Power and Admission Control in WCDMA Technology

Power Control

Power control yang ada pada 2G dengan cara timeslot berdasarkan waktu, sedangkan power control pada 3G berdasarkan pada powernya. Fungsi power control pada WCDMA sebagai berikut:
- mengatasi near effect
- efisiensi daya
- mengatasi interferensi

Adapun category dari power control WCDMA dapat dilihat sebagai berikut:

1. Open loop power control
ketika inisiasi , pendeteksian UE diadasarkan pada power pilot, kemudian UE bisa naik atau turun berdasarkan daya yang diterimanya. Ilutrasi as picture below:

 

2. Outer Close loop power control
terjadi antara node B dan RNC, memiliki parameter BLER( Block Error Rate) target . Semakin tinggi nilai target  BLER maka semakin bagus SIR, dan jika hasil perhitungan BLER yang diperoleh nilainya berada di bawah dari nilai BLER target maka hasil SIR semakin bagus pula.

3. Inner close loop power control
Terjadi diantara UE dengan node B , nilainya berdasarkan SIR( Signaling to Interference Radio). Power yang dikirimkan ke user akan semakin meningkat jika nilai perhitungan SIR lebih kecil dibandingkan SIR target. Ilustrasi dari outer loop as picture below:

 

                                                                 Admission Control

Admission control seperti asal katanya yaitu admin, maka fungsinya adalah mengatur user (UE) yang boleh masuk network atau tidak. Hal ini akan dilakukan oleh RNC yang akan menerima dan menolak user ketika proses handover terjadi. Proses ini berfungsi untuk menjaga resource dari RNC. Ketika Resource  yang sedikit maka akan terjadi blocking user dan begitu pula sebaliknya.  Seperti yang kita ketahui resource terdiri dari dua jenis yanitu arah uplink ( berkaitan dengan interferensi) dan yang satunya lagi berupa arah downlink ( berkaitan dengan power nodeB).

Resource uplink ( interference)
Semakin banyak power yang diterima node B, maka semakin sulit bagi node B untuk melakukan dispreading. Sebagai impactnya , power gain akan semakin kecil. Jadi Resource pada sisi uplink bisa kita katakan berupa interferensi. Semakin bisa kita menurunkan level interferensi artinya resource uplink semakin banyak pula. Arinya kita mengoptimalkan user power control yang ada. Jadi power yang diterima node B hanya sedikit. Jadi jika ada user yang ingin pindah ke sel ini, sampai pada batas thresholdnya hal ini masih bisa di toleransi. Intinya semakin banyak user yang akan masuk pada suatu sel tertentu akan mencapai threshold yang ditentukan oleh node B.

Sebelumnya kita mengetahui bahwa RNC lah yang akan mengontrol node B dalam menentukan UE yang bisa melakukan handover in maupun out. Tetapi jika power yag diterima node B sudah mencapai threshold, user akan di blok masuk ke dalam sel tersebut. Andaikan user tersebut dipakasa masuk maka yang terjadi adalah error.

Resource downlink (power Node B)
Sebagai contoh sebuah node B mempunyai kapasitas power sebesar 60 W. Mengapa pada teknologi 3G kita menyebutkan power sebagai resource dikarenakan setiap UE memiliki frekuensi yang sama pada waktu yang bersamaan boleh juga waktu yang berbeda, sehingga powerlah yang menjadi resourcenya bukan frekuensinya. Dalam prosenya , User yang dekat dengan node B akan membutuhkan power yang kecil begitu pula sebaliknya.

Note:

Capacity pada teknologi 3G ( WCDMA/ UMTS) ditentukan oleh:
1. Power
2.  Interference
3.  Code
4.  Hardware

Sedangkan capacity pada teknolgi 2G (GSM) ditentukan oleh:
1. Interference Uplink
2.  Frequency (TRx)
3.  Hardware

Yang menentukan UE mendapatkan rate tinggi based on:
1. SF yang dipakai
2. Modulasi
3. Power yang bisa diterima
4. Capacity
jika SF tinggi tetapi power rendah  maka UE tidak bisa mendapatkan rate yang tinggi.
jika modulasi tinggi tetapi power rendah , maka UE tidak bisa mendapatkan rate yang tinggi.
jika kapasitas penuh maka UE tidak bisa mendapatkan rate yang tinggi

Evaluation#1

Part 1
1. What is the multiple access used in EDGE = WCDMA
2. change the temporary user is the function of = VLR
3. What is the maximum bitrate at HSUPA = 5.76 Mbps
4. What is the multiple access used in TACS= FDMA
5. Be a gateway of packet switch to the main network is function of = GGSN
6. What is the maximum bitrate of HSPA⁺ = 21 Mbps
7. What is the multiple access used in HSPA⁺  = WCDMA
8. Control the radio access network the function of = RNC
9.What  is the maximum bitrate of GPRS = 174 kbps

About true or false
1. In downlink , OVSF is used to distinguished sector = False
2. In WCDMA we can use 1 frequency to give coverage to user = True
3.In the uplink direction, OVSF is used to distinguished cell = False
4. In WCDMA we used frequency smaller than GSM =False
5.Spreading is done after ADC = False
6. In WCDMA the transmitter power is low but the bandwidth is wide = False
7. In the uplink direction, scrambling code is used to distinguished channel= False
8. In WCDMA ,OVSF is used as the code that make user can communicate at the same frequency and at the same time= True

Part 2
1. In 3G How many sector that are in S2/2/2 = 3
2. How many cell that are in S2/2/2 = 6
3. How many frequency /carriers that are needed = 2
4. How many OVSF code that are in SF= 32 , =32
5. What is the chip length of one code that are in SF =8, =8
6.Mention the code of CCH = 16,2
7. Is 200 kHz or 5 MHz the bandwidth one HRSTN= 200 kHz
8. Is this TDMA or CDMA the multiple method CDMA 2000 = CDMA
9. IS this OVSF or scrambling code, the code that have more among then the other code= scrambling code
10. Is this VLR or HLR the entity that is integrated to MSC= VLR
11. Is this 2G or 3G used 18 MHz= 2G
12.Is this 3GPP or 3GPP2 standard decision used by EVDO = 3GPP2
13. Is this Release 5 or Release 6 is standard of HSDPA= Release 5
14. Is this RNC or MGW there are connected MSC = MGW
15. Is this modulation or spreading the process of give a carrier = modulation
16. Is this 16 QAM or 64 QAM that used by HSDPA = 16 QAM
17. How many timeslot in one carrier of GSM = 8
18. If 2 watt is equal 3 dB convert 0.5 watt into dB =  - 9 dB
19. Can one user occupied more than one code at the same time = can
20. How many slot of E1 are there in one E1 = 32
21. What is the ending frequency UMTS in  downlink = 2170
22. What is the ending frequency  UMTS in uplink = 1990
23. What is tehe downlink UARFCN of 12 band in UMTS = 1952.6

About true or false
1. Chip rate of spreading code is same as scrambling code = True
2. If two code is orthogonal to each other correlation is 1 = False
3. Spreading code is the used multiple access = True
4. The transmitting power of 3G is larger than of 2G= True
5. Interleaving will not change the data rate = True
6. In channel encoding there will be redundant bit inserted the mix make bit rate higher = True
7. 16 QAM has higher bitrate than 64 QAM = False
8. The higher SF is the lower of bitrate = True
9. The higher bitrate is the lower power gain = True

Spreading Process

Setiap user akan menerima hasil spreading semua sinyal user, tetapi untuk satu buah user hanya akan mendespread satu buah sinyal dari sekian banyak sinya yang diterimanya tergantung kode yang dimiliki user tesebut. Jika kode tersebut terdeteksi di salah satu sinyal yang dia peroleh, maka hanya sinyal itulah yang akan di despread. 

 

Ada parameter yang menunjukkan sinyal yang kita peroleh bagus atau tidak yang biasa disebut Power Gain ( PG) . Semakin tinggi nilai PG maka sinyal itu semakin bagus . dengan kata lain kemampuan dalam membedakan sinyal yang di despread dengan interferensi semakin tinggi. Secara matematis sebagai berikut:

PG= Wc/Rb

Keterangan:
PG= Power Gain
Wc= Chip Rate
Rb= bitrate

Ketika chiprate menurun, maka power gain akan menurun pula, artinya jika kita mengirimkan data dengan bitrate yang tinggi maka akan menyebabkan error data yang tinggi pula. Jadi bagaimana kita melakukan transmisi dengan rate yang tinggi tapi bisa mencegah error yang besar? Perlu di ingat bahwa nilai Wc umumnya 3.84 Mcps dan ini tetap dipertahankan atau nilainya di buat fix, hanya Rb yang berubah-ubah. Jadi caranya adalah dengan meningkatkan daya si user dengan skema untuk user yang jaraknya dekat dengan node B mendapatkan bitrate yang tinggi.

Dalam sistem transceiver ( transmitter and receiver) umumnya ada blok2 yang ditambahkan yang berfungsi memperbaiki sinyal sehingga informasi sampai ke penerima dengan error yang minim. Diantaranya:

1. Channel coding .
Ketika informasi masuk ke blok channel coding, jumlah bitnya akan bertambah karena umumnya di lakukan redundant bit yang berfungsi untuk proteksi dan koreksi. Channel coding  bias di lambangkan dengan kode rate  sebagai contoh 1/3, atau ½ dsb. Untuk notasi ½ , artinya adalah yang masuk 1 yang keluar adalah 2. Hal ini mennunjukkan hasil proses channel coding menghasilkan redundant. KIra2 diantara ½ dan 1/3 yang manakah lebih bagus? Hal ini tergantung dengan kondisinya. Jika kita mementingkan kualitas maka 1/3 yang lebih baik, jika kita ingin mementingkan kecepatan ½ lah yang lebih baik

Channel coding yang digunakan pada WCDMA(3G) adalah Turbo code untuk data dan konvolutional untuk voice

2. Interleaving
interleaving merupakan proses mengacak urutan. Fungsinya adalah meminimalisir burst error ( error yang berurutan pada satu deretan bit-bit informasi). Jadi jika kita mengacak bit2 informasi tersebut ketika terjadi burst error, maka proses de interleaving akan mengambalikan urutan bit dan yang error tidak akan berurutan melainkan ngacak, sehingga isi informasinya masih bisa dilakukan prediksi atau skema di kira2.

3. Modulasi
Modulasi merupakan proses menumpangkan sinyal informasi ke sinyal carrier.contoh modulasi:
Analog= AM, FM, up dan down converter
Digital = BPSK, QPSK, mapper, dsb.
Modulasi yang dgunakan pada 3G( UMTS)= BPSK, QPSK
Modulasi yang dgunakan pada  HSDPA     = 16 QAM
Modulasi yang dgunakan pada HSPA⁺       = 64 QAM
Modulasi yang dgunakan pada LTE            = 64 QAM

Jika dilihat HSPA⁺ dan LTE sama-sama memiliki sistem modulasi 64 QAM, tetapi bitrate atau kecepatan datanya berbeda? Hal ini disebabkan karena bandwidth, code rate dan multiple accessnya berbeda.