HSDPA

HSDPA (HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS)
Written by admin
Thursday, 07 May 2009 02:30

HSDPA adalah evolusi dari WCDMA, merupakan protokol tambahan pada sistem tersebut yang mampu mentransmisikan data berkecepatan tinggi. Dimana HSDPA merupakan standar HSPA dengan kemampuan dari sisi kecepatan transfer downlinknya (dari jaringan ke handset), dan dapat mencapai kecepatan downlink 7.2 Mbps yang secara teori dapat ditingkatkan sampai kecepatan 14.4 Mbps dengan maksimum uplink 384 kbps. HSDPA fase pertama berkapasitas 4.1 Mbps, fase 2 berkapasitas 11 Mbps dan kapasitas maksimal downlink peak data rate hingga mencapai 14 Mbit/s. Kecepatan jaringan HSDPA dilingkungan perumahan dapat melakukan download data berkecepatan 3.7 Mbps. Seseorang yang sedang berkendara dengan kecepatan 100 km/jam dapat mengakses internet berkecepatan 1.2 Mbps, sementara pengguna dilingkungan yang padat masih dapat menikmati streaming video meskipun hanya memperoleh 300 kbps.



Kelebihan HSDPA:



1. Mengurangi keterlambatan (delay)



2. Memberikan respon yang lebih cepat saat pengguna memberikan aplikasi interaktif seperti mobile office atau akses internet berkecepatan tinggi, yang dapat disertai pula



Arsitektur HSDPA



Arsitektur UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) dibangun oleh satu atau beberapa Radio Network System (RNS) yang terhubung pada Core Network (CN). RNS dapat dibagi menjadi dua entity, yaitu Radio Network Controller (RNC) dan Node B atau base station Node B pada HSDPA tidak hanya terdiri atas layer fisik, terdapat juga MAC (Medium Access Control) layer seperti terlihat pada gambar diatas . MAC-hs merupakan entity MAC yang menangani transport channel HS-DSCH. MAC-hs memiliki peran dalam fungsi retransmisi ARQ (Automatic Repeat Request) dan Scheduling dalam menangani prioritas paket . Dengan adanya MAC layer pada node B, maka proses retransmisi dapat terjadi lebih cepat dan delay untuk men-decode paket dapat berkurang karena round-trip retransmisi yang lebih pendek.












Walaupun fungsi MAC layer ditambahkan di node B, RNC pada HSDPA masih melakukan fungsi RLC (Radio Link Control) seperti pada protokol WCDMA. Pada kasus tertentu, yaitu dimana batas maksimum retransmisi oleh physical layer telah dicapai, proses retransmisi akan ditangani oleh layer RLC di RNC.



Channel-Channel pada HSDPA



Channel-channel yang digunakan pada WCDMA juga digunakan pada HSDPA, namun pada HSDPA diperkenalkan sebuah transport channel baru yang mendukung tercapainya evolusi HSDPA yaitu HS-DSCH. Untuk implementasi HSDPA selain digunakan HS-DSCH, penambahan kanal kontrol juga dilakukan pada platform WCDMA, yaitu High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH), dan High Speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH).





HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel)



HS-DSCH merupakan transport channel arah downlink pada HSDPA yang dapat digunakan untuk mengirim paket data oleh beberapa user dalam satu cell. HS-DSCH memiliki Spreading Factor (SF) tetap sebesar 16, berbeda dengan DSCH pada WCDMA yang memiliki SF variable antara 4 hingga 256. Transmission Time Interval (TTI) pada HS-DSCH sebesar 2 ms adalah lebih pendek jika dibandingkan dengan TTI sebesar 10, 20, 40, atau 80 ms yang digunakan pada channel-channel sejenis sebelumnya. HS-DSCH dapat dipetakan ke satu atau beberapa HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel). Oleh karena itu HSDPA dapat melakukan multicode operation menggunakan hingga 15 channelization codes berdasarkan kategori UE (User Equipment). Satu TTI pada HS-PDSCH terdiri atas tiga time slot seperti tampak pada gambar di bawah ini.








HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel)




HS-SCCH merupakan downlink physical channel dengan SF tetap sebesar 128 yang membawa informasi kunci yang diperlukan untuk HS-PDSCH. Satu TTI pada HS-SCCH terdiri atas tiga time slot. Informasi yang kritis terhadap waktu (time critical) diletakkan pada slot pertama HS-SCCH, seperti channelization codes set (7 bit) dan skema modulasi (1 bit). Dua slot selanjutnya mengandung informasi non-time critical seperti Cyclic Redundancy Check (16 bit), transport block size (6 bit), redundancy and constellation version (3 bit), informasi HARQ, dan new data indicator (1 bit).





HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel)



Selain berasosiasi dengan HS-SCCH, HS-DSCH juga berasosiasi dengan satu dedicated uplink physical control channel pada arah uplink, yakni HS-DPCCH. SF pada HS-DPCCH adalah tetap sebesar 256. HS-DPCCH membawa informasi control yang diperlukan dalam pengiriman paket data, seperti ARQ acknowledgement (ACK/NACK) serta CQI (Channel Quality Indicator). Nilai bit pada slot HS-DPCCH digunakan untuk memilih skema modulasi dan koding untuk pengiriman selanjutnya, dari QPSK dengan turbo code R=1/4 hingga 16-QAM dengan turbo code R=3/4. Termasuk memilih untuk tidak melakukan pengiriman jika kondisi kanal buruk .





Fitur-Fitur pada HSDPA



Untuk meningkatkan performansi sistem pada jaringan WCDMA, pada HSDPA dilakukan perubahan-perubahan pada radio interfaces yang berpengaruh pada physical layer dan transport layer. Fitur-fitur tersebut antara lain adalah penggunaan AMC, HARQ, serta fast scheduling.





AMC (Adaptive Modulation and Coding)



AMC merupakan teknologi utama pada HSDPA dimana feedback dari UE digunakan untuk menentukan skema coding dan modulasi yang akan digunakan berdasarkan CQI (Channel Quality Indicator) . Proses ini dilakukan untuk setiap TTI dengan tujuan untuk memaksimalkan data rate dari UE dengan kondisi kanal yang baik. Modulasi pada HS-DSCH dilakukan secara adaptif dengan pemilihan modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) atau 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation). QPSK merupakan modulasi M-ary PSK (Phase Shift Keying) dengan beda fasa untuk masing-masing simbol sebesar 90 derajat. QPSK merepresentasikan 2 bit dalam setiap simbol. QAM merupakan kombinasi jenis modulasi M-ary ASK (Amplitude Shift Keying) dan M-ary PSK. Pada sistem HSDPA jenis QAM yang digunakan adalah 16-QAM dimana tiap simbolnya merepresentasikan 4 bit . Untuk mendapatkan throughput maksimal digunakan 16-QAM dengan turbo code R=3/4. Jika kondisi kanal buruk digunakan QPSK dengan turbo code R=1/4 serta kombinasi skema modulasi dan koding di antara kondisi tersebut.










HARQ (Hybrid Automatic Repeat and Request)




HARQ meningkatkan performansi dan menambah ketahanan terhadap error pada link adaptation. Penerima akan mengirim NACK melalui HS-DPCCH ketika mendeteksi error pada paket data yang diterima setelah 7.5 time slot dari akhir TTI HS-DSCH. Teknologi HARQ mengkombinasikan FEC (Feed Error Correction) dan ARQ untuk menyelamatkan informasi dari kegagalan transmisi sebelumnya untuk keperluan decoding pada UE .










Untuk retransmisi, HARQ menggunakan TBS (Transport Block Size) yang sama dengan transmisi sebelumnya dimana jumlah bit informasi yang dikirimkan sama. Namun jenis modulasi, channelization code atau daya transmisi yang digunakan dapat berbeda. HARQ pada HSDPA dapat terdiri atas teknik berikut: - Chase Combining (CC) Pada CC, bit-bit yang sama akan dikirimkan pada retransmisi ketika terjadi error pada proses decoding. Paket transmisi digabungkan dengan paket sebelumnya (soft combining) untuk dapat di-decode selanjutnya. - Incremental Redundancy (IR) Pada IR, bit parity tambahan dikirimkan saat terjadi error pada proses decoding. Bit parity tambahan ini digunakan bersama dengan bit parity yang asli sehingga dapat mengurangi code rate.









Fast Scheduling



Fast Scheduling merupakan mekanisme untuk menentukan user mana yang akan ditransmisikan paket data terlebih dahulu selama satu TTI. Dengan adanya MAC-hs pada node B maka delay transmisi paket yang terjadi dapat dikurangi. Tiga cara penjadwalan dipakai dalam sistem HSDPA yaitu Round Robin (RR), Maximum C/I, dan Proportional Fair (PF). Penjadwalan RR bekerja berdasarkan posisi antrian, first in first out. Meksipun paling sederhana dan fair, kondisi kanal yang dipakai UE tidak dijadikan pertimbangan. Sebagai konsekuensinya pengguna tetap dijadwal meskipun kondisi kanal buruk. Algoritma Maximum C/I menjadwal UE berdasarkan rasio C/I sesaat. User dengan nilai C/I paling tinggi akan mendapatkan prioritas lebih tinggi . Asumsinya seluruh UE memiliki level MCS (Modulation and Coding Scheme) tertinggi untuk melakukan transmisi. Hal tersebut kurang fair karena menyebabkan hampir setengah pengguna sel tidak memperoleh pelayanan yang cukup. PF merupakan bentuk kompromi antara RR dan Maximum C/I. PF bekerja berdasarkan keseimbangan antara rata-rata Throughput yang diperoleh dengan data rate sesaat. Hasilnya setiap pengguna dilayani saat kondisi kanal mendukung. Lebih fair karena kondisi kanal waktu tertentu pasti lebih baik daripada rata-ratanya.



Konfigurasi Jaringan HSDPA



Berikut ini merupakan konfigurasi jaringan HSDPA :










Skema struktur jaringan HSDPA secara umum terdiri dari :



1. UE ( Unit Equipment ) Merupakan perangkat atau terminal pada sisi pelanggan yang berupa headset untuk mengirim dan menerima informasi.



2. Node B ( Base Transceiver Station ) Merupakan perangkat untuk mengkonversi aliran data antara interface Uu dan Iub, juga berperan dalam radio resource management.



3. RNC ( Radio Network Controller ) Radio Network Controller (RNC) di GSM disebut BSC : bertanggung jawab untuk mengontrol sumber radio dalam jaringan (satu atau lebih Node B terhubung ke RNC). Suatu RNC yang dengan beberapa Node B membentuk Radio Network Subsystem (RNS).



4. Core network, terdiri dari beberapa bagian : Serving GPRS Support Node (SGSN) : berfungsi sama halnya seperti MSC/VLR tetapi secara khusus digunakan untuk servis Packet Switched (PS). Gateway GPRS Support Node (GGSN) : berfungsi sama halnya seperti GMSC tetapi berhubungan dengan servis-servis PS.











FENI NORHAYATIH_ (111068005)



ANALISIS PERFORMANSI SISTEM LOAD SHARING PADA JARINGAN HSDPA



(THE ANALISYS OF LOAD SHARING SYSTEM PERFORMANCE AT HSDPA NETWORK )