Spectrum Clearence

Teknologi CDMA berbasiskan kapasitas yang sangat tergantung sekali dengan pengaruh interferensi, dengan kata lain bahwa kapasitas CDMA adalah interference limited (dibatasi oleh besar interferensi yang terjadi). Sedangkan spectrum clearence merupakan topik yang sangat penting dalam sistem CDMA. Spectrum clearence digunakan untuk mengetahui tingkat penggunaan spektrum untuk deployment CDMA, apakah digunakan untuk sistem yang lain. Band spektrum yang akan digunakan untuk deployment CDMA seharusnya “clear” dari penggunaan sistem lain, sehingga dapat meningkatkan kapasitas. Salah satu cara untuk mengetahui apakah band spectrum frekuensi tersebut clear dari penggunaan sistem lain maka dilakukan Drive Test langsung dengan menggunakan spectrum analyzer.
Misalnya band spectrum CDMA2000 1x ditempatkan pada spektrum frekuensi 1900 MHz, maka beberapa kanal tersebut akan ditempati oleh kanal CDMA. Hal ini dilakukan pada sel-sel di daerah core dan transition zones, terutama pada daerah core. Sel-sel di dalam transition (guard) zones dapat diidentifikasi dengan prediksi propagasi RF-nya atau pengukuran noise floor aktualnya. Spectrum Clearing dilakukan pada coverage area tergantung dari kuat sinyal transmisinya, tinggi BTS, keadaan daerah (pengaruh bangunan atau penghalang-penghalang lainnya).
Area yang perlu dilakukan “clear” harus dikontrol interferensinya terlebih dahulu, sehingga didapatkan level C/I yang diterima. Pengontrolan interferensi ini bisa dilakukan dengan penggunaan directional antenna, mengatur tinggi antena dan downtilt, pengaturan power yang tepat pada pilot dan voice kanal, atau dengan penggunaan elemen-elemen geografis (fisik) sebagai isolasi.

1.4.1 Pengukuran Background Noise
Kapasitas dan coverage dalam sistem CDMA (IS-95 dan IS-2000) merupakan fungsi dari tingkat background thermal dan man-made interference noise. Untuk kanal CDMA 1,23 MHz, background thermal noise sekitar -113 dBm. Man-made interference meliputi automobile ignition (pembakaran) noise, spurius (lancung) emission dari radio dan peralatan elektronik lainnya.
Background man-made noise berbeda-beda dari site satu ke site lainnya, tergantung dari banyaknya sumber interferensi dan kedekatannya terhadap sel. Sehingga untuk mengoptimalkan operasi setiap sel site CDMA, seperti misalnya Motorola merekomendasikan bahwa pengukuran noise floor dipertimbangkan sebagai bagian dari proses penentuan sel site sistem CDMA. Disamping itu pengukuran noise floor dapat juga digunakan untuk pengaturan parameter noise margin pada analisa link budget. Dann pengukuran noise floor juga direkomendasikan untuk digunakan dalam mengenali sumber interferensi pada in-band atau out-band, sehingga dapat dikenali sumber interferensinya dan pengaruhnya terhadap sistem CDMA untuk kemudian diambil tindakan yang tepat.


Metode Pengukuran
Interferensi adalah hal yang random di alam, dengan perubahan amplitudo dan frekuensi sepanjang waktu. Beberapa sumber interferensi adalah thermal noise, environment noise, dan noise dari sistem lainnya. Sumber out of band dapat menimbulkan interferensi melalui Intermodulasi (IM).
Untuk mengetahui besar background noise diperlukan data-data hasil pengukuran dalam suatu periode tertentu. Analisa statistik dari data yang terkumpul dapat digunakan untuk menentukan rata-rata dan fungsi distribusi komulatif dari noise floor rise. Fungsi distribusi komulatif mengindikasikan sejumlah waktu background noise meningkat melampaui batas tertentu.

Gambaran fungsional pengetesan sistem
Test measurement calibration point (cal point) adalah pada jalur masuk feedline pada antena atau port yang tidak dipakai pada multicoupler penerima. Band pass filter digunakan untuk meredam (attenuate) sinyal-sinyal di luar band (out of band). LNA (Low Noise Amplifier) digunakan untuk memperbaiki sistem noise figure dan menyediakan gain yang cukup untuk pengukuran sinyal dengan level yang sangat rendah.
Step attenuator diantara amplifier digunakan untuk membatasi gain sistem, mengurangi intermodulasi yang didapat. Kemudian keluaran dari sistem terakhir dipisah menggunakan two way splitter. Dua keluaran yang sama dari splitter digunakan sebagai masukan untuk dua spectrum analyzer. Spectrum analyzer 1 beroperasi dalam mode manual. Spectrum analyzer ini dilengkapi dengan tracking generator yang digunakan untuk kalibrasi gain sistem. Dan digunakan juga untuk membuat polt noise floor dan memeriksa sifat interferensi yang muncul di layar. Sedangkan spectrum analyzer 2 berada di bawah kontrol komputer. Hasil pengukuran yang didapat akan disimpan ke dalam disk untuk pemrosesan selanjutnya.

Kalibrasi sistem test
Gain system test dan noise figure harus diukur sebelum pengumpulan data dimulai. Gain dan noise figure yang diukur digunakan untuk membuat pengaturan (adjustment) terhadap data yang dikumpulkan selama operasi analisis data. Gain data diukur menggunakan generator tracking yang disediakan pada spectrum analyzer 1. Noise figure sistem ditentukan dengan mengukur noise floor terlebih dahulu menggunakan calibration point (input) yang diterminasi dengan 50 ohm, kemudian dilakukan pengukuran noise floor dengan calibration point yang dihubungkan dengan sumber noise yang terkalibrasi. Sehingga noise figure akan dihitung dengan rumus :

Dimana :
ENR : equivalent noise ratio dari sumber noise terkalibasi (linear ratio)
Pon : pengukuran noise floor dengan sumber noise dihubungkan ke input sistem (Watt)
Poff : pengukuran noise floor input sistem diterminasi dengan 50 ohm (Watt)
NF : noise figure sistem (dB)

Prosedur Test
Jika sistem CDMA telah dideploy dalam area dimana teknologi yang lain telah ada, ada dua metode dianjurkan. Pertama adalah melakukan “clear” semua co-channel dari sistem lain dalam band sistem CDMA. Kemungkinan kedua adalah hanya melakukan “clear” co-channel dari sel-sel yag dekat dengan sel CDMA. Sebelum pengetesan noise floor dimulai maka harus diselesaikan co-channel clearing terlebih dahulu. Karena co-channel didalam band CDMA akan muncul sebagai interferensi dalam data yang dikumpulkan.
Setelah clearing spectrum dilakukan, tes pendahuluan dilakukan tanpa menggunaan filter untuk mengidentifikasi channel-channel yang unclear, sinyal-sinyal out-of band dan spurious emission. Pengetesan ini lebih baik dilakukan pada jam sibuk dengan arah forward atau reverse, hasil pengetesan yang sudah diperoleh harus dicatat untuk dijadikan data dalam perencanaan nantinya.
Plot sistem band downlink untuk mengidentifikasi kemungkinan uncleared co-channel, sumber eksternal pada interferensi downlink, dan untuk memverifikasi isolasi Tx-Rx dengan co-located sel site lainnya.
Plot band uplink untuk mengidentifikasi receive isolation dengan co-located sel site lainnya dan untuk mengidentifikasi kemungkinan sumber-sumber interferensi pada uplink. Periksa plot dari sistem frekuensi sistem yang berdekatan (adjacent) untuk out-of band atau spurious emission dari sistem-sistem lain dalam band-band berdekatan.2

Analisa data
Analisa data berupa analisa statistikal dari data-data yang dikumpulkan melalui proses pengukuran gain sistem, noise figure dan bandwidth berguna untuk memberikan penilaian dari pengaruh background interference terhadap performansi CDMA pada setiap sel site-nya. Dengan dilakukan plot data-data tadi maka dapat ditunjukkan besar amplitudo dan frekuensi penginterferensi sebagai fungsi waktu sehingga dapat membantu untuk mengidentifikasi sumber penginterferensinya. Dari data itu maka bisa dilakukan sebuah tindakan atau metode untuk mengurangi interferensi tersebut.