KOMUNIKASI DATA PADA TEKNOLOGI CDMA

http://www.unisbank.ac.id


TEKNOLOGI CDMA

Pengertian dan Perkembangan CDMA

CDMA atau Code Division Multiple Access ( Kode Divisi Berbagai Akses) adalah suatu format yang terdiri dari banyak bagian (mengakses kepada sumber daya yang sama yang akan diberikan kepada lebih dari satu pengguna), dimana diizinkan penggunaan frekwensi tertentu  untuk sejumlah signal, untuk optimalisasi penggunaan bandwidth yang tersedia. Ini merupakan suatu teknologi selular yang menggunakan teknik spread-spectrum. Dalam teknologi CDMA,  tiap-tiap saluran menggunakan spektrum yang tersedia penuh. Percakapan individu disandikan dengan suatu pseudo-random urutan digital

 CDMA pertama kali dikembangkan oleh QUALCOMM yang merupakan perusahaan telekomunikasi yang dikembangkan oleh Amerika Serikat. Namun dari segi sejarah, CDMA sudah digunakan pada waktu perang dunia II (PD II) menggunakan bahasa Inggris. Hal ini digunakan dalam rangka menghancurkan system komunikasi musuh. Ini berarti, militerlah yang pertama kali menggunakan CDMA ini. Setelah PD II, system komunikasi militer Amerika mulai digunakan secara luas

 Ada hal yang menarik dalam proses klaim hak paten dari CDMA ini. Ada 49 klaim pertama ditambah 19 klaim tambahan akan hak paten dari CDMA ini. Namun, dari hasil pemeriksaan lembaga pemberi hak paten, QUALCOMM yang mendapat sertifikat hak paten. Dalam pertemuan 459 hak paten yang berjudul “Sistem dan metode pembangkitan gelombang sinyal system telepon seluler CDMA” dijabarkan bahwa pembangkitan gelombang CDMA digunakan system tanpa kawat (wireless) seperti IS-95.
C. Teknologi CDMA

CDMA (kode Divisi berbagai akses) menguraikan suatu saluran komunikasi mengakses prinsip yang mempekerjakan spread-spectrum teknologi dan suatu rancangan pengkodean khusus dimana masing-masing pemancar ditugaskan dengan suatu kode. Di dalam teknologi komunikasi. Luas bidang saluran yang tersedia ini dikenal sebagai waktu dan frekwensi. CDMA membagi akses dalam isyarat/kode tertentu. Selain itu dikenal, divisi waktu berbagai akses ( TDMA) yang membagi akses berdasarkan waktu, dan frequency-division berbagai akses ( FDMA) membaginya berdasarkan frekwensi. CDMA adalah suatu format " spread-spectrum" pemberian isyarat.

Sebelum mengenal teknologi CDMA, teknologi yang ada sebelumnya yaitu teknologi FDMA (frequency devision multiple access) dan TDMA (time devision multiple access). Kedua teknologi ini yang melatar belakangi perkembangan teknologi CDMA secara langsung. Kedua teknologi ini dikenal ‘two traditional ways’.

   

  a). FDMA

                Di dalam Frekwensi Divisi Berbagai Akses (FDMA), bidang frekwensi dibagi dalam slot. Masing-Masing pemakai mendapatkan satu slot frekwensi yang digunakan sesuka hati. Bisa dibandingkan dengan penyiaran radio AM atau FM di mana masing-masing stasiun mempunyai suatu frekwensi. FDMA menuntut penyaringan yang baik .

 Gbr.1. Perbandingan dalam FDMA  

b). TDMA

Pada TDMA (waktunya Divisi Berbagai Akses), bidang frekwensi tidaklah disekat tetapi para pemakai diijinkan untuk menggunakannya, hanya di dalam interval waktu, satu demi satu. Begitu, TDMA menuntut sinkronisasi di antara para pemakainya.

  

         

Gbr.2. Perbandingan pada TDMA

Untuk CDMA sendiri, sangat berbeda prinsip kerjanya dengan dua konsep tradisional sebelumnya. Hal ini didasarkan oleh tidak dialokasikannya slot waktu (time) dan frekuensi (frequency) secara bersamaan pada FDMA dan TDMA. Tetapi pada CDMA, kedua slot ini bisa digunakan secara serempak.ini dikarenakan pada CDMA menggunakan teknologi “Spread Spectrum

Gbr.3. Perbandingan antara FDMA, TDMA, dan CDMA

   kecenderungan penggunaan teknologi diarahkan kepada teknologi yang berbasis CDMA dan GSM. GSM (Global System  for mobile Communications = Groupe Special Mobile ) merupakan penyatuan fungsi waktu dan frekuensi. Dari segi pengembangan teknologi, terdapat perbedaan yang sangat jelas. Pada GSM yang menggunakan time and frequency devision, sedang pada CDMA menggunakan “Spread Spectrum”.

Gbr. 4. CDMA spreading

SPREAD SPECTRUM

   Spread Spectrum merupakan teknologi transmisi data yang membutuhkan bandwidth yang luas. Bandwidth Penyebaran yang terpenuhi sebelum ditransmisikan menggunakan kode-kode tertentu yang sifatnya independent dengan data itu sendiri. Kode yang sama digunakan untuk “Demodulations” data yang terakhir diterima. Gambar berikut ini menggambarkan hubungan antara isyarat data x(t) dengan penyebar sinyal c(t) yang menghasilkan isyarat pesan yang dipancarkan m(t).

 Gbr.5.  Hubungan antara isyarat data x(t), peneyebar sinyal c(t), dan pesan m(t)   

Teknologi ini pertama kali diperkenalkan dikalangan militer untuk menghindari adanya gangguan

Gbr. 6. CDMA spreading

PROSES PENGUATAN (PROCESSING GAIN)

Dalam penyebaran sinyal, data dimodulasikan oleh penyebar sinyal dimana menggunakan bandwidth yang luas dibanding isyarat data itu sendiri. Waktu pengalian fungsi waktu dengan fungsi frekuensi, terjadi pengalian band sinyal yang kecil dengan band sinyal yang besar, yang tentu menghasilkan band yang luas (wide band). Salah satu cara intuk membuat proses ini dengan menggunakan gelombang biner sebagai fungsi penyebar, dengan rate yang tinggi disbanding sinyal data.

  

Gbr. 7. Proses binary dalam Spread Spectrum

   Di sini, ketiga isyarat dengan x(t), c(t), dan m(t) seperti yang dibahas di atas dihubungkan. Pertama, dua sinyal dikalikan untuk menjadi sinyal ketiga. Bit penyebar sinyal disebut chips. Pada gambar di atas, Tb mewakili periode 1 bit data dan Tc mewakili 1 chip periode. Perbandingan chip, 1/Tc, adalah sering digunakan untuk menandai suatu sistem transmisi spectrum tersebar. Proses penguatan (processing gain) kadang disebut Spreading Factor (factor penyebar) yang didefenisikan sebagai perbandingan (rasio) antara waktu 1 bit informasi dengan waktu chip.

      PG = SF = Tb / Tc

Karenanya, mengahadirkan banyak chip dalam 1 bit data. Tinginya penguatan akibat banyaknya penyebaran, yang juga dapat menghasilkan bayak kode yang dapat dipanggil pada jalur frekuensi yang sama (lebih dari itu).

PSEUDO-NOISE SEQUENCES

 Tergantung pada tipe system yang ingin di implementasikan. suatu system yang digunakan pada Spread Spectrum untuk menghindari gangguan atau membatasi adanya interfrensi. Jika menginginkan sinyal tanpa adanya interfrensi, Spread Function harus bertindak sebagai pemecah noise (suara gaduh). Ada dua hal penting yang perlu diperhatikan :

•              Keseimbangan    : pengenalan persamaan nomor bit 0’s dan 1’s

•              Puncak Tunggal : fungsi hubungan otomatis (auto-correlation function)

Sesungguhnya, auto-correlation function merupakan suatu ururtan biner yang diacak yaitu suatu bentuk gelombang segitiga  seperti gambar di bawah ini, diman Tc adalah periode 1 chip.

Gbr. 8. auto-correlation function

    Akibatnya, rapat spectral dari gelombang merupakan sinc function squared, dengan nol pertama pada ± 1/TC. urutan PN adalah urutan periodic dari noise seperti sebuah prilaku. Dihasilkan dari register geser (Shift register), modulo-2 adders ( gerbang XOR) and feedback loops. Seperti diagram di bawah ini :

         

                Gbr. 9. Diagram PN sequence

Panjang maksimum dari PN sequence ditentukan oleh panjang register dan susunan jaringan feedback. Bit N pada register diperoleh dengan 2N ¬ yang merupakan kombinasi dari angka 0 dan 1. Pada waktu jaringan feedback melakukan operasi linear, semua masukan adalah 0 (isi dari flip-flop), keluaran dari jaringan feedback akan 0 juga. Oleh karena itu, semua kombinasi 0 akan mengakibatkan outputnya selalu 0 untuk semua urutan siklus waktu, maka tidak meliputi urutan sebelumya. Begitupun panjang maksimum PN sequence 2N-1 dan panjang urutan (sequence of lenght) disebut Maximum-Length Sequences atau m-sequences.. Dapat disimpulkan bahwa PN sequence diakibatkan adanya periodic noise seperti fungsi biner yang dihasilkan oleh jaringan feedback loops, modulo-2 adders and flip-flops. Maximum length PN functions menghasilkam periode 2N-1.

 MULTIPLE-ACCESS

   Keuntungan CDMA untuk layanan telekomunikasi pribadi adalah kemampuannya mengakomodasi banyak pemakai pada frekuensi yang sama dalam waktu yang sama pula.. Ada dua cara pemisahan penggunaan CDMA, yaitu :

Orthogonal Multiple Access

   Masing-masing pengguna memiliki satu atau banyak gelombang Orthogonal yang diperoleh dari kode Orthogonal. Pada gelombang orthogonal, pengguna dibedakan dengan kode khusus yang tidak memungkinkan adanya interferensi dengan sesamanya. Orthogonal-CDMA or O-CDMA memerlukan sinkronisasi diantara sesamanya.

  Non-orthogonal Multiple Access or Asynchronous CDMA

  Pengurangan interferensi dengan menggunakan PN sequence yang digunakan untuk menyebar spectrum. Satu bagian dalam PN sequence adalah “Gold Sequence”. Gold sequence ini lebih dikenal “non-orthogonal CDMA”. Gold sequence ini memiliki tiga hubungan puncak, yang cenderung lebih penting dalam peningkatan panjang kode. Gold sequence ini juga memiliki “single auto-correlation peak at zero”, seperti juga pada PN sequence.

Gold sequence disusun oleh modulo-2 adders yang efektefitasnya dua kali disbanding dengan PN sequence. Sekali pergeseran yang terjadi pada 2 PN sequence, akan mengakibatkan perbedaan pada PN sequence tersebut. Hal ini dapat digunakan untuk menghasilkan yang dapat diakses dari berbagai saluran. Penggunaan Gold sequence dapat ditransmisikan secara tidak serempak (asynchronous). Penerima dapat mensinkronkan dengan menggunakan auto-correlation yang ada pada Gold sequence.

               

POWER CONTROL

   Interferensi dalam CDMA akan tetap terjadi karena pengguna memancarkan frekuensi yang sama pada waktu yang sama pula. Dan ini sangat menentukan dalam kapasitas system dan mutu sambungan. Daya transmisi untuk setiap pengguna perlu dibatasi untuk membatasi interferensi. Bagaimanapun, daya harus dijaga Eb/No (signal to noise ratio).untuk kualitas hubungan. Kapasitas maksimum yang dicapai ketika Eb/No untuk setiap pengguna pada tingkatan yang minimum untuk saluran yang bisa diterima. Tujuan pengendalian daya ini dimaksudkan untuk membatasi daya pada setiap saluran sehingga pemeliharaan saluran dapat dilakukan. Disamping itu, bateray daya bergerak lebih hemat (longer mobile battery life) dan amplifier dari BTS Power dapat lebih tahan.

               

HANDOVER

    Handover terjadi ketika suatu panggilan dilakukan oleh pengguna bergerak ke sel (area) yang lain. Secara sederhana, handover terjadi karena adanya koneksi pada sel yang sekarang, kemudian melakukan koneksi di sel yang lain. Hal ini dikenal dengan “break-before-make”. Karena dalam CDMA menggunakan frekuensi yang sama, maka sangat mungkin membuat sel baru dan meninggalkan sel yang lama. Namun, kondisi ini lebih dikenal “Soft Handover”.

 Gbr. 11. CDMA soft handover

Daftar Pustaka

 http://www.mardiutomo.com

searching machine “GOOGLE”  (CDMA Technology)