interference radio
DESCRIPTION
macam macam interferenceTRANSCRIPT
No Slide TitleDepartemen Teknik Elektro
Institut Teknologi Bandung
SISTEM KOMUNIKASI SELULAR
[email protected]
Interferensi sistem selular
Interference is major limiting factor on performance, from many possible sources: other mobile stations in same cell, calls in adjacent cells, noncellular systems leaking energy into cellular frequencies
System-generated interferences are
Co-channel interference: from another cell using same frequencies (co-channel cell)
Adjacent channel interference: from a neighboring cell using a frequency close to one in use
* of 45
Co-Channel Interference
Co-channel interference is caused by another cell using the same frequencies
Recall reuse factor
Smaller q will make less cells per cluster, more channels per cell, increase capacity of system
But increase co-channel interference (co-channel cells will be closer)
Choice of q is a trade-off between system capacity and co-channel interference
* of 45
In = interference power from n-th interfering co-channel cell base station
then signal-to-interference ratio or SIR is
* of 45
D adalah jarak pengulangan ‘reuse distance’
R adalah jari-jari sel heksagonal (jarak terjauh dari pusat sel ke ujung sel
K adalah kelompok sel atau cluster
Untuk sel berbentuk heksagonal :
D/R = q K = 1/3(q)2
* of 45
Parameter Geser
K pada bentuk sel heksagonal ditentukan oleh parameter geser I dan J.
Persamaan : K = I2 + IJ + J2
Penentuan sel dengan frekuensi sama (cochannel sel) adalah sbb. :
Pilih salah satu sel, namakan (misalnya sel A)
Tarik garis lurus sejauh I melalui salah satu sisi sel A
Berhenti di pusat sel, lalu putar 60o
Tarik lagi garis tersebut sejauh J, berhenti di pusat sel.
Namai sel tersebut sel A.
Lakukan cara tersebut di atas melalui sisi yang lain dari sel A
pertama tadi
* of 45
Dapat dilakukan dari tengah-tengah sel
atau dari ujung sel
6 sel lapis pertama
6 sel lapis kedua, dst.
Tetapi redaman sebanding dengan d4, maka hanya 6 sel lapis pertama saja
yang dominan.
Sebagai parameter kualitas sinyal digunakan C/I : carrier to noise ratio
A
A
A
A
(*) diperoleh dari : “Capacity digital cellular TDMA system”, Raith, K.
Pengukuran C/I sistem :
Mobul unit (MS)
Base Station (BS)
Pengukuran dilakukan dengan cara :
Level sinyal diukur melalui kanal f1 kondisi tidak ada cochannel interference
Melalui kanal lain (f2), cata level interferensi yang berasal dari 6 sel lapis
pertama
Maka :
f2
f2
f2
f2
f2
f2
f1
f3
Contoh kriteria perancangan
Misal C/I minimum = 12 dB (sistem GSM tanpa frek hopping), hasil test
memberikan 4 kondisi :
Jika C/I > 12 dB hampir di seluruh sel : dapat dilakukan disain sistem
Jika C/I < 12 dB dan C/N > 12 dB : terjadi interferensi co-channel
C/I < 12 dB dan C/N < 12 dB : terdapat masalah dalam peliputan sel
C/I < 12 dB, C/N < 12 dB, dan C/N > C/I : masalah peliputan dan
interferensi
Interferensi co-channel pada Base Station
Pengukuran dilakukan dengan cara : mengukur satu per satu kuat sinyal yang
berasal dari setiap sel interferer pada base station yang ditinjau.
Persamaan yang mewakili kasus interferensi :
f2
f2
f2
f2
f2
f2
f1
f3
Pada contoh perhitungan berikut ini, anggap menggunakan desain sistem antena omnidirectional.
Dari persamaan : q = D/R ; q : faktor pengurangan interferensi
q naik maka C/I turun
q turun maka C/I naik
D fungsi KI dan C/I : D = f(KI, C/I)
KI = jumlah sel co-channel lapis pertama
C/I = nilai C/I yang disyaratkan pada BS atau MS dimaksud
* of 45
C/I keadaan istimewa
Terjadi apabila penyebab dan yang kena interferensi berada di pusat sel.
Maka C/I dihitung dengan persamaan di atas sbb. (asumsi = 4) :
D
D
D
D
D
D
C/I keadaan buruk
Terjadi apabila MS menerima sinyal terlemah dari sel tempat dia berada tetapi menerima interferensi yang kuat dari sel penyebab interferensi
Maka C/I dihitung dengan persamaan (asumsi = 4) :
D-R
D-R
C/I Keadaan Extrim
Terjadi apabila jarak antara MS atau BS penerima sinyal dengan MS atau BS
penghasil interferensi adalah D-R. Hal ini dapat terjadi pada keadaan salah
penempatan BS dan adanya multipath fading.
Untuk menanggulangi pengaruh interferensi langkah berikut biasa dilakukan,
antara :
Menurunkan tinggi antena BS
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
Perencanaan Sistem Antena Berarah
Kasus Tiga Sektor (1200)
Pemakaian antena 3 sektor, sumber interferensi hanya berasal dari 2 sel saja
(misal, sel heksagonal).
Situasi terburuk terjadi bila mobil unit berada di posisi A.
10
6
4
2
1
5
7
6
10
4
2
5
11
6
4
2
5
7
6
Sumber interferensi pada pemakaian antena 6 sektor hanya satu sel.
Situasi terburuk terlihat seperti pada gambar.
Kelemahan penggunaan antena sektor :
Dua kasus penurunan tinggi antena yang tidak memberikan sumbangan pengurangan interferensi, yaitu :
Antena di atas bukit
Antena di daerah lembah
Co-Channel Interference ...
Propagation measurements show average received signal strength decays as a power law of distance between transmitter and receiver
Let Pr = average received power at distance d
P0 = power received at a reference point at small distance d0 from transmitter
= path loss exponent, usually 2 5
* of 45
Co-Channel Interference ...
If distance to all interfering cells is same D, then S/I can be related to N
Shows S/I can be improved by larger N
But larger N will decrease system capacity
* of 45
Co-Channel Interference ...
Example: for analog FM systems, usual practice to specify S/I 18 dB = 63.1
(Recall units of dB = 10 log x)
With = 4,
* of 45
Worst-case interference occurs when mobile station is at cell boundary
With = 4, S/I can be approximated by
* of 45
For N = 7, reuse ratio q = 4.6
Worst-case S/I is approx. 54.3 = 17.3 dB (slightly less than 18 dB)
In practice, actual S/I might be often less than 17.3 dB due to terrain
To achieve 18 dB, might increase N to next largest size (N=9, S/I=19.8 dB) or (N = 12, S/I=22.5 dB) but capacity would decrease and may be hard to justify
* of 45
Adjacent Channel Interference
Adjacent channel interference is interference from a nearby cell using a frequency adjacent to one in use
Results from imperfect receiver filters
Can be minimized by careful filtering and channel assignments
Keep frequency separation between each channel in a cell as large as possible
* of 45
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
Example: for analog FM systems, usual practice to specify S/I 18 dB = 63.1
(Recall units of dB = 10 log x)
With = 4 (path loss slope),
Maka agar S/I > 18 dB diambil N = 7
Recalculate S/I
S/I is approx. 73.3 = 18.65 dB (slightly higher than 18 dB)
In practice, actual S/I might be often less than 18 dB due to terrain and other interferece (second tier of cochannel).
To achieve 18 dB, might increase N to next largest size (N=9, S/I=20.8 dB) or (N = 12, S/I=23.3 dB) but capacity would decrease and may be hard to justify.
N = 9 q = 5.19 S/I = qalpa/6 = 121.5 = 20.8 dB
N = 12 q = 6 S/I = qalpha/6 =216 = 23.3 dB.
Cell splitting of overloaded cells
Reduction of cell radius by factor F reduces coverage area and increases number of base stations by factor F2
frequency reuse plan
Sectoring
Subdivide cells into sectors, usually 3 (each sector is 120°) or 6 (each sector is 60°)
Each sector is served by directional antenna and different frequencies
Directional antennas reduce co-channel interference smaller clusters, higher capacity
BTS Sectorization Hardware
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
Kanal yang ada tidak mampu melayani
Sebagai contoh dengan membuat sbb:
Radius cell Baru = 1/2 Raddius Cell lama
Luas area Cell Baru = 1/4 luas Area Cell Lama
Kapasitas trafik baru per unit area = 4 x kapasitas trafik lama per unit area (Kepadatan/densitas tarfik setelah pemecahan sel meningkat 4 kali lipat)
Untuk membuat dimensi sel menjadi lebih kecil:
Melakukan perubahan pada parameter transmisi dengan merekalkulasi link budget.
Melakukan redesain pada ketinggian antenna BTS.
Cell disebelah secara permanen, untuk itu harus dilakukan perencanaan yang matang terhadap hal-hal sebagai berikut :
Jumlah kanal
Daya pancar
Digunakan pada sistem NMT-450, di stockholm, kemudian dikembangkan di Jakarta, Malaysia, dan Bangkok.
Teknik ini digunakan untuk meresponse tingginya kepadatan trafik (mulanya di stockholm).
Cara ini secara prinsip berbeda dengan “conventional hexagonal” pattern.
Digunakan untuk menaikkan kapasitas di area pusat bisnis (CBD), dengan menggunakan seluruh frekuensi yang dialokasikan.
GSMADCJDC
å
Institut Teknologi Bandung
SISTEM KOMUNIKASI SELULAR
[email protected]
Interferensi sistem selular
Interference is major limiting factor on performance, from many possible sources: other mobile stations in same cell, calls in adjacent cells, noncellular systems leaking energy into cellular frequencies
System-generated interferences are
Co-channel interference: from another cell using same frequencies (co-channel cell)
Adjacent channel interference: from a neighboring cell using a frequency close to one in use
* of 45
Co-Channel Interference
Co-channel interference is caused by another cell using the same frequencies
Recall reuse factor
Smaller q will make less cells per cluster, more channels per cell, increase capacity of system
But increase co-channel interference (co-channel cells will be closer)
Choice of q is a trade-off between system capacity and co-channel interference
* of 45
In = interference power from n-th interfering co-channel cell base station
then signal-to-interference ratio or SIR is
* of 45
D adalah jarak pengulangan ‘reuse distance’
R adalah jari-jari sel heksagonal (jarak terjauh dari pusat sel ke ujung sel
K adalah kelompok sel atau cluster
Untuk sel berbentuk heksagonal :
D/R = q K = 1/3(q)2
* of 45
Parameter Geser
K pada bentuk sel heksagonal ditentukan oleh parameter geser I dan J.
Persamaan : K = I2 + IJ + J2
Penentuan sel dengan frekuensi sama (cochannel sel) adalah sbb. :
Pilih salah satu sel, namakan (misalnya sel A)
Tarik garis lurus sejauh I melalui salah satu sisi sel A
Berhenti di pusat sel, lalu putar 60o
Tarik lagi garis tersebut sejauh J, berhenti di pusat sel.
Namai sel tersebut sel A.
Lakukan cara tersebut di atas melalui sisi yang lain dari sel A
pertama tadi
* of 45
Dapat dilakukan dari tengah-tengah sel
atau dari ujung sel
6 sel lapis pertama
6 sel lapis kedua, dst.
Tetapi redaman sebanding dengan d4, maka hanya 6 sel lapis pertama saja
yang dominan.
Sebagai parameter kualitas sinyal digunakan C/I : carrier to noise ratio
A
A
A
A
(*) diperoleh dari : “Capacity digital cellular TDMA system”, Raith, K.
Pengukuran C/I sistem :
Mobul unit (MS)
Base Station (BS)
Pengukuran dilakukan dengan cara :
Level sinyal diukur melalui kanal f1 kondisi tidak ada cochannel interference
Melalui kanal lain (f2), cata level interferensi yang berasal dari 6 sel lapis
pertama
Maka :
f2
f2
f2
f2
f2
f2
f1
f3
Contoh kriteria perancangan
Misal C/I minimum = 12 dB (sistem GSM tanpa frek hopping), hasil test
memberikan 4 kondisi :
Jika C/I > 12 dB hampir di seluruh sel : dapat dilakukan disain sistem
Jika C/I < 12 dB dan C/N > 12 dB : terjadi interferensi co-channel
C/I < 12 dB dan C/N < 12 dB : terdapat masalah dalam peliputan sel
C/I < 12 dB, C/N < 12 dB, dan C/N > C/I : masalah peliputan dan
interferensi
Interferensi co-channel pada Base Station
Pengukuran dilakukan dengan cara : mengukur satu per satu kuat sinyal yang
berasal dari setiap sel interferer pada base station yang ditinjau.
Persamaan yang mewakili kasus interferensi :
f2
f2
f2
f2
f2
f2
f1
f3
Pada contoh perhitungan berikut ini, anggap menggunakan desain sistem antena omnidirectional.
Dari persamaan : q = D/R ; q : faktor pengurangan interferensi
q naik maka C/I turun
q turun maka C/I naik
D fungsi KI dan C/I : D = f(KI, C/I)
KI = jumlah sel co-channel lapis pertama
C/I = nilai C/I yang disyaratkan pada BS atau MS dimaksud
* of 45
C/I keadaan istimewa
Terjadi apabila penyebab dan yang kena interferensi berada di pusat sel.
Maka C/I dihitung dengan persamaan di atas sbb. (asumsi = 4) :
D
D
D
D
D
D
C/I keadaan buruk
Terjadi apabila MS menerima sinyal terlemah dari sel tempat dia berada tetapi menerima interferensi yang kuat dari sel penyebab interferensi
Maka C/I dihitung dengan persamaan (asumsi = 4) :
D-R
D-R
C/I Keadaan Extrim
Terjadi apabila jarak antara MS atau BS penerima sinyal dengan MS atau BS
penghasil interferensi adalah D-R. Hal ini dapat terjadi pada keadaan salah
penempatan BS dan adanya multipath fading.
Untuk menanggulangi pengaruh interferensi langkah berikut biasa dilakukan,
antara :
Menurunkan tinggi antena BS
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
Perencanaan Sistem Antena Berarah
Kasus Tiga Sektor (1200)
Pemakaian antena 3 sektor, sumber interferensi hanya berasal dari 2 sel saja
(misal, sel heksagonal).
Situasi terburuk terjadi bila mobil unit berada di posisi A.
10
6
4
2
1
5
7
6
10
4
2
5
11
6
4
2
5
7
6
Sumber interferensi pada pemakaian antena 6 sektor hanya satu sel.
Situasi terburuk terlihat seperti pada gambar.
Kelemahan penggunaan antena sektor :
Dua kasus penurunan tinggi antena yang tidak memberikan sumbangan pengurangan interferensi, yaitu :
Antena di atas bukit
Antena di daerah lembah
Co-Channel Interference ...
Propagation measurements show average received signal strength decays as a power law of distance between transmitter and receiver
Let Pr = average received power at distance d
P0 = power received at a reference point at small distance d0 from transmitter
= path loss exponent, usually 2 5
* of 45
Co-Channel Interference ...
If distance to all interfering cells is same D, then S/I can be related to N
Shows S/I can be improved by larger N
But larger N will decrease system capacity
* of 45
Co-Channel Interference ...
Example: for analog FM systems, usual practice to specify S/I 18 dB = 63.1
(Recall units of dB = 10 log x)
With = 4,
* of 45
Worst-case interference occurs when mobile station is at cell boundary
With = 4, S/I can be approximated by
* of 45
For N = 7, reuse ratio q = 4.6
Worst-case S/I is approx. 54.3 = 17.3 dB (slightly less than 18 dB)
In practice, actual S/I might be often less than 17.3 dB due to terrain
To achieve 18 dB, might increase N to next largest size (N=9, S/I=19.8 dB) or (N = 12, S/I=22.5 dB) but capacity would decrease and may be hard to justify
* of 45
Adjacent Channel Interference
Adjacent channel interference is interference from a nearby cell using a frequency adjacent to one in use
Results from imperfect receiver filters
Can be minimized by careful filtering and channel assignments
Keep frequency separation between each channel in a cell as large as possible
* of 45
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
Example: for analog FM systems, usual practice to specify S/I 18 dB = 63.1
(Recall units of dB = 10 log x)
With = 4 (path loss slope),
Maka agar S/I > 18 dB diambil N = 7
Recalculate S/I
S/I is approx. 73.3 = 18.65 dB (slightly higher than 18 dB)
In practice, actual S/I might be often less than 18 dB due to terrain and other interferece (second tier of cochannel).
To achieve 18 dB, might increase N to next largest size (N=9, S/I=20.8 dB) or (N = 12, S/I=23.3 dB) but capacity would decrease and may be hard to justify.
N = 9 q = 5.19 S/I = qalpa/6 = 121.5 = 20.8 dB
N = 12 q = 6 S/I = qalpha/6 =216 = 23.3 dB.
Cell splitting of overloaded cells
Reduction of cell radius by factor F reduces coverage area and increases number of base stations by factor F2
frequency reuse plan
Sectoring
Subdivide cells into sectors, usually 3 (each sector is 120°) or 6 (each sector is 60°)
Each sector is served by directional antenna and different frequencies
Directional antennas reduce co-channel interference smaller clusters, higher capacity
BTS Sectorization Hardware
ET-5005, Sistem Komunikasi Selular
Kanal yang ada tidak mampu melayani
Sebagai contoh dengan membuat sbb:
Radius cell Baru = 1/2 Raddius Cell lama
Luas area Cell Baru = 1/4 luas Area Cell Lama
Kapasitas trafik baru per unit area = 4 x kapasitas trafik lama per unit area (Kepadatan/densitas tarfik setelah pemecahan sel meningkat 4 kali lipat)
Untuk membuat dimensi sel menjadi lebih kecil:
Melakukan perubahan pada parameter transmisi dengan merekalkulasi link budget.
Melakukan redesain pada ketinggian antenna BTS.
Cell disebelah secara permanen, untuk itu harus dilakukan perencanaan yang matang terhadap hal-hal sebagai berikut :
Jumlah kanal
Daya pancar
Digunakan pada sistem NMT-450, di stockholm, kemudian dikembangkan di Jakarta, Malaysia, dan Bangkok.
Teknik ini digunakan untuk meresponse tingginya kepadatan trafik (mulanya di stockholm).
Cara ini secara prinsip berbeda dengan “conventional hexagonal” pattern.
Digunakan untuk menaikkan kapasitas di area pusat bisnis (CBD), dengan menggunakan seluruh frekuensi yang dialokasikan.
GSMADCJDC
å