Ringkasan
Paper ini membahas tentang pemertaan pelayanan dalam up-link sistem komunikasi paket CDMA cellular slotted-ALOHA yang menggunakan site diversity reception. Site diversity (perbedaan tempat) mengamankan paket-paket yang berasal utamanya dari dekat tepi sel-sel, sedangkan paket-paket yang berasal dari dekat stasiun pangkalan tidak bisa mengambil manfaat dari metode diversity reception ini. Situasi ini menyebabkan tidak meratanya penerimaan paket yang yang tergantung pada lokasi stasiun mobile. Dua skema kontrol transmisi untuk mengurangi ketidakseimbangan ini diusulkan. Pada skema pertama, stasiun mobile mengontrol daya yang diterima untuk kontrol daya open-loop berdasarkan tingkat penerimaan sinyal pendahuluan dari stasiun pangkal di sekitarnya. Pada skema kedua, kontrol stasiun mobile mentrasmisikan probabilitas permisi. Tingkat resepsi paket yang berhasil, koefisien transparansi dan kinerja proses dievaluasi pada lingkungan-lingkungan yang memiliki kontrol daya tidak sempurna. Simulasi komputer menunjukkan bahwa kedua skema ini memperbaiki pemerataan untuk semua stasiun mobile dan kinerja proses. Sebuah perbandingan kinerja antara kedua skema ini menyimpulkan bahwa kontrol daya transmisi sangat tinggi mentransmisikan kontrol probabilitas permisi sebagai sebuah teknik sederhana untuk mempertahankan pemerataan pelayanan.
Kata kunci: pemerataan pelayanan, CDMA, komunikasi paket, slotted-ALOHA, kontrol daya transisi, kontrol probabilitas permisi.
1. Pendahuluan
Sistem komunikasi mobile di masa mendatang harus menyediakan kapabilitas-kapabilitas transmisi multimedia. Teknologi komunikasi paket telah menarik perhatian karena sangat cocok untuk komunikasi multimedia akhir-akhir ini. Sistem komunikasi paket CDMA (code-division multiple-access) telah banyak diteliti dalam hal ini.
Sistem selular CDMA menggunakan lebar frekuensi yang sama diantara semua sel. Karena lebar frekuensi yang sama terletak pada sel-sel di sekitarnya serta pada sel dimana sebuah stasiun mobile terhubung, maka lebih mudah untuk menerapkan soft handoff (dimana sebuah stasiun mobile secara simultan berkomunikasi dengan beberapa stasiun pangkal) pada sistem selular CDMA dibanding pada sistem TDMA (time-division multiple-access). Soft handoff meningkatkan kapasitas channel dalam up-link (stasiun mobile ke stasiun pangkal) dari sistem selular CDMA yang menggunakan struktur circuit-switched. Dalam up-link sistem radio, penerimaan yang berbeda tempat oleh berbagai stasiun pangkal merupakan sebuah teknik yang mirip dengan soft handoff jika ditinjau dari sudut pandang penerimaan simultan. Site diversity reception meningkatkan pemanfaatan sistem radio paket pita-sempit oleh channel karena paket-paket bisa diterima pada stasiun pangkal yang memiliki paling sedikit interferensi. Akan tetapi, pada sistem paket selular, site diversity reception menyelamatkan paket yang berasal utamanya dari dekat tepi sel. Sedangkan paket yang berasal dari dekat stasiun pangkal tidak bisa mendapatkan manfaat dari penerimaan/resepsi yang berbeda. Ini menyebabkan varians besar dalam laju penerimaan paket lintas sel dan sehingga, kualitas pelayanan tergantung pada lokasi stasiun mobile. Sebaliknya, pelayanan yang merata bisa ditawarkan ke semua stasiun mobile pada sistem paket selular CDMA yang menggunakan TPC (kontrol daya transmisi) tanpa site diversity. Pada sistem seluler, penting untuk menyediakan pelayanan yang merata di seluruh daerah jangkauan. Penelitian-penelitian terdahulu telah mengamati kelayakan pelayanan pada wirelass LAN, sistem seluler circuit-switched dan pada downlink sistem paket seluler (dari stasiun pangkalan ke stasiun mobile). Juga penting bagi sistem paket seluler CDMA dengan metode site diversity untuk menyediakan pelayanan yang merata ke semua stasiun mobile.
Paper ini membahas tentang pemertaan pelayanan dari segi tingkat penerimaan paket dalam up-link sistem komunikasi CDMA slotted-ALOHA dengan metode site diversity reception pada sebuah lingkungan selular. Kemerataan pelayanan dievaluasi dengan menggunakan koefisien kemerataan, yang didefinisikan sebagai rasio tingkat penerimaan paket yang berasal dari stasiun pangkalan dekat dengan paket yang berasal dari lokasi-lokasi lain. Ditemukan bahwa ketidakmerataan penerimaan paket terdapat pada sistem-sistem yang menerapkan TPC open-loop dengan daya yang diterima sangat berbeda pada stasiun pangkalan (TPC konvensional). Dua skema kontrol transmisi yang meningkatkan pemerataan pelayanan selanjutnya diusulkan, yaitu: skema kontrol daya transmisi (TPC yang diusulkan) dan skema kontrol probabilitas permisi transmit (PPC diusulkan). Kedua skema ini menggunakan tingkat penerimaan sinyal pertama dari stasiun pangkalan di sekitarnya untuk mengontrol transmisi paket pada stasiun-stasiun mobile. Tingkat penerimaan yang berhasil, koefisien kemerataan dan proses pada lingkungan yang memiliki kontrol daya tidak sempurna dievaluasi melalui simulasi komputer.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa kedua skema meningkatkan kemerataan pelayanan dan kinerja proses, khususnya pada saat-saat muatan chanel banyak. Perbandingan kinerja antara kedua skema membuktikan bahwa skema TPC yang diusulkan jauh lebih baik dari skema PPC yang diusulkan.
2. Model Sistem
Sistem yang dipertimbangkan diasumsikan sebagai sistem seluler dengan channel-channel Rayleigh fading. Kondisi-kondisi berikut diasumsikan:
Area pelayanan terdiri dari tatanan reguler L x L dari sel-sel heksagonal. Stasiun mobile terdistribusi merata pada area pelayanan. Masing-masing stasiun pangkalan memancarkan sebuah sinyal pendahuluan.
Stasiun mobile mentransmisikan paket-paketnya dengan urutan-langsung (DS)/CDMA ke stasiun pangkalan yang memiliki sinyal pendahuluan paling kuat (selanjutnya disebut stasiun pangkalan penghubung). Urutan penyebaran yang digunakan dalam mendatangkan paket tidak saling bertubrukan.
Protokol akses ganda adalah tipe slotted-ALOHA yang diilustrasikan pada Gambar 1. Sinkronisasi slot yang sempurna diasumsikan. Akan tetapi, urutan penyebaran memang sinkron diantara paket-paket yang tiba.
Masing-masing channel rasio mengalami kehilangan propagasi dengan pengecilan koefisien α, fluktuasi pengabur yang memiliki distribusi log-normal dengan standar deviasi σs[dB], dan Rayleigh fading yang rendah.
Paket-paket pengganggu datang dari stasiun-stasiun mobile dalam sel yang sama dan dalam enam sel-sel yang berdekatan.
TPC dilakukan untuk menghubungkan stasiun pangkalan. TPC mengkompensasi kehilangan propagasi dan shadowing. Daya transmisi cukup konstan selama durasi transmisi satu paket. Kesalahan-kesalahan TPC memiliki distribusi log-normal dengan standar deviasi σpe [dB].
2.1 Model Channel DS/CDMA
Daya rata-rata yang diterima dari paket yang ditransmisikan oleh stasiun mobil ke-i dengan daya transmisi sebesar Ptx(i) dan yang diterima pada stasiun pangkapan ke-j bisa dinyatakan sebagai berikut:
-(1)
dimana S(i, j) adalah fluktuasi shadowing dalam jalur dari stasiun mobile ke-i ke stasiun pangkalan ke-j, dan s(i, j) adalah jarak diantara keduanya. Apabila penutup sinyal terdistribusi Rayleigh karena fading, yakni, apabila daya instan yang diterima PrxF(i, j) memiliki distribusi eksponensial dengan rata-rata Prx(i, j, maka kemungkinan fungsi kepadatan dari PrxF(i, j) diberikan oleh persamaan:
-(2)
Pada stasiun pangkalan ke-j, rasio sinyal/internferesi SIR(i, j) dari paket yang ditransmisikan oleh stasiun mobile ke-i bisa dihitung sebagai berikut:
-(3)
dimana PG adalah tambahan pemrosesan, dan K adalah jumlah paket yang tiba pada stasiun pangkalan.
Jika durasi sebuah paket cukup lebih singkat dibanding fading pitch, maka level sinyal bisa dianggap konstan selama durasi paket. Dengan demikian, tingkat kesalahan paket Pe(i, j) bisa diperkirakan dengan rumus berikut:
-(4)
dimana SIRreq adalah SIR yang diperlukan bagi sebuah stasiun pangkalan untuk menerima paket secara tepat. Keabsahan asumsi ini ditunjukkan pada lampiran.
2.2 Model Traffic
Stasiun mobile baru tiba dengan interval-interval yang mengikuti sebuah distribusi eksponensial dengan rata-rata Tslot/G pada masing-masing sel, dimana durasi slot adalah Tslot dan muatan yang ditawarkan (jumlah rata-rata paket yang dihasilkan per durasi slot per sel) adalah G. Masing-masing stasiun mobile menghasilkan hanya satu paket pada satu waktu. Paket-paket ini, yang mencakup paket yang ditransmisikan ulang, dihasilkan berdasarkan distribusi Poison.
Durasi paket-paket ini sebanding dengan Tslot dikurangi waktu guard tertentu, yang mengurangi interferensi inter-slot yang disebabkan oleh tundaan propagasi. Setelah mentransmisikan paketnya. Stasiun mobile melakukan terminasi tanpa memperhitungkan apakah paketnya diterima dengan tepat.
2.3 Penerimaan dengan Perbedaan Tempat (Site Diversity Reception)
Site diversity reception pada paper ini didefinisikan sebagai penerimaan simultan oleh sejumlah M stasiun pangkalan di luar stasiun pangkalan L x L, sebagaimana diilustrasikan pada Gbr. 2. Untuk paket tertentu, sejumlah M stasiun pangkalan ini adalah pangkalan yang memiliki daya paling kuat yang diterima. Mereka biasanya terdiri dari stasiun penghubung dan tetangga-tetangganya. Stasiun pangkalan dilengkapi dengan banyak reseiver, dan jumlah reseiver diasumsikan tidak terbatas. Site diversity reception selalu dilakukan untuk masing-masing paket. Sejumlah M stasiun pangkalan ini bisa secara tepat menerima semua paket dengan nilai Pe(i, j) = 0, tanpa memperhitungkan urutan penyebaran yang dipakai. Pada masing-masing stasiun pangkalan, semua paket yang diterima dengan tepat ditransfer ke jaringan dasar. Apabila paket-paket yang sama diterima oleh lebih dari satu stasiun pangkalan, maka jaringan memilih paket dengan SIR yang paling baik. Jenis perbedaan ini dikenal sebagai site selection combining diversity.
2.4 Tolak Ukur Kinerja
Kinerja transmisi dari up-link dalam sistem di atas dievaluasi dengan mengumpulkan statistik pada sel pusat dari area pelayanan L x L.
Proses (S), tingkat penerimaan yang berhasil (prec) dan koefisien kemerataan digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem dan didefinisikan sebagai berikut:
Proses S; Proses didefinisikan sebagai jumlah rata-rata paket yang diterima dengan tepat per slot per stasiun pangkalan. Proses diberikan oleh persamaan Nsut – Nslot, dimana Nsuc adalah jumlah total dari paket-paket yang diterima secara tepat pada stasiun pangkalan, dan Nslot adalah jumlah total slot pada mana statistik diambil.
Tingkat penerimaan yang berhasil prec: Tingkat penerimaan yang berhasil diberikan oleh Nsuc/Ngen, dimana Ngen adalah jumlah total paket yang dihasilkan. Prec ekivalen dengan tundaan transmisi rata-rata D. D diperoleh dari prec: D = (Ngen/Nsuc – 1). Trtx = (1/prec – 1). Trtx, dimana Trtx adalah rata-rata dari interval transmisi. Untuk mengevaluasi distribusi geografis dari prec, sebuah sel dibagi menjadi daerah-daerah dengan luas yang sama, seperti ditunjukkan pada Gbr. 3, dan prec dihitung untuk masing-masing daerah. Daerah 1 adalah daerah yang paling dekat stasiun pangkalan, dan Daerah 11 adalah yang paling jauh. Statistik dikumpulkan untuk semua daerah walaupun daerah terluar secara parsial berada diluar sel heksagonal (Daerah 1 keluar total).
Koefisien kemerataan: koefisien kemerataan diperkenalkan sebagai sebuah tolak ukur untuk kemerataan pelayanan. Ini didefinisikan sebagai rasio antara prec dari Daerah N dengan yang dari Daerah1 (prec yang lebih besar menjadi pembilang). Koefisien kemerataan dari DaerahN adalah variasi dari prec DaerahN dengan memperhatikan nilai prec dari daerah 1. Koefisien kemerataan merupakan satuan apabila kemeteraan dipertahankan.
3. Kinerja Transmisi dengan Site Diversity
Kinerja transmisi dari up-link sistem yang menggunakan TPC konvensional (sebuah probabilitas permisi p = 1,0) dan site diversity dievaluasi melalui simulasi komputer. Parameter-parameter simulasi lengkap dimuat pada Tabel 1.
TPC diasumsikan sebagai TPC open-loop yang memiliki target daya yang diterima sama (Ptgt) sama dengan semua paket pada stasiun pangkalan penghubung. Dalam hal ini, Ptgt diset pada semua gaya target standar yang diterima Ptgt_s.
3.1 Hasil-Hasil Simulasi
Gambar 4 menunjukkan proses S dimana muatan yang ditawarkan (G) bervariasi antara 0 sampai 6. Proses dengan site diversity selalu lebih baik dibanding yang tidak memiliki site diversity. Dari gambar ini, bisa dilihat bahwa site diversity meningkatkan kinerja proses pada sistem CDMA selular slotted-ALOHA.
Gambar 5 menunjukkan tingkat penerimaan yang berhasil (prec) pada masing-masing daerah untuk nilai-nilai G yang berbeda. Site diversity juga menghasilkan perbaikan prec yang lebih besar pada daerah-daerah di dekat sisi sel untuk semua muatan yang ditawarkan karena, pada beberapa kasus, stasiun pangkalan yang bergantian bisa secara tepat menerima paket-paket yang tidak bisa diterima oleh stasiun pangkalan penghubung. Laju peningkatan prec menjadi besar pada saat yang ditawarkan meningkat: pada Daerah10, terdapat peningkatan sekitar 15% untuk G = 3,0 dan perbaikan sekitar 35% untuk G = 5,0. Perbaikan prec pada daerah-daerah di dekat tepi sel memberikan kontribusi bagi perbaikan kinerja proses. Tanpa site diversity, prec selalu konstan untuk semua daerah yang memiliki site diversity. Prec tergantung pada jumlah daerah. Dengan demikian, pelayanan yang merata tidak bisa dihasilkan untuk semua stasiun mobile dalam sistem yang memiliki site diversity.
Pada skema TPC, stasiun mobile mengontrol daya yang diterima (Ptgt) berdasarkan tingkat penerimaan dari beberapa sinyal pendahuluan dari stasiun pangkalan sekitar. Pada skema PPC, kontrol stasiun mobile mengontrol probabilitas permisi nya dalam transmisi paket berdasarkan tingkat penerimaan sinyal-sinyal pendahuluan (pilot signal). Kontrol Ptgt (atau P) didasarkan pada perbedaan antara tingkat penerimaan sinyal pendahuluan dari stasiun pangkal penghubung dengan yang dari statistik lain. Jika perbedaan ini menjadi kecil, maka Ptgt (atau P) ditetapkan menjadi nilai yang kecil.
4.1 Pengukuran Perbedaan Tingkat Penerimaan Sinyal Pendahuluan
Prinsip dari skema-skema yang diusulkan diilustrasikan pada Gbr.6. Gambar ini menunjukkan dua contoh sederhana dimana paket-paket secara simultan diterima oleh dua stasiun mobile (M = 2). Stasiun mobile secara kontinyu mengukur tingkat penerimaan sinyal pendahuluan dari M stasiun pangkalan. Mereka merata-ratakan nilai yang diukur dari waktu ke waktu untuk mengurangi efek fading. Diasumsikan bahwa pengukuran tingkat persepsi sinyal pendahuluan tidak memiliki kesalahan. Perbedaan dk [dB] dari sinyal pendahuluan stasiun pangkalan penghubung dan Prx [dB] dari sinyal pendahuluan stasiun lain dihitung dengan persamaan berikut:
dk = Prx(k+1), (k = 1, 2, . . . , M – 1). (5)
Ptgt dari paket-paket yang ditransmisikan (atau p dalam transmisi paket) ditentukan dengan dk seperti ditunjukkan berikut.
4.2 Kontrol Daya Transmisi
Apabila stasiun mobile mentransmisikan paketnya, stasiun ini menghitung Ptgt dengan menggunakan sebuah fungsi seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 7. Fungsi ini menghubungkan dk dengan Pdeck [dB], yang merupakan pengurangan daya dari Ptgt yang berasal dari target daya standar yang diterima (Pgtg_s). Sebuah fungsi linear dipilih untuk kontrol Ptgt karena sebuah fungsi sederhana dianggap cocok untuknya. Seperti diilustrasikan pada Gbr. 7, fungsi yang dipilih memiliki dua segmen linear dengan parameter-parameter berikut:
1)dip positif dari titik infleksi
2)perbedaan daya Δptgtg antara Ptgt_s dengan Ptgt untuk sebuah stasiun mobile yang memiliki dk = 0.
dip adalah nilai maksimum dari dk stasiun mobile untuk mana Pdeck terkontrol. Pdeck berkurang seiring dengan dk untuk stasiun mobile yang memiliki nilai dk < dip, sedangkan Pdeck diset menjadi 0 untuk stasiun mobile yang memiliki nilai dk ≥ dip.
Secara umum, dk memiliki nilai yang kecil untuk stasiun mobile yang terletak jauh dari stasiun pangkalan penghubung sehingga Ptgt dari stasiun mobile seperti ini menjadi kecil. Pengurangan Ptgt secara langsung mengurangi daya transmisi. Akibatnya, interferensi dari sel-sel di sekitarnya menjadi tertekan, dan pemanfaatan channel bisa ditingkatkan.
Probabilitas permisi transmi (p) selalu bernilai 1,0 pada skema TPC yang diusulkan.
4.3 Kontrol Probabilitas Permisi
Stasiun mobile mentransmisikan paket-paketnya dengan laju p menggunakan TPC konvensional dalam skema PPC. Nilai p dihitung dari dk dengan menggunakan sebuah fungsi dengan cara yang sama seperti skema TPC yang diusulkan. Fungsi ini menghubungkan dk dengan pengurangan probabilitas (pdeck) p dari probabilitas permisi standar ps = 1,0/ Untuk stasiun mobile yang memiliki dk < dip, nilai pdeck berkurang seiring dengan dk, dan pdeck ditentukan menjadi 0 untuk stasiun mobile yang memiliki dk ≥ dip. Fungsi ini menjadikan pdeck lebih besar ketika dk berkurang/ Untuk sebuah penerimaan site diversity M stasiun pangkalan, nilai pdeck dihitung dari setiap sinyal pendahuluan dari stasiun pangkalan yang menerima.
Probabilitas permisi (p) menjadi lebih untuk stasiun mobile yang terletak jauh dari stasiun pangkalan penghubung. Pengurangan nilai p secara langsung mengurangi laju transmisi untuk stasiun mobile seperti ini. Pemanfaatan channel meningkat karena pengurangan jumlah paket di dekat tepi sel yang ditransmisikan dengan banyak daya menekan interferensi dari sel-sel di dekatnya.
5. Evaluasi Kinerja
Kinerja transmisi dalam up-link dengan skema yang diusulkan dievaluasi melalui simulasi komputer dengan menggunakan parameter-parameter sama yang disebutkan pada Bagian 3.
5.1 Kontrol Daya Transmisi
5.1.1 Pemerataan Pelayanan
Gambar 8 menunjukkan tingkat penerimaan yang sukses (prec) untuk masing-masing daerah pada proses maksimum (G = 3,5) ketika dip = 2,5. Variasi nilai prec pada skema TPC yang diusulkan lebih kecil dibanding pada skema variasi konvensional yang memiliki site diversity. Kinerja prec dengan skema TPC yang diusulkan berubah seiring dengan Δptgt karena perubahan Δtgt menyebabkan daerah yang terletak dekat tepi sel menjadi lebih kecil, sementara daerah yang dekat dengan pusat menjadi lebih besar. Alasan untuk hal ini adalah bahwa skema TPC yang diusulkan membatasi daya transmisi dari paket-paket yang berasal dari dekat tepi sel, dan dengan demikian daya yang diterima dari paket-paket ini berkurang. Dengan memiliki Δptgt yang sesuai, skema TPC yang diusulkan secara signifikan mengurangi variasi nilai prec.
Gambar 9 menunjukkan koefisien pemerataan untuk kondisi-kondisi yang sama pada Gambar 8. Koefisien pemerataan dari skema konvensional yang memiliki site diverisity berkurang seiring dengan jumlah daerah N. Berbeda dengan itu, koefisien pemertaan dari skema TPC yang diusulkan dengan Δptgt = 2,5 dB mendekati kesatuan untuk semua daerah: Δptgt optimum adalah 2,5 dB dalam hal ini.
Gambar 10 menunjukkan koefisien pemerataan untuk Daerah4, 7, dan 10 apabila muatan yang ditawarkan bervariasi dari 0 sampai 6. Daerah4 berada pada pertengahan sel, dan Daerah7 berada pada daerah paling luar dalam sel heksagonal (Gbr. 3). Koefisien pemerataan tanpa site diversity hampir mencapai kesatuan untuk semua daerah tanpa memperhitungkan muatan yang ditawarkan. Ketika skema konvensional menggunakan site diversity, koefisien pemertaan berkurang untuk daerah yang jauh dari stasiun pangkalan. Koefisien pemerataan juga berkurang apabila muatan yang diberikan berat. Koefisien pemerataan pada Daerah10 hanya sekitar 0,6 dengan G = 0,6. Koefisien pemerataan dengan skema TPC yang diusulkan, disisi lain, mendekati kesatuan (unity) untuk semua daerah tanpa memperhitungkan muatan yang diberikan, dan dengan demikian, skema TPC yang diusulkan memberikan pelayanan yang merata untuk semua stasiun mobile di semua lokasi.
5.1.2 Pengaruh Kesalahan TPC
Kontrol bebas-error terhadap daya transmisi sangat sulit dicapai untuk TPC open-loop pada sistem CDMA slotted-ALOHA. Efek Kesalahan TPC terhadap koefisien pemerataan ditunjukkan pada Gbr. 11. Koefisien pemerataan dari skema TPC yang diusulkan mendekati kesatuan untuk semua σpe tanpa memperhitungkan muatan yang diberikan (G), sedangkan skema konvensional memiliki koefisien pemerataan yang kecil pada daerah muatan berat. Flukturasi koefisien pemerataan (dengan σpe yang bervariasi) jauh lebih kecil pada skema TPC yang diusulkan dibanding yang pada skema konvensional. Koefisien pemerataan dari skema konvensional lebih dekat dengan kesatuan untuk muatan ringan apabila σpe kecil, sedangkan jauh dari kesatuan untuk muatan berat. Sebaliknya, koefisien pemerataan untuk skema TPC yang diusulkan lebih dekat ke kesatuan pada semua muatan yang ditawarkan ketika sistem memiliki beberapa kesalahan TPC. Dengan demikian, skema TPC yang diusulkan bisa diterapkan pada sistem-sistem yang memiliki kesalahan-kesalahan TPC.
5.1.3 Kinerja Proses
Proses S dari skema TPC yang diusulkan sedikit meningkat pada semua muatan yang ditawarkan dibandingkan dengan yang dari skema konvensional yang memiliki site diversity, seperti ditunjukkan pada Gbr. 12. Ini karena interferensi dari sel-sel yang berdekatan ditekan oleh keterbatasan daya transmisi untuk stasiun mobile di dekat tepi sel. Skema TPC yang diusulkan menghasilkan perbaikan sekitar 10% untuk proses maksimum dibanding skema konvensional yang tidak memiliki site diversity, yang menawarkan pelayanan merata. Dengan menggunakan skema TPC yang diusulkan, pelayanan merata bisa ditawarkan tanpa adanya degradasi kinerja proses.
5.2 Kontrol Probabilitas Permisi
5.2.1 Pemerataan Pelayanan
Gambar 13 menunjukkan kinerja prec untuk masing-masing daerah untuk G = 3,5 ketika dip adalah 2,5. Variasi pada prec dibawah skema PPC yang diusulkan lebih kecil dibanding yang dibawah skema konvensional yang memiliki site diversity. Seperti pada skema TPC yang diusulkan, kinerja prec dengan skema PPC yang diusulkan berubah seiring dengan Δp. Variasi nilai prec disebabkan oleh pengurangan angka transisi pada stasiun mobile yang jauh dari stasiun pangkalan yang disebabkan oleh peningkatan nilai Δp. Apabila nilai Δp lebih besar, maka prec dari daerah di dekat tepi sel menjadi lebih kecil, sedangkan pada daerah yang dekat dengan pusat menjadi lebih besar. Dengan memiliki Δp yang cocok, skema PPC yang diusulkan secara signifikan mengurangi variasi kinerja prec.
Gambar 14 menunjukkan koefisien kemerataan untuk kondisi-kondisi yang sama seperti pada Gbr. 13. Koefisien kemerataan dari skema PPC yang diusulkan dengan Δp = 0,4, 0,45. Nilai 0,5 mendekati kesatuan pada hampir semua daerah. Koefisien kemerataan dengan Δp = 0,45 selalu di atas 0,95; Δp optimum adalah 0,45 apabila G = 3,5.
Gambar 15 menunjukkan koefisien kemerataan untuk Daerah4, 7, dan 10 ketika muatan yang ditawarkan divariasi dari 0 sampai 6. Koefisien kemerataan dengan skema PPC yang diusulkan hampir merupakan kesatuan untuk semua daerah di sekitar G = 3,5, sedangkan bukan merupakan kesatuan untuk nilai mutan yang ditawarkan lainnya. Alasan untuk hal ini adalah bahwa Δp optimum (= 0,45) untuk G = 3,5 tidak optimum untuk nilai-nilai muatan yang ditawarkan lainnya. Meski demikian, skema yang diusulkan memberikan koefisien kemerataan yang lebih baik dibanding dengan skema konvensional kecuali untuk muatan yang rendah (G < 2,0).
5.2.2. Kinerja Proses
Proses S dari skema PPC yang diusulkan khususnya membaik pada kondisi muatan berat (seperti ditunjukkan pada Gbr. 16) karena interferensi dari sel-sel di sekitarnya ditekan oleh pembatasan tingkat transmisi untuk stasiun mobile di dekat tepi sel. Akan tetapi, skema PPC yang diusulkan menghasilkan hanya sedikit degradasi pada kinerja S di bawah kondisi muatan ringan. Seperti pada skema TPC yang diusulkan, skema PPC yang diusulkan memiliki sekitar 10% perbaikan pada proses maksimum dibanding skema konvensional yang tidak memiliki site diversity.
5.3 Perbandingan Kinerja
Kedua skema memiliki koefisien kemerataan (>0,95) pada semua lokasi untuk Δptgt atau Δp ketika muatan yang ditawarkan G = 3,5 (Gbr. 9 dan 14). Hasil ini membuktikan bahwa ada sedikit perbedaan antara koefisien kemerataan dari kedua skema untuk G = 3,5. Seperti ditunjukkan Gbr. 10, koefisien kemerataan dari skema TPC hampir merupakan kesatuan dibawah kedua variasi pada muatan yang diharapkan dan perubahan jumlah daerah, dan sehingga, nilai optimum dari Δptgt menjadi konstan (= 2,5 dB) tanpa memperhitungkan muatan yang ditawarkan dan jumlah daerah. Dengan skema PPC, koefisien kemerataan bervariasi menurut muatan yang ditawarkan (Gbr. 15). Dari hasil ini juga berlaku bahwa nilai optimum dari Δp tidak konstan untuk semua nilai dari muatan yang ditawarkan dan sehingga nilai kontrol adaptif Δp diperlukan untuk mencapai kinerja yang sama dengan skema TPC.
Gambar 16 menunjukkan perbandingan proses dari kedua skema. Skema TPC memiliki kinerja proses yang lebih tinggi dibanding skema PPC dari segi kondisi muatan yang ringan. Skema PPC juga menyebabkan sedikit degradasi pada kinerja S dibawah kondisi-kondisi ini (sebagaimana jika dibandingkan dengan skema konvensional yang memiliki site diversity), sedangkan skema TPC tidak memiliki degradasi S.
Akibatnya, skema TPC lebih baik dibanding skema PPC sebagai sebuah metode sederhana untuk mempertahankan kemerataan pelayanan.
6. Kesimpulan
Paper ini membahas tentang kemerataan pelayanan pada up-link dari sistem komunikasi paket CDMA cellular slotted-ALOHA dengan penerimaan site diverisy dan disini juga dibahas bagaimana meningkatkan kemerataan pada penerimaan paket. Untuk mengurangi ketidakmerataan penerimaan paket pada sistem-sistem ini, skema TPC dan PPC yang didasarkan pada tingkat penerimaan dari beberapa sinyal pendahuluan telah diusulkan dan diteliti dari segi kinerja transmisinya. Simulasi komputer menunjukkan bahwa, jika dibandingkan dengan skema konvensional. Skema yang diusulkan meningkatkan kemerataan pada penerimaan paket dan kinerja proses. Dengan-dengan demikian, kinerja-kinerja yang diusulkan, memberikan pelayanan yang lebih merata, dibandingkan dengan skema konvensiona, dalam up-link yang memiliki penerimaan site diversity. Perbandingan kinerja dari dua skema ini menyimpulkan bahwa TPC yang diusulkan lebih baik dibanding PPC yang diusulkan sebagai sebuah metode sederhana untuk menjaga kemerataan pelayanan tanpa degradasi proses.
Dengan hanya sistem CDMA selular slotted-ALOGHA yang dibahas disini, harus diperhatikan bahwa skema-skema yang diusulkan bisa diterapkan pada semua sistem komunikasi paket seluler CDMA.
No comments:
Post a Comment