WCDMA Introduction with Indonesian Language

2. Contents
1. Evolusi Teknologi Wireless Broadband
2. WCDMA Introduction
3. Network Planning GSM vs WCDMA
4. WCDMA Network Architecture
5. WCDMA Code
6. Power Control
7. Channel Element (CE)
8. Real Time Service (CS Service)
9. Non Real Time Service (PS Service)
10. High Speed Downlink Packet Access (HSDPA)
11. High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)
12. WCDMA Handovers

4. • WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) merupakan teknologi generasi ketiga (3G) yang biasa juga disebut
UMTS (Universinal Mobile Telecommunication System). WCDMA adalah salah satu teknologi yang dapat memberikan
layanan bit rate yang tinggi sehingga tidak hanya dapat mengirimkan paket suara dan data, tetapi juga memungkinkan
memberikan layanan gambar sudah video.
• Resource pada WCDMA meliputi Code, Power, CE (Channel Element) dan Iub (Interface antara NodeB dan RNC)
• Code pada WCDMA menggunakan jenis Orthogonal Variable Spreading Factor (OVSF). OVSF Code yang digunakan disebut
dengan code tree. Penambahan Code dalam 1 carrier/frekuensi hanya bisa dilakukan dengan cara penambahan
carrier/frekuensi itu sendiri
• Power pada WCDMA merupakan resource dua arah (downlink dan uplink) yang keduanya perlu ada pembatasan
dikarenakan WCDMA adalah teknologi yang sangat rentan dengan interference. Dengan pembatasan power, UE dan
NodeB akan diatur oleh RNC agar tidak saling mengganggu dengan user lain ataupun dengan NodeB lain. Power secara
downlink dapat ditambahkan dengan menggunakan license dan RF module yang lebih update, sedangkan power secara
uplink hanya bisa ditingkatkan batas toleransinya saja tetapi tidak bisa ditambah dengan license apapun.
• CE (Channel Element) pada dasarnya adalah resource yang dibutuhkan NodeB untuk menyediakan capacity untuk service
CS dan PS (pada NSN equipment, HSDPA & HSUPA tidak menggunakan CE. Sedangkan pada Huawei equipment, hanya
HSDPA service yang tidak menggunakan CE). CE dapat digunakan secara dua arah (downlink dan uplink). Setiap CS dan PS
Service menggunakan jumlah CE yang berbeda sesuai dengan bit rate yang digunakan. Semakin besar bit ratenya,
kebutuhan CE akan semakin besar.
• IuB (Interface antara NodeB dengan RNC) adalah transport capacity yang digunakan oleh seluruh service sebagai
penyambung informasi dan control kepada RNC. Dengan IuB, RNC dapat mengontrol NodeB seperti mengontrol load dan
congestion control, proses RRM, handover dan outer loop power control.

5. GSM
 Freq Planning sangat penting untuk
meminimalisir co-frequency dan adjacent freq
interference
 Kapasitas tetap yang dibatasi oleh carrier dan
timeslot
 Coverage berdasarkan transmit power dan
demodulasi receiver
3G / WCDMA
 Freq reuse factor = 1, dimana tiap cell
menggunakan freq yang sama
 Soft Capacity, dimana kapasitas per WCDMA
Carrier bergantung pada environment dan
neighbor cell interference
 Coverage bergantung terhadap load system cell
tersebut, dimana kenaikan load akan
menyebabkan berkurangnya coverage (cell
breathing)
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
F1
Overlapping cell akan menyebabkan bad Quality dan
Handover yang tidak tepat
Overlapping cell akan menyebabkan bad EcNo

6. Legend
 UE : User Equipment
 UTRAN: UMTS Terrestrial Radio
Access Network
 RNC: Radio Network Controller
 Uu: Interface antara UE dengan
NodeB
 IuB: Interface antara NodeB
dengan RNC
 IuR: Interface antar RNC
 Iu-CS: Interface antara RNC
dengan MSC
 Iu-PS: Interface antara RNC
dengan SGSN

7.  Kode Walsh Hadamard digunakan pada system 3G untuk spreading bit-bit informasi
 Kode Walsh Hadamard menggunakan jenis kode orthogonal variable spreading factor (OVSF)
 Spreading Factor adalah rasio antara chip rate (W) dengan symbol (R)
 Semakin kecil bit informasi yang dikirimkan, maka spreading factor yang digunakan dapat semakin besar,
sebaliknya jika bit informasi yang dikirimkan cukup besar, maka spreading factor yang digunakan semakin
kecil.
 Semakin besar Spreading Factor yang digunakan, maka jumlah user yang dapat mengakses semakin banyak.
Sebaliknya apabila Spreading Factor yang digunakan semakin kecil, maka jumlah user yang dapat mengakses
semakin kecil.

8.  Apabila salah satu kode spreading dalam satu branch sedang digunakan, kode yang terletak dibawahnya tidak
dapat digunakan
 Sebagai contoh pada gambar diatas, jika SF 4 (C4,1) terpakai, maka branch dibawahnya tidak dapat digunakan.
(SF 8 => C8,1 ; C8,2; C16,1; C16,2; C16,3; C16,4; etc..

9.  Dalam system WCDMA digunakan dua macam
operasi pada Physical Channel yaitu;
Channelization & Scrambling dimana
Channelization adalah proses untuk
mentranformasikan setiap bit ke dalam jumlah
chip SF (Spreading Factor), sedangkan
Scrambling adalah proses untuk menyebarkan
sinyal informasi.
 Pada arah downlink, Channelization Codes
memisahkan koneksi yang berbeda sedangkan
Scrambling Codes digunakan untuk
memisahkan cells/sector
 Pada arah uplink, Channelization Codes
memisahkan data/control channel sedangkan
Scrambling Codes digunakan untuk
memisahkan user/UE

10.  Dikarenakan 3G interference limited dikarenakan setiap cell menggunakan freq yang sama, maka power
control pada 3G sangatlah penting.
 Power Control berguna untuk mengatur transmit power pada UE dan NodeB, yang berguna untuk
memaksimalkan kapasitas dan meminimumkan power dan juga level interference.
 Sistem 3G menggunakan tiga mekanisme power control
- Open Loop : digunakan untuk call setup, preamble burst, RACH
- Inner Loop : digunakan pada saat ongoing calls pada uplink dan downlink – update 1500 kali/detik
- Outer Loop : digunakan untuk mengatur target BLER dan SIR – update per TTI
 Semakin banyak user akan mengakibatkan naiknya
Noise dan load sehingga dapat mengakibatkan
degradasi pada EcNo
 Tujuan DL power control:
- saving power resource NodeB
- reduce interference ke NodeB yang lain
 Tujuan UL power control:
- reduce interference dari UE lainnya
- save UE power/battery

11.  Channel Element (CE) adalah data untuk mengukur resource logical
yang dipakai untuk service baseband processing
 Besarnya kapasitas dari CE di NodeB tersebut tergantung dari
kapasitas hardware system module yang terpasang (UL dan DL)
 Tiap service yang digunakan akan dihitung resource yang dipakai baik
pada sisi UL maupun DL
 Resource yang dipakai masing-masing service processing tergantung
dari besarnya Spreading Factor dari service tersebut
 Semakin kecil SF atau semakin besar bitrate dari tiap service itu,
maka akan semakin besar juga konsumsi CE nya

12.  CS Service adalah service pada WCDMA untuk melakukan panggilan ke user yang lain.
 CS Service adalah service uncontrollable load dimana RNC tidak bisa mengurangi atau
menambahkan power agar menyeimbangkan load dalam 1 cell.
 CS Service menggunakan AMR Codec (Adaptive Multi Rate) dalam memberikan service pada UE
dimana RNC mengatur bit rate yang diberikan pada UE bergantung pada level sinyal yang
diterima UE.
 Tiap Service memiliki kebutuhan CE dan SF sesuai dengan bit rate yang diberikan

13.  PS Service adalah service pada WCDMA untuk melakukan service data pada UE, yang juga
disebut dengan R99 PS Service dengan peak rate mencapai 384Kbps.
 PS Service adalah service controllable load dimana RNC bisa mengurangi atau menambahkan
power agar menyeimbangkan load dalam 1 cell.
 Tiap Service memiliki kebutuhan CE dan SF sesuai dengan bit rate yang diberikan.
 Power control pada PS Traffic sedikit berbeda dengan CS Traffic dimana RNC akan memberikan
power lebih besar ketika UE memilliki level sinyal yang semakin baik, tentunya jika Admission
Control belum sampai pada level overload

14.  HSDPA merupakan evolusi WCDMA Rel.5 yang juga disebut dengan teknologi 3.5G.
 HSDPA memberikan peak rate yang lebih tinggi daripada R99 Service (PS Service) dimana peak rate HSDPA bisa mencapai
21Mbps (jika ditambahkan feature yang menunjang hal ini).
 HSDPA menggunakan fixed SF16 yang digunakan bersama beberapa user.
 Beberapa kelebihan dari HSDPA adalah:
- Higher data rate, dimana HSDPA mampu mencapai peak rate 14.4Mbps
- Higher capacity, dimana HSDPA mampu menghandle subscriber dan throughput
- Richer application, dimana HSDPA memprovide feature-feature yang dapat meningkatkan service streaming,
interactive dan background
 Komparasi antara R99 (DCH) dengan HSDPA seperti pada table dibawah

15. HSDPA Key Technique

16.  Terdapat beberapa teknik kunci sehingga HSDPA dapat memberikan peak rate yang sangat besar :
AMC : Adaptive Modulation Coding, dimana data rate menyesuaikan dengan kondisi radio pada
TTI 2ms
HARQ : Hybrid Automatic Repeat Request, dimana roundtrip ACK/NACK dicombine untuk
mengurangi transmit data error
Fast Schedulling : penjadwalan yang berdasar pada CQI (Channel Quality Indicator), dimana UE mengukur
quality dan melaporkannya pada NodeB setiap 2ms atau lebih
SF16 : SF16 digunakan fixed untuk HSDPA yang dibatasi max 15 SF16
16QAM : 16 Quadrature Amplitude Modulation, adalah teknik modulasi yang memungkinkan
membawa 4bit informasi per schedulling
3 New Layer : terdapat 1 kanal transport dan 2 kanal fisik baru yang menunjang HSDPA service yaitu
- HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel)
- HS-SCCH (High Speed Shared Control Channel)
- HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel)

17.  Salah satu Key Technique pada HSDPA adalah Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) dimana kegunaannya adalah
untuk meningkatkan efektifitas Eb/Io untuk setiap retransmission sehingga meningkatkan kemungkinan decoding yang
tepat saat retransmission.

18. Modulation Type
QPSK : using 2bit/symbols
16QAM : using 4bit/symbols
64QAM : using 6bit/symbols
3G Chip Rate : 3.84 Mcps
Formula throughput per cell =
Example :
If 1 cell has HSDPA service activated with HSPDSCh Code value = 8, that cell has 64QAM Modulation activated
Then cell throughput
If this cell has 20 user HSDPA Active with same priority and radio condition, then every Ue got throughput

19. Throughput diatas dapat dicapai dengan CQI>25 dan RF Radio Condition is Good
 Berikut adalah table Max Throughput berdasarkan jumlah code SF16

20.  HSUPA merupakan evolusi WCDMA Rel.6 yang juga disebut dengan teknologi 3.75G dimana user juga dapat
menggunakan HSUPA sebagai service pada sisi uplink.
 HSUPA memberikan peak rate yang lebih tinggi daripada R99 Service (PS Service) dimana peak rate HSUPA
bisa mencapai 5.76Mbps (jika ditambahkan feature yang menunjang hal ini).
 HSUPA menggunakan max 2 SF2+2 SF4 yang digunakan dedicated untuk 1 user.
 Beberapa kelebihan dari HSUPA adalah:
- Higher data rate, dimana HSUPA mampu mencapai peak rate 5.7Mbps
- Higher capacity, dimana HSUPA dapat memberikan throughput yang cukup besar pada sisi uplink
- QoS, dimana HSUPA memberikan latency yang cukup rendah

21. HSUPA Key Technique

22.  Terdapat beberapa teknik kunci sehingga HSUPA dapat memberikan peak rate yang sangat besar :
2MS TTI : TTI (Time Transmition Interval) hingga 2ms yang bisa mengurangi latency
secara signifikan
Fast L1 HARQ : Hybrid Automatic Repeat Request, dimana roundtrip ACK/NACK
dicombine untuk mengurangi transmit data error
Fast Schedulling : penjadwalan yang berdasar pada CQI (Channel Quality Indicator),
dimana UE mengukur quality dan melaporkannya pada NodeB setiap 2ms
atau lebih
Lower SF : UE Category dapat mempengaruhi max SF yang digunakan untuk HSUPA,
dengan max SF adalah SF2
6 New Layer : terdapat 1 kanal transport dan 5 kanal fisik baru pada HSUPA service
yaitu;
- E-DCH (Enhance Dedicated Channel)
- E-DPDCH (E-DCH Dedicated Physical Data Channel)
- E-DPCCH (E-DCH Dedicated Physical Control Channel)
- E-HICH (E-DCH Hybrid ARQ Indicator Channel)
- E-AGCH (E-DCH Access Granted Channel)
- E-RGCH (E-DCH Request Granted Channel).

23.  E-DCH (UL) : kanal transport yang digunakan untuk membawa blok informasi tiap TTI (Time
Transmission Interfal)
 E-DPDCH (UL) : kanal fisik yang digunakan untuk membawa E-DCH
 E-DPCCH (UL) : kanal fisik yang digunakan untuk membawa infomasi control sinyal pada E-DPDCH
 E-HICH (DL) : kanal fisik yang digunakan untuk membawa HARQ ACK/NACK indicator untuk E-DCH
 E-RGCH (DL) : kanal fisik yang digunakan untuk menentukan relative grant oleh scheduler
 E-AGCH (DL) : kanal fisik yang digunakan untuk menentukan absolute grant oleh scheduler

24.  Handover pada WCDMA dapat dibedakan menjadi tiga tipe yaitu:
- Intra Frequency Handover => WCDMA handover antar frequency dan system yang sama
- Inter Frequency Handover => WCDMA handover antar system yang sama tetapi beda frequency
- Inter System Handover => WCDMA handover antar frequency dan system yang berbeda
 Soft, Softer dan Hard Handover dapat dilakukan pada Intra Freq HO. Sedangkan Inter Freq HO dan Inter
System HO hanya dapat melakukan Hard Handover saja.
 Soft dan Softer Handover adalah tipe handover dimana ketika perpindahan UE dari Cell A ke Cell B tanpa
harus memutuskan koneksi terlebih dahulu. Sedangkan pada Hard Handover, perpindahan UE dari Cell A ke
Cell B dilakukan dengan memutuskan koneksi terlebih dahulu sehingga lebih rentan untuk drop call.
 Hard Handover pada Inter Freq dan Inter System membutuhkan Compressed Mode
 Compressed Mode dibutuhkan ketika membuat measurement pada inter frequency dan inter system HO.
Pada Compressed Mode, transmit dan receive dihentikan pada suatu periode waktu dan measurement akan
dilakukan pada Inter Freq atau Inter System pada periode waktu tersebut. Trigger compressed mode terjadi
jika seluruh Active Set berada pada threshold yang ditentukan