Reference Signal

LTE air interface memanfaatkan variasi reference signal untuk memfasilitasi coherent demodulation, channel estimation, channel quality measurement, dan timing synchronization. Pada dasarnya, ada tiga tipe reference signal (RS): 

• Cell Specific Reference Signal (non-MBFSN)
• MBFSN (MBMS over Single Frequency Network)
• UE Specific Reference Signal

Cell Specific Reference Signal

Cell spesific reference signal diatur oleh dimensi waktu dan frekuensi. Jarak pada domain waktu antara reference signal menjadi faktor penting untuk channel estimation. Pada LTE terdapat 2 reference signal setiap slot. Jarak pada frekuensi domain juga menjadi faktor penting, karena hal ini berkaitan dengan coherent bandwidth dan delay spread pada channel. Pada LTE, reference signal berjarak 6 sub-carrier. 

Konfigurasi 1 Port Antena

Berikut ilustrasi lokasi referense signal untuk penggunaan 1 port antena atau single TX antenna, yang biasanya diimplementasikan untuk SISO (Single Input Single Output) pada sistem indoor building solution atau DAS (Design Antenna System) Indoor.

Gambar 1. Reference Signal 1 Port Antena

Pada kotak arah horizontal menunjukan domain waktu yaitu slot 0 dan slot 1 masing-masing 7 symbol OFDM. Sedangkan kotak arah vertikal menunjukan domain frekuensi yaitu 12 sub-carrier.

Posisi reference signal tergantung pada nilai Phycical Cell Identity (PCI) atau PCI offset. Selain itu tergantung juga pada parameter PCI modulo-nya. Sebagai contoh, diilustrasikan pada gambar berikut, dimana ada dua cell menggunakan PCI modulo 6, dengan PCI = 0 dan PCI = 8.

Gambar 2. Reference Signal PCI offset

Terlihat bahwa ketika PCI = 0 dan PCI Mod 6, posisi reference signal titik awalnya dari sub-carrier 0. Sedangkan ketika PCI = 8 dan PCI Mod 6, posisi reference signal titik awalnya dari sub-carrier 2. Untuk reference signal yang lain mengikuti sesuai ketentuan aturan jarak domain waktu dan frekuensi.

Konfigurasi 2 Port Antena

LTE didesain untuk beroperasi dengan multiple transmit antenna untuk MIMO (Multiple Input Multiple Output), atau transmit diversity. Konsep reference signal digunakan untuk menentukan perbedaan pola untuk multiple antenna port. Gambar berikut mengilustrasikan konsep lokasi referense signal pada dua antena atau dua TX antenna.

Gambar 3. Reference Signal 2 Port Antena

Terlihat bahwa, antara reference signal port 0 dengan port 1 tidak pernah sama penempatannya dalam satu waktu, hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi interference. Hal ini yang dimungkinkan diimplentasikan pada konsep MIMO karena bisa mengalirkan data stream yang berbeda antara port 0 dan port 1 sehingga data yang dihantarkan menjadi dua kali lipat dalam satu waktu yang sama. MIMO biasanya digunakan pada site outdoor atau macro cell. Keuntungan menggunakan antena dua port ini seperti disinggung sebelumnya, akan meningkatkan kecepatan data dua kalinya dibandingkan dengan sistem SISO atau single antena.

Berikut contoh implementasi reference signal dengan 2 port antena (MIMO), dimana untuk site makro menggunakan PCI Mod 3.

Gambar 4. Implementasi Reference Signal VS PCI Mod

Gambar diatas menunjukan implementasi dengan dua port antena. Port-0 pada gambar ditunjukkan pada sebelah kiri, dan port-1 ada disebelah kanan.

Pada prinsipnya lokasi reference signal sektor-1 di posisi sub-carrier 0 (diperoleh dari PCI mod 3 =0), kemudian sektor-2 di posisi sub-carrier 1 (diperoleh dari PCI mod 3 =1), dan sektor-3 di posisi sub-carrier 2 (diperoleh dari PCI mod = 2)

MBFSN Reference Sgnal

Sistem LTE juga memiliki reference signal untuk MBFSN (Multicast Broadcast over Frequency Single Network), dimana multicast tersebut diperlukan untuk hal-hal tertentu. Jadi tidak mandatory, bisa digunakan, bisa juga tidak. Berikut ilustrasi lokasi MBFSN Reference Signal :

Gambar 5. MBFSN Reference Signal 

artikel lain:

Pengantar Teknologi 4G LTE 
Radio Interface LTE
Arsitektur LTE
OFDMA dan SC-FDMA
MIMO-Multiple Input Multiple Output
Physical Layer
MODULASI
Resource Block
LTE RF Measurement
Coverage Planning
Opsi Spektrum Untuk LTE
Kapabilitas User Equipment (UE)
Mobility LTE - Idle Mode
Mobility LTE - Dedicated Mode
Pengukuran Performansi LTE
Pengukuran Performansi LTE - Bagian 2
Pengukuran Performansi LTE - Bagian 3
Deployment Optimization Process
LTE Capacity Monitoring
LTE Capacity Monitoring - Bagian 2
Opini Tentang Teknologi 4G LTE
Perspektif Kemerdekaan pada Teknologi ICT
Physical Layer Part-2
4G LTE REVOLUSI DIGITAL
LTE Quality of Service
Happy New Year, Happy 4G LTE

Mobility LTE - Dedicated Mode

Mobilitas UE dikendalikan oleh handover ketika status RRC connected. Dengan demikian tidak ada jenis UTRAN dengan status sebagai CELL_PCH dimana UE dalam keadaan RRC_CONNECTED. Handover di E-UTRAN didasarkan pada prinsip-prinsip berikut:Handover dikontrol oleh network. E-UTRAN memutuskan kapan untuk membuat handover dan apa target sel-nya.

Handover pada E-UTRAN berdasarkan prinsip sebagai berikut:

1. Handover dikontrol oleh network. E-UTRAN memutuskan kapan untuk membuat handover dan apa target sel-nya.
2. Handover berdasarkan pengukuran UE yang dikontrol oleh parameter yang diberikan E-UTRAN.
3. Handover pada E-UTRAN ditargetkan tidak ada loss dengan menggunakan packet forwarding antara sumber dan target ENodeB.
4. Koneksi S1 pada core network diupdate hanya ketika handover disisi radio telah lengkap. Core Network tidak mengontrol proses handover.

Berikut adalah ilustrasi prosedur intra frequency handover:

Gambar 1. Intra frequency Handover

Ketika sel target memenuhi batas threshold pengukuran, UE mengirimkan report pengukuran ke ENodeB. Kemudian ENodeB menetapkan koneksi signalling GTP (GPRS Tunneling Protocol) ke sel target. Setelah target ENodeB memiliki resource, sumber ENodeB mengirimkan perintah handover ke UE, kemudian UE bisa memindahkan koneksi radio dari sumber ke target ENodeB. Core network tidak menyadari dengan proses handover tersebut, namun koneksi core network akan diupdate. prosedur ini dinamakan Late Patch Switching.

Pengukuran Handover

Sebelum UE bisa mengirimkan report pengukuran, harus diidentifikasi oleh target sel. UE menidentifikasi sel menggunakan signal sinkronisasi. UE mengukur level signal menggunakan reference symbol. Tidak ada yang diperlukan UE pada E-UTRAN untuk membaca broadcast channel selama pengukuran handover. Berbeda dengan UE pada UTRAN, UE perlu melakukan decoding broadcast channel untuk mendapatkan urutan frame yang diperlukan untuk menyelaraskan transmisi soft handover di downlink. Ketika kondisi threshold terpenuhi, UE akan mengirimkan pengukuran handover ke ENodeB.

Automatic Neighbor Relation

Menjaga neighbourlist menjadi pekerjaan berat dalam jaringan selular, khususnya ketika banyak penambahan site-site baru. Missing neighbor menjadi alasan banyaknya kejadian drop call. UE pada E-UTRAN bisa mendeteksi intra-frequency neighbor tanpa neighbor list, unggul untuk manajemen network dan kualitas network yang lebih baik. 

Berikut ilustrasi automatic neighbor relation :

Gambar 2. Automatic Neighbor Identification

UE bergerak menuju sel baru dan mengidentifikasi PCI (Physical Cell Identity) berdasarkan signal sinkronisasi. UE mengirimkan report pengukuran ke ENodeB ketika report handover threshold terpenuhi. Namun ENodeB tidak meimliki koneksi X2 ke sel tersebut. PCI ID tidak cukup unik mengidentifikasi 504 PCI ID saat network memiliki puluhan ribu sel. Oleh karena itu, serving ENodeB meminta UE untuk decode global cell ID dari broadcast channel target sel. Global cell ID mengidentifikasi sel yang unik. Berdasarkan global cell ID serving ENodeB bisa menemukan alamat transport layer pada target sel menggunakan informasi dari MME dan membangun koneksi X2 sehingga serving ENodeB bisa melanjutkan proses handover. Koneksi X2 yang baru perlu dibuat dan beberapa koneksi lama yang tidak terpakai dapat dihapus ketika sel baru ditambahkan ke network. 

Jadi proses membuat Intra-Frequency neighborlist mudah ketika UE mampu dengan mudah mengidentifikasi semua sel di frekuensi yang sama.

silahkan baca juga artikel terkait berikut:

Pengantar Teknologi 4G LTE 
Radio Interface LTE
Arsitektur LTE
OFDMA dan SC-FDMA
MIMO-Multiple Input Multiple Output
Physical Layer
MODULASI
Resource Block
LTE RF Measurement
Coverage Planning
Opsi Spektrum Untuk LTE
Kapabilitas User Equipment (UE)
Mobility LTE - Idle Mode
Pengukuran Performansi LTE
Pengukuran Performansi LTE - Bagian 2
Pengukuran Performansi LTE - Bagian 3
Deployment Optimization Process
LTE Capacity Monitoring
LTE Capacity Monitoring - Bagian 2
Opini Tentang Teknologi 4G LTE
Perspektif Kemerdekaan pada Teknologi ICT
Physical Layer Part-2
4G LTE REVOLUSI DIGITAL
LTE Quality of Service
Reference Signal
Happy New Year, Happy 4G LTE