Apa HSDPA itu?

High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) adalah suatu teknologi terbaru dalam sistem telekomunikasi bergerak yang dikeluarkan oleh 3GPP Release 5 dan merupakan teknologi generasi 3,5 (3,5G). Teknologi yang juga merupakan pengembangan dari WCDMA, sama halnya dengan CDMA 2000 yang mengembangkan EV-DO ini didesain untuk meningkatkan kecepatan transfer data 5x lebih tinggi. HSDPA mempunyai layanan berbasis paket data di WCDMA downlink dengan data rate mencapai 14,4 Mbps dan bandwith 5 MHz pada WCDMA downlink. Untuk jenis layanan streaming, dimana layanan data ini lebih banyak pada arah downlink daripada uplink, atau dengan kata lain user lebih banyak men-download daripada meng-upload. Selain dapat meningkatkan kecepatan transfer data, ada beberapa kelebihan dari HSDPA, yaitu :

· High Speed Downlink Shared Channel ( HS DSCH ), dimana kanal tersebut dapat digunakan secara bersama-sama dengan pengguna lain.

· Transmission Time Interval ( TTI ) yang lebih pendek, yaitu 2 ms, sehingga kecepatan transmisi pada layer fisik dapat lebih cepat.

· Menggunakan teknik penjadwalan / scheduling yang cepat

· Menggunakan Adaptive Modulation and Coding ( AMC )

· Menggunakan fast Hybrid Automatic Response request (HARQ)



Gambar 2.2 Arsitektur Teknologi HSDPA

Karakteristik Sistem HSDPA

1. Adaptive Modulation and Coding

Adaptive Modulation and Coding (AMC) merupakan teknologi utama yang menyebabkan HSDPA mencapai data rate jauh lebih besar dari sistem sebelumnya. Sistem CDMA biasanya menggunakan skema modulasi konstan (misalnya M-PSK) dan fast power control agar segera dapat menyesuaikan dengan kondisi kanal. Sebaliknya, AMC menggunakan power konstan sementara skema modulasi dan koding yang berubah sesuai kondisi kanal. Hasilnya meningkatkan throughput rata-rata karena level MCS (Modulation and Coding Scheme) yang diberikan semakin tinggi sesuai kondisi yang diinginkan pengguna.

2. Hybrid Automatic Repeat Request (ARQ )

Meskipun level MCS digunakan untuk menjamin berhasilnya proses transmisi, kegagalan masih saja terjadi pada sistem nirkabel. Hal tersebut sangat dipengaruhi oleh interferensi antar pengguna dan pemancar. Pada keadaan normal rata-rata 10-30% transmisi pertama harus diulangi agar berhasil. Dengan demikian, pemilihan protocol retransmisi menjadi vital dalam kinerja sistem komunikasi nirkabel. 3GPP menetapkan HARQ untuk retransmisi karena kemampuannya mengirim kembali dengan cepat. HARQ diimplementasikan pada layer MAC (Medium Access Control) sebagai pengganti layer RLC (Radio Link Control) yang banyak digunakan untuk protokol transmisi data yang lain. Layer MAC diletakkan pada radio interface yang berhubungan langsung dengan UE sehingga menurunkan delay. Pada keadaan normal NACK diminta kurang dari 10 ms pada layer MAC padahal dengan RLC dibutuhkan antara 80-100 ms. Dengan menurunkan delay pada proses retransmisi, protokol internet yang telah diperkenalkan pada release 4 mudah diimplementasikan. Hal tersebut mendukung diterapkannya berbagai aplikasi seperti internet dan FTP. Untuk membatasi kompleksitas proses retransmisi, 3GPP menetapkan protocol SAW (Stop and Wait). Protokol SAW bekerja dengan cara mengirimkan suatu paket dan menunggu respon UE. Yang menjadi masalah adalah jika sistem idle (diam) dan tidak merespon. Agar efisien, 3GPP memilih protokol N-channel SAW. Saat sebuah kanal N menunggu ACK atau NACK, kanal (N-1) terus mengirimkan data. Nilai N masih dievaluasi antara 2 dan 4. HARQ menggunakan buffer virtual untuk mengirimkan salinan data yang dikirim sebelumnya. Saat retransmisi diminta, data yang rusak dibandingkan dengan salinan pada buffer untuk menentukan kualitas koding sehingga proses retransmisi segera berhasil dilakukan. Hal tersebut akan meningkatkan rata-rata throughput.

3. Fast Scheduling

Perubahan dasar yang dilakukan adalah penjadwalan pada Node B. Dengan cara inilah respon terhadap perubahan kondisi kanal segera dilakukan untuk menjamin layanan untuk UE. 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. Meskipun 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 ketika memiliki nilai SIR tertinggi di antara UE lain dalam suatu sel. Asumsinya seluruh UE memiliki level MCS 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 SIR yang diperoleh dengan SIR pada waktu tertentu. Hasilnya setiap pengguna dilayani saat kondisi kanal mendukung. Lebih fair karena kondisi kanal waktu tertentu pasti lebih baik daripada rataratanya

4. Handover ( Fast Cell Selection )

Perpindahan UE antarsel pada sistem CDMA pada umumnya menggunakan prosedur soft handover. Akan tetapi HSDPA menggunakan cara yang lebih cepat dengan hard handover dengan teknologi yang disebut FCS (Fast Cell Selection). FCS bekerja dengan memantau level SIR seluruh Node B dalam jangkauan UE lalu diarahkan pada Node B yang dapat memberikan SIR lebih tinggi (power CPICH yang lebih tinggi). Aktivitas downlink hanya dapat dilakukan pada satu Node B. Jika terdapat Node B yang memberikan level SIR yang lebih tinggi pada daerah perpindahan, seharusnya RNC yang bertanggung jawab melakukan proses handover. Dengan FCS, maka dilakukan internode handover ke Node B yang baru. Hal ini bertujuan untuk menurunkan delay dalam prosedur handover.

Konfigurasi Jaringan HSDPA

Berikut ini merupakan konfigurasi jaringan HSDPA :

Konfigurasi Jaringan HSDPA.JPG

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.

Model Kanal pada HSDPA

Untuk mengimplementasikan HSDPA, tiga kanal baru ditambahkan pada platform WCDMA. Terdiri atas High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH), High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH), dan Uplink High Speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH).

HSDPA Channel Operation.JPG

Keterangan:

1. High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH)

HS-DSCH disediakan sebagai kanal sharing baru untuk membawa beberapa DCH (Dedicated Transport Channel) dalam satu frekuensi.Untuk lebih jelas, lihat gambar di bawah ini

HS DSCH Time Sharing.JPG

Kanal transport dituntut mampu membawa data yang besar secara efisien untuk memberikan data rate yang tinggi. Data dimultipleks dalam domain waktu dan dikirim dalam beberapa TTI (Transmission Time Interval). Setiap TTI terdiri atas 3 slot waktu yang masing-masing 2 ms. Digunakan konstan SF (spreading factor) 16 untuk proses code multiplexing sehingga tersedia 15 kanal paralel. Kanal tersebut dapat diberikan untuk satu pengguna sepanjang TTI atau dibagi dengan beberapa pengguna tergantung beban sel, kebutuhan QoS (Quality of Services), dan kemampuan UE (User Equipment).

High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH)

HS-SCCH digunakan untuk menandai jenis informasi sebelum penjadwalan TTI seperti channelization code set, skema modulasi, ukuran transport block, dan informasi protokol HARQ. Channelization code set dan skema modulasi merupakan parameter kritis karena menunjukkan kode-kode paralel HS-DSCH yang diminta UE dan jenis modulasi yang dipakai pada pengiriman berikutnya (QPSK atau 16 QAM). Jika informasi tersebut tidak diterima sebelum pengiriman TTI, data akan ditahan hingga UE mengenali parameter tersebut. Oleh karena itu parameter kritis dikirim di awal (pada 0,667 ms slot HS-SCCH).

High Speed Uplink Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH)

HS-DPCCH bertanggung jawab dalam proses uplink yaitu pengiriman ACK (acknowledgement) dan NACK (negative acknowledgement) untuk memberitahu status suatu paket data yang dikirim serta CQI (Channel Quality Indicator). Nilai bit digunakan untuk memilih skema modulasi dan koding yang sesuai 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.