan protocol yang mengimplementasikan layanan Radio Access Bearer(RAB), misalnya membawa data user melalui Access Stratum (AS). Sedangkancontrol plane berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile userdengan jaringan dari aspek : jenis layanan yang diminta, pengontrolan sumber daya transmisi , handover , mekanisme transfer Non Access Stratum (NAS) seperti Mobility Management (MM), Connection Management (CM), Session Management (SM) ,dan lain-lain.

3. Modulasi Pada WCDMAa) Teknik Modulasi

Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi pada suatu frekuensi sehingga sinyal tersebut dapat ditransmisikan melalui interface baik berupa radio/wireless atau kabel. (Ibaratnya kita sebagai penumpang mau naik kendaraan frekuensi pembawa).

Dalam W-CDMA digunakan teknik modulasi yang berbeda untuk uplink dan down-link. Pada uplink, data dimodulasikan dengan menggunakan Dual-channel QPSK (DPDCH pada I-channel dan DPCCH pada Q-channel), sedangkan modulasi spreading/scrambling menggunakan QPSK (complex code). Primary scrambling code di-dasarkan pada pengembangan very-large-Kasami-code dengan 256 chips, dan se-condary-scrambling-code berupa Gold-code (241-1) dengan 40.960 chips segmen. Diagram blok sistem modulasi uplink ditunjukkan pada Gambar.

Pada downlink, data dimodulasikan dengan menggunakan QPSK (2 bit per simbol), sedangkan modulasi spreading/scrambling menggunaan BPSK (real code). Chan-nelization code (spreading) menggunakan Orthogonal-Variable-Spreading-Factor code, yang menjaga orthogonalitas antara kanal downlink dengan spreading factor yang berbeda. Scrambling code yang digunakan adalah Gold code (218-1) dengan 40.960 chips segmen. Diagram blok sistem modulasi downlink ditunjukkan pada gambar di bawah. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).

Blok diagram QPSK Uplink

Blok diagram QPSK Downlink

Pada QPSK, sinyal yang ditransmisikan dalam bentuk 4 fase yang berbeda-beda. Sebuah simbol hasil modulasi QPSK direpresentasikan dalam 2 pasang bit, ada 4 bentuknya: 00, 01, 10, 11. Untuk lebih detailnya mengenai spreading dan modulasi bisa dilihat di 3G TS 25.213 dan 25.223 (FDD/TDD).

b) Spreading dan Despreading

Awalnya sebuah sinyal informasi Rb dari subscriber akan disebar dengan kode yang unik Rc yang disebut spreading code yang terdiri dari kode sequence dengan bit rate tinggi. Informasi hasil spreading ini akan dimodulasi ke sebuah frekuensi pembawa fT (lihat lagi bagian alokasi frekuensi 3G) dengan menggunakan chiprate sebesar 3.84 Mcps. Sebenarnya berdasarkan perencanaan, chiprate UMTS sebesar 4096 Mcps. Dengan tujuan untuk menstandarkan sesuai American MC-CDMA maka didapat 3.84 Mcps (1920 kbps x 2). Sinyal broadband yang telah dimodulasi kemudian dikirimkan melalui interface radio. Pada Receiver, sinyal broadband tersebut

didemodulasi kemudian di de-spread kembali dengan spreading code yang sama pada transmitter. Proses ini disebut de-spreading. Untuk mendapatkan kembali sinyal informasi, sinkronisasi diperlukan antara transmiter dan receiver sehingga spreading code dan fasanya bisa sama.

Gambar 3 Blok Diagram Spreading dan Despreading

Spreading Factor disebut juga Processing Gain menunjukkan jumlah chip (spreading code) untuk men-spread (menyebar) sinyal informasi diformulasikan sebagai perbandingan antara chiprate Rc (chip/s) dengan data rate pelanggan (symbol/s atau bit/s).

Gambar 4 Sketsa Spreading dan Despreading

Gambar 5 Proses Spreading dan Despreading

4. Manajemen Penggunaan Teknik Modulasia) Alokasi Frekuensi

WCDMA telah dirancang sebagai standar 3G oleh ITU ( International Telecommunications 2000) yang dikenal dengan IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000). WCDMA diatur dengan standar yang disebut dengan 3GPP (3G-Partnership Project).

Gambar 6 Alokasi Frekuensi WCDMA

Dalam 3GPP, WCDMA mengalokasikan frekuensi dengan susunan seperti Gambar 2.2, frekuensi uplink (dari User Equipment ke Base Station) 1920 MHz- 1980 MHz, sedangkan untuk downlink (dari Base Station ke User Equipment) 2110 MHz-2170 MHz. Dengan bandwidth sebesar 5 MHz dan chip rate sebesar 3,84 Mcps.

Gambar 7 Diagram Sistem WCDMA

5. KesimpulanWCDMA merupakan sebuah teknologi banyak akses yang menggunakan

modulasi DS-SS dan dapat menyediakan fasilitas pengaksesan pengguna ke jaringan Public Switched Telephone Network (PSTN) serta dapat mengirimkan layanan layanan suara, data, faksimili, ataupun multimedia. WCDMA memberikan solusi antarmuka (interface) radio yang yang dapat mengakomodasikan layanan dengan

kecepatan informasi yang berbeda-beda dan menggunakan sumber radio secara efisien.

WCDMA dapat menyesuaikan kekuatan sinyal yang ditransmisikan oleh masing-masing ponsel sehingga mencapai pemancar terdekat pada kekuatan yang sama, terlepas dari seberapa jauh ponsel. W-CDMA menggunakan teknik modulasi yang berbeda untuk uplink dan down-link. Dalam W-CDMA digunakan teknik modulasi yang berbeda untuk uplink dan down-link. Adapun bagian-bagian dari WCDMA yaitu UE, UTRAN, dan CN.

DAFTAR PUSTAKA

1) WirelessTechnologies, http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc/wireless.pdf

(diakses pada 24 Oktober 2015, pukul 15.00 WIB)2) 3G CDMA TECHNOLOGY, http://www.qualcomm.com/cdma/3g.html

(diakses pada 24 Oktober 2015, pukul 15.00 WIB)3) QUALCOMM’s CDMA Technology Enhances Security Measures at Super

Bowl XXXVII, http://www.qualcomm.com/press/pr/releases2003/press1142.html (diakses pada 25 Oktober 2015, pukul 19.00 WIB)

4) WCDMA, http://www.nokia.com/nokia/0,,32893,00.html (diakses pada 25 Oktober 2015, pukul 19.00 WIB)

5) Introduction to 3G Mobile Communications, http://www.techbooks.co.uk/artech/book558.html (diakses pada 25 Oktober 2015, pukul 19.00 WIB)

6) WCDMA: Towards IP Mobility and Mobile Internet, http://www.techbooks.co.uk/artech/book544.html (diakses pada 24 Oktober 2015, pukul 15.00 WIB)

7) 3G Series, http://www.cted.ucalgary.ca/wireless/courses/3g_detailed.html(diakses pada 25 Oktober 2015, pukul 19.00 WIB)

8) Nokia Preps for W-CDMA War, http://www.unstrung.com/document.asp?doc_id=39078&site=unstrung (diakses pada 25 Oktober 2015, pukul 19.00 WIB)

9) Gunadi Dwi Hantoro; Wideband CDMA, http://www.elektroindonesia.com/elektro/tel26a.html (diakses pada 24 Oktober 2015, pukul 15.00 WIB)

10) http://www.geocities.com/komnow/artikel/wrlan-2.html (diakses pada 24 Oktober 2015, pukul 15.00 WIB)