HANDOFF
Air interface pada system IS-2000 menyediakan kemampuan untuk handoff baik untuk voice service dan data service, dan juga untuk service yang di-handle oleh system IS-95 ke system IS-2000 ataupun sebaliknya dari IS-2000 ke system IS-95. Metode handoff yang dipakai dalam system IS-2000 dan IS-95 ada tiga macam yaitu:
- Soft(er) handoff
- Inter CBSC handoff
- Hard handoff
Interferensi yang terjadi pada saat MS mulai Soft handoff yang berasal dari sel-sel terdekat saja. Untuk mengetahui pengaruh Soft handoff terhadap kapasitas, maka pada saat Soft handoff, sel akan terhubung pada dua atau lebih BTS secara otomatis atau disebut frame to frame, artinya kualitas frame yang diterima akan menentukan BTS mana yang akan meng-handle.
Soft handoff adalah handoff dimana BTS yang baru memegang user tanpa terjadinya pemutusan hubungan dengan BTS yang lama. BTS dapat secara langsung memerintahkan subscriber untuk melakukan soft handoff jika forward channel yang akan diberikan kepada subscriber mempunyai frekuensi carier yang sama. Saat subscriber dalam keadaan handoff, maka subscriber akan mengukur kualitas sinyal, yaitu dalam parameter Signal-to-Noise Ratio (pilot Ec/Io) yang diterima dalam arah downlink, artinya dari BTS yang berasal dari semua kandidat sector. Setiap BTS yang menerima sinyal uplink yang berasal dari subscriber, maka sinyal ini akan diteruskan ke transcoder (XC). XC akan memberikan keputusan terakhir dan perpindahan akan dilangsungkan. Saat handoff state, maka ada lebih dari 1 TCH (trafik channel) yang akan dialokasikan.
Soft handoff Factor (SHOF), digunakan untuk men-determinasi-kan overhead erlang untuk mendukung metode soft handoff yang berbeda. Faktor ini bervariasi mulai dari 1.3 sampai 2.0. Hal yang perlu dicatat adalah adanya hubungan linear antara soft handoff factor dengan besarnya nilai erlang, tetapi tidak terdapat pada trafik channel-nya. Secara matematis dituliskan :
SHOF = I * (I – a – b ) + 2*a + 3*b
Dimana:
- 2-way soft handoff fraction, a = Average 2-way shoft handoff duration per hold time
- 3-way shoft handoff fraction, b = Average 3-way Soft handoff duration per hold time
Dalam system seluler Code Division Multiple Access (CDMA), soft handoff akan terjadi saat MS berada di perbatasan sel, dimana power transmit dari BTS sudah mulai lemah. Soft handoff menjadi penting karena memberikan tambahan kapasitas, karena Soft handoff memberikan perbaikan kualitas dan juga perpindahan yang halus dibandingkan dengan konvensional hard handoff. Sinyal reverse link pada saat shoft handoff akan diterima oleh beberapa BTS yang berada di dekat MS. Sinyal dari MS yang hendak handoff termasuk sinyal penginterferensi bagi user-user yang berada dalam cakupan BTS tersebut. Soft handoff “diijinkan” jika kualitas sinyal dalam keadaan lemah, dan ini tentu saja menjadikan interferensi juga secara keseluruhan menjadi kecil, yang pada akhirnya akan menambah kapasitas kanal pada sel. Pada saat handoff terjadi, dikatakan terdapat efek macrodivesity, karena proses tersebut melibatkan lebih dari satu BTS, maka untuk kanal yang tersedia juga akan menjadi berkurang, dan dengan penambahan kapasitas global karena penurunan interferensi, dapat menjadi “ganti rugi” bagi berkurangnya kapasitas karena efek macrodiversity saat Soft handoff terjadi. Atau dengan kata lain, jumlah Soft handoff yang semakin tinggi akan memberikan efek positif dalam memperbesar kapasitas kanal yang tersedia dan juga memperkecil interferensi. Sedang dalam reverse link tidak diperlukan kanal tambahan untuk mencapai shoft handoff.
Signal-To-Interference Ratio (SIR) bisa dinaikkan dengan mengkombinasikan sinyal yang berasal dari beberapa BS, yang akhirnya dapat menaikkan kualitas reverse link dan menambah coverage sel.
Sistem yang menggunakan sectorize system ini akan menambah kapasitas yang tergantung dari jumlah sector yang terdapat dalam satu sel. Untuk system sector dalam CDMA, maka ada dua macam handoff saat MS bergerak dari satu sektor ke sektor lainnya, yaitu handoff antarsektor yang berbeda sel dan antarsektor dalam satu sel. Handoff antarsektor disebut sebagai softer handoff. Dalam pattern antena asektor yang sempurna, maka softer handoff tidak bisa diaplikasikan, dan memang dalam kenyataannya pattern antena tidak ada yang sempurna, dan ada overlapping antar sektor. Overlapping pada sektor-sektor antena akan menimbulkan interferensi baik forward atau reverse link, dan kita akan mengestimasikan bagaimana pengaruh soft dan softer handoff baik yang sectorized atau yang tidak sectorized terhadap kapasitas. Efek ketidaksempurnaan sektorisasi juga akan dibahas. Dalam perhitungan kapasitas karena pengaruh shoft handoff digunakan rata-rata Ratio Bit Energy To Interference Power Spectral Density (PSD). CDMA dapat menangani fast-fading jika ada lebih dari 2 multipath yang dapat ditangani. Dengan menggunakan RAKE receiver yang dipadukan dengan power control, bit interleaving, channel coding, dan juga space diversity, maka efek dari fast fading dapat ditangani.
Pada gambar berikut ditunjukkan perbandingan penurunan sinyal dengan jarak MS dari BTS.
Pada daerah arsiran dari gambar berikut ini adalah daerah Soft handoff.
SOFT HANDOFF IN UNSECTORIZED CELLS
Soft handoff untuk arah reverse link tidak memerlukan kanal tambahan. Dan ketika macrodiversity terjadi, maka kualitas reverse link dapat bertambah dengan mengkombinasikan sinyal yang diterima dari berbagai BS. Tapi jika sulit untuk mengkombinasikan sinyal di sisi MSC, maka diperlukan skema selective combining yang menyeleksi bit frame yang mempunyai bit error yang paling minimal, sehingga kualitas link Soft handoff MS bertambah, atau lebih banyak user yang dapat diakomodasikan seiring dengan bertambahnya kualitas link walaupun dengan bertambahnya kualitas tergantung pada selective combining. Jika loss kapasitas lebih banyak terjadi pada forward link, kita bias fokuskan optimalisasi pada forward link. Kapasitas tergantung pada aplikasi shoft handoff dan penambahan kapasitas karena pengaruh macrodiversity terhadap BS yang terlibat pada proses Soft handoff. Efek dari Soft handoff pada kapasitas forward link pada sel unsectorized akan kita hitung.
Inter CBSC Soft handoff (ICBSC-SHO) terjadi saat subscriber berkomunikasi antarsektor pada BTS yang berbeda dan BTS-BTS tersebut dikontrol oleh CBSC yang berbeda juga . Ketika subscriber mengirimkan handoff pilot untuk database inter-CBSC yang membolehkan shoft handoff, maka shoft handoff akan terjadi inter-CBSC. Kontrol akan dipegang oleh CBSC target yang dituju handoff tadi.
Pada hard-handoff, terjadi situasi “break before make”. Khusus pada IS-95 atau IS-2000, hard handoff dapat direpresentasikan sebagai perpindahan dari satu konfigurasi radio ke konfigurasi radio yang lainnya.
Anchor handoff terjadi jika dipacu saat subscriber pada inter-CBSC shoft handoff, dan kriteria yang ditetapkan dalam handoff sudah ada dalam database. Saat kriteria sudah dipenuhi (biasanya tidak ada CBSC Soft handoff yang aktif), maka target CBSC mendeterminasikan Soft handoff inter-CBSC yang paling kuat dan mengawali hard-handoff pada sektor tersebut. CBSC awal akan memelihara kontrol panggilan yang memenuhi kriteria, dan kemudian kontrol ditrasfer pada target CBSC yang baru dan akan dialokasikan melalui kode yang beda.
Hand-up dari IS-95 ke IS-2000 terjadi jika subscriber IS-2000 berpindah secara langsung dari kanal IS-95 ke kanal IS-2000. Sebelum mengalokasian kanal unuk permintaan handoff, maka MM(mobility management) mengecek konfigurasi radio class capability-nya pada sektor tersebut dibandingkan dengan kandidat sector lainnya. Jika kandidat sektor mendukung konfigurasi kelas tinggi, maka MM akan mengambil elemen kanal dengan konfigurasi radio kelas tinggi pula. Sebagai contoh, jika subscriber IS-2000, sedang menggunakan pangilan pada system IS-95 dengan RC-2 dan sedang dalam posisi handoff dan di lain pihak juga sedang dimonitor oleh BTS system IS-2000 dengan yang berkemampuan RC 3, maka MM akan menentukan hard-handoff dan meng-handle subscriber dengan kanal IS-2000 dengan radio resource RC-3. Pengalihan panggilan ke konfigurasi radio yang lebih tinggi disebut hand-up.
- IS-2000 ke IS-95 Hand-down
IS-2000 ke IS-95 Hand down terjadi jika subscriber pada IS-2000 pertama kali diberikan kanal mengunakan system IS-2000 pada BTS yang lama, dan kemudian BTS yang baru (merupakan kandidat BTS untuk handoff) menggunakan system IS-95 yang memiliki konfigurasi radio RC-2. Maka jika hal ini terjadi, MM mengecek konfigurasi radio class capability kemudian dibandingkan dengan kandidat sektornya, dan jika kandidat sektor hanya mendukung kelas konfigurasi radio yang lebih rendah, maka MM akan mengambil kanal dari konfigurasi radio yang masih mampu ditangani oleh subscriber tersebut. Karena awalnya menggunakan sistem yang mempunyai konfigurasi radio lebih tinggi, maka berarti subscriber mengalami hand-down ke IS-95 yang mempunyai kelas konfigurasi lebih rendah. Jadi penurunan panggilan ke kelas konfigurasi radio yang lebih rendah disebut dengan hand-down.
Ketika suatu system mendefinisikan bahwa akan terjadi handoff untuk suatu paket data, maka base station akan mengalihkan packet data call ke mode dormant dengan menganjurkan call release. Selama prosedur release maka base station akan mengirimkan kepada subscriber service option control message yang mengindikasikan jumlah waktu minimum yang harus digunakan oleh MS untuk menunggu sebelum mencoba untuk melakukan transfer paket data. Subscriber akan mencoba mengakses system lagi dengan menggunakan serving cell yang baru.. Apabila sekali akses berhasil, maka subscriber akan kembali melakukan transfer paket data.
Pada sistem IS-2000 ke IS-2000, hand across terjadi jika subscriber pertama mengalokasikan channel pada sector pertama, dan target sector juga mengalokasikan channel. Kemudian subscriber handoff ke channel yang diberikan oleh target sector tersebut. Pada kasus hand across, antara kedua sector itu berbeda frekuensi carier-nya, sehingga hard handoff terjadi. Inter carier handoff juga dapat terjadi antar-channel pada system IS-95
