Feedback

Pengaruh Parameter Propagasi Terhadap Kinerja Algoritma Soft Handoff.

Informasi dokumen
TUGAS AKHIR PENGARUH PARAMETER PROPAGASI TERHADAP KINERJA ALGORITMA SOFT HANDOFF Oleh : YOSUA ELIASTA GINTING NIM : 070402024 Tugas akhir ini diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Jaringan selular CDMA (Code Division Multiple Access) mampu mendukung soft handoff, yaitu sistem yang menjamin kontinuitas layanan nirkabel dan meningkatkan kualitas komunikasi. Kinerja jaringan selular dipengaruhi oleh parameter soft handoff. Sementara parameter soft handoff dipengaruhi oleh kondisi propagasi jaringan. Parameter lingkungan yang mempengaruhi parameter soft handoff adalah parameter path loss exponent, standar deviasi dari shadow fading, koefisien korelasi dari shadow fading, nilai hysteresis, threshold, dan ukuran window. Parameter kinerja yang digunakan adalah probabilitas outage, laju update active set, rasio SHR dan jumlah hand off. Melalui hasil simulasi dan analisisnya menunjukkan adanya pengaruh parameter propagasi terhadap kinerja algoritma soft handoff. Hasil simulasi menunjukkan bahwa probabilitas outage menurun dengan semakin meningkatnya besar window, semakin mengecilnya path loss exponent, dan semakin besarnya koefisien korelasi. Nilai dari laju update active set dan jumlah handoff tidak mengalami perubahan. Nilai dari rasio SHR akan semakin meningkat dengan semakin besarnya nilai hysteresis baik HYST_ADD maupun HYST_DROP. i Universitas Sumatera Utara KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan pengetahuan, pemahaman dan kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu kedua orang tua dan saudara-saudara tercinta yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang. Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah: PENGARUH PARAMETER PROPAGASI TERHADAP KINERJA ALGORITMA SOFT HANDOFF Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Maksum Pinem, ST,MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST,MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. ii Universitas Sumatera Utara 3. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing sebagai Dosen Wali penulis, yang selalu memberikan dukungan sebagai wali penulis. 4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis. 5. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera. 6. Seluruh rekan-rekan 2007 yang telah banyak mendukung dan selalu dapat menjadi teman-teman terbaik bagi penulis. Selalu Semangat! 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penullis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, Juli 2011 Penulis, Yosua Eliasta Ginting iii Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI ABSTRAK . i KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI . iv DAFTAR GAMBAR . vii DAFTAR TABEL . ix BAB I PENDAHULUAN . 1 I.1 Latar Belakang 1 I.2 Rumusan Masalah . 2 I.3 Tujuan Penulisan 3 I.4 Manfaat Penulisan . 3 I.5 Batasan Masalah . 3 I.6 Metode Penulisan 4 I.7 Sistematika Penulisan . 4 BAB II SOFT HANDOFF . 5 II.1 Umum . 5 II.2 Prosedur Handoff 7 II.3 Konsep Soft Handoff . 8 II.4 Inisiasi Soft Handoff . 11 II.5 Parameter Algoritma Soft Handoff . 12 II.6 Algoritma Soft Handoff . 13 II.7 Kinerja Soft Handoff . 18 iv Universitas Sumatera Utara BAB III PROPAGASI KOMUNIKASI SELULAR . 21 III.1 Umum . 21 III.2 Model Propagasi . 21 III.3 Desain Praktis Link Budget menggunakan Model Path Loss 24 III.3.1 Model Path Loss dengan Log-distance . 24 III.3.2 Log-normal Shadowing .25 III.4 Parameter Propagasi 27 BAB IV PENGARUH PARAMETER PROPAGASI TERHADAP KINERJA ALGORITMA SOFT HANDOFF 31 IV.1 Model Sistem . 31 IV.2 Flow Chart Simulasi . 31 IV.3 Parameter Simulasi . 32 IV.4 Hasil Simulasi . 33 IV.4.1 Pengaruh Besar Window (N) terhadap Kinerja Algoritma SHO . 33 IV.4.2 Pengaruh Nilai Standar Deviasi Shadowing ( ) terhadap Kinerja Algoritma SHO . 35 IV.4.3 Pengaruh Nilai Path Loss Exponent ( ) terhadap Kinerja Algoritma SHO 36 IV.4.4 Pengaruh Besar Koefisien Korelasi ( ) terhadap Kinerja Algoritma SHO 38 IV.4.5 Pengaruh Besar HYST_ADD terhadap Kinerja Algoritma SHO 39 v Universitas Sumatera Utara IV.4.6 Pengaruh Besar HYST_DROP terhadap Kinerja Algoritma SHO 41 IV.5 Analisis Hasil Simulasi . 42 BAB V PENUTUP . .45 V.1 Kesimpulan 45 V.2 Saran . 46 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Prosedur Handoff . 7 Gambar 2.2 (a) Hard Handoff (b) Soft Handoff . 9 Gambar 2.3 Pengurangan interferensi dengan soft handoff pada uplink . 10 Gambar 2.4 Algoritma Soft handoff IS-95A . 14 Gambar 2.5 Algoritma soft handoff WCDMA . 15 Gambar 2.6 Diagram algoritma soft handoff 17 Gambar 2.7 Flowchart handoff berbasis kuat sinyal dengan threshold dan hysteresis . 18 Gambar 2.8 Gambar radius sel . 20 Gambar 3.1 Pembagian model propagasi . 23 Gambar 4.1 Model sistem 31 Gambar 4.2 Flow chart simulasi . 32 Gambar 4.3 Grafik Probabilitas Outage terhadap perubahan nilai N . 34 Gambar 4.4 Grafik ukuran AS terhadap perubahan nilai N 34 Gambar 4.5 Grafik Probabilitas Outage terhadap perubahan nilai 35 Gambar 4.6 Grafik ukuran AS terhadap perubahan nilai . 36 Gambar 4.7 Grafik probabilitas outage terhadap perubahan nilai . 37 Gambar 4.8 Grafik ukuran AS terhadap perubahan nilai (eta) . 37 Gambar 4.9 Grafik probabilitas outage terhadap perubahan nilai 38 Gambar 4.10 Grafik ukuran AS terhadap perubahan nilai (rho) . 39 Gambar 4.11 Grafik probabilitas outage terhadap perubahan nilai HYST_ADD 40 vii Universitas Sumatera Utara Gambar 4.12 Grafik ukuran AS terhadap perubahan nilai HYST_ADD . 40 Gambar 4.13 Grafik probabilitas outage terhadap perubahan nilai HYST_DROP. 41 Gambar 4.14 Grafik ukuran AS terhadap perubahan nilai HYST_DROP 42 viii Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Nilai path loss exponent untuk berbagai lingkungan yang berbeda 25 Tabel 4.1 Parameter simulasi sistem 32 Tabel 4.2 Nilai perubahan parameter kinerja terhadap perubahan nilai N 34 Tabel 4.3 Nilai perubahan parameter kinerja terhadap perubahan nilai . 36 Tabel 4.4 Nilai perubahan parameter kinerja terhadap perubahan nilai . 38 Tabel 4.5 Nilai perubahan parameter kinerja terhadap perubahan nilai . . 39 Tabel 4.6 Nilai perubahan parameter kinerja terhadap perubahan nilai HYST_ADD 40 Tabel 4.7 Nilai perubahan parameter kinerja terhadap perubahan nilai HYST_DROP . 41 ix Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Jaringan selular CDMA (Code Division Multiple Access) mampu mendukung soft handoff, yaitu sistem yang menjamin kontinuitas layanan nirkabel dan meningkatkan kualitas komunikasi. Kinerja jaringan selular dipengaruhi oleh parameter soft handoff. Sementara parameter soft handoff dipengaruhi oleh kondisi propagasi jaringan. Parameter lingkungan yang mempengaruhi parameter soft handoff adalah parameter path loss exponent, standar deviasi dari shadow fading, koefisien korelasi dari shadow fading, nilai hysteresis, threshold, dan ukuran window. Parameter kinerja yang digunakan adalah probabilitas outage, laju update active set, rasio SHR dan jumlah hand off. Melalui hasil simulasi dan analisisnya menunjukkan adanya pengaruh parameter propagasi terhadap kinerja algoritma soft handoff. Hasil simulasi menunjukkan bahwa probabilitas outage menurun dengan semakin meningkatnya besar window, semakin mengecilnya path loss exponent, dan semakin besarnya koefisien korelasi. Nilai dari laju update active set dan jumlah handoff tidak mengalami perubahan. Nilai dari rasio SHR akan semakin meningkat dengan semakin besarnya nilai hysteresis baik HYST_ADD maupun HYST_DROP. i Universitas Sumatera Utara BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Manajemen mobilitas merupakan sebuah tantangan yang besar bagi jaringan akses radio pada masa ini dan masa yang akan datang. Dengan implementasi soft handoff pada jaringan 3G (third generation), para pengguna sudah dapat merasakan peningkatan kualitas pelayanan (QoS) ketika berpindah dari satu sel ke sel lain. Soft handoff memungkinkan adanya koneksi UE (user equipment) dengan beberapa BS (base station) secara simultan. Jaringan selular berbasis CDMA mampu mendukung soft handoff, yang mana membuat transisi lebih halus dan meningkatkan kualitas komunikasi. Soft handoff memungkinkan beberapa link radio untuk beroperasi secara paralel. Masalah-masalah mengenai soft handoff telah dibahas pada beberapa literatur untuk evaluasi kinerja dan algoritma dengan menggunakan metode analisa dan simulasi. Banyak model analitis telah diperkenalkan untuk mengevaluasi probabilitas pemilihan sel untuk menghitung probabilitas outage, penguatan macrodiversity dan beban signaling. Soft handoff sering dikaitkan dengan active set dan ukurannya. Active set merupakan himpunan semua BS yang berkomunikasi dengan UE. Pemasukan/pengeluaran sebuah BS ke/dari active set ditentukan oleh pemicu inisiasi yang telah ditentukan pada algoritma soft handoff. Pemicu inisiasi meliputi, kuat 1 Universitas Sumatera Utara sinyal pilot yang diterima, rasio Carrier to Interference, Bit-Error-Rate dan Energy per bit to noise power density. Pada Tugas Akhir ini, penulis memilih menggunakan kuat sinyal pilot yang diterima sebagai pemicu inisiasi. Probabilitas outage berhubungan langsung dengan kinerja proses handoff dan sangat perlu diminimalkan. Karena sifat acak sinyal yang diterima oleh UE (user equipment), maka akan sering terjadi pemasukan/pengeluaran BS pada active set. Outage dari semua BS pada active set menyebabkan kegagalan handoff dan pemutusan panggilan. Kualitas komunikasi diwakili oleh probabilitas outage dan ini dugunakan sebagai ukuran untuk mengevaluasi kinerja algoritma soft handoff. Parameter lainnya yang digunakan untuk mengukur kinerja adalah jumlah handoff, laju perubahan acive set dan rasio soft handoff region. I.2 Rumusan Masalah Melalui latar belakang yang telah dijelaskan, maka penulis dapat merumuskan masalah yang akan dibahas adalah: 1. Bagaimana pengaruh path loss exponent terhadap kinerja algoritma soft ha ndoff? 2. Bagaimana pengaruh standar deviasi dari shadow fading terhadap kinerja algoritma soft handoff? 3. Bagaimana pengaruh koefisien korelasi dari shadow fading terhadap kinerja algoritma soft handoff? 4. Bagaimana pengaruh nilai hysteresis (HYST_ADD dan HYST_DROP) terhadap kinerja algoritma soft handoff? 2 Universitas Sumatera Utara 5. Bagaimana pengaruh ukuran window terhadap kinerja algoritma soft handoff? I.3 Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisis pengaruh parameter-parameter propagasi dan lingkungan terhadap kinerja algoritma soft handoff. I.4 Manfaat Penulisan Penulisan Tugas Akhir ini dapat dijadikan sebagai model untuk pembelajaran dalam menjelaskan pengaruh parameter parameter-parameter propagasi dan lingkungan terhadap kinerja algoritma soft handoff. I.5 Batasan Masalah Mengingat algoritma dan perhitungan soft handoff adalah hal yang luas dan cukup rumit, maka perlu dibuat beberapa batasan agar pembahasan terfokus dan tidak terlampau luas. Adapun batasan-batasan masalah adalah sebagai berikut : 1. Model pengamatan adalah dua BS yang terpisah pada jarak yang sudah ditentukan dengan bentuk sel segi enam dan BS berada di pusat. 2. BS beroperasi dengan daya yang sama. 3. UE bergerak dari satu sel ke sel lain dengan lintasan lurus pada kecepatan yang konstan. 4. Algoritma yang digunakan adalah MAHO (Mobile Assisted Handoff) berbasis RSS (Received Signal Strenght) yaitu kuat sinyal pilot yang diterima. 3 Universitas Sumatera Utara 5. Model dari shadow fading yang digunakan adalah model analitis stokastik. 6. Parameter kinerja yang diamati adalah probabilitas outage, laju perubahan active set, rasio SHR (Soft Handoff Region), dan jumlah handoff. I.6 Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan dalam menyusun Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Mempelajari dan memahami buku-buku dan jurnal-jurnal yang telah ada sebelumnya untuk dijadikan sebagai acuan dan referensi guna membantu penyelesaian Tugas Akhir ini. 2. Simulasi dan Analisa Data Metode ini dimulai dari memodelkan simulasi, menentukan parameter, menjalankan simulasi, kemudian mengambil data untuk dianalisa. Simulasi dilakukan dengan menggunakan program MATLAB. I.7 Sistematika Penulisan Penulisan Tugas Akhir ini ditulis dan disusun dalam urutan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisikan latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan. 4 Universitas Sumatera Utara BAB II BAB III BAB IV BAB V SOFT HANDOFF Bab ini menjelaskan tentang soft handoff, prinsip soft handoff, algoritma soft handoff, dan kinerja soft handoff. PROPAGASI KOMUNIKASI SELULAR Bab ini menjelaskan tentang propagasi komunikasi selular, model propagasi dan parameter propagasi yang digunakan. Hal-hal inilah yang kemudian menjadi dasar dalam menyusun simulasi dengan menggunakan program MATLAB. PENGARUH PARAMETER PROPAGASI TERHADAP KINERJA ALGORITMA SOFT HANDOFF Bab ini memaparkan tentang simulasi yang ditunjukkan dengan hasil numerik dengan menggunakan MATLAB yang akan menunjukkan pengaruh parameter propagasi terhadap kinerja algoritma soft handoff. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran yang diperoleh dari penulisan Tugas Akhir ini. 5 Universitas Sumatera Utara BAB II SOFT HANDOFF II.1 Umum Handoff adalah komponen yang esensial dalam sistem komunikasi selular bergerak. Mobilitas menyebabkan variasi yang dinamis pada kualitas link dan tingkat interferensi pada sistem seluler, terkadang sebuah user (mobile station; BS) tertentu harus mengganti base station (BS) yang melayaninya. Pergantian ini dikenal sebagai handoff. Pada sistem seluler generasi pertama seperti Advanced Mobile Phone System (AMPS)[1], handoff relatif sederhana. Sistem seluler generasi kedua seperti Global System for Mobile Communications (GSM) dan Personal Access Communications System (PACS) lebih baik dari pada generasi pertama dalam banyak hal, termasuk algoritma handoff yang digunakan. Pemrosesan sinyal yang lebih modern dan prosedur melakukan handoff telah digabungkan pada sistem ini. Struktur kendali telah ditingkatkan sehingga dalam peningkatan dari networkcontrolled menuju Mobile Assisted Handoffs (MAHO) atau Mobile Controlled Handoffs (MCHO), delay handoff secara substansial telah dikurangi. Disebut soft handoff karena untuk membedakannya dari proses handoff lainnya (hard handoff tradisional). Dengan hard handoff, beberapa keputusan dibuat apakah handoff perlu dilakukan atau tidak. Pada keputusan positif, handoff diinisiasikan dan dieksekusi tanpa memerlukan pemakaian kanal secara simultan dengan dua base station. Pada soft handoff, sebuah keputusan yang dikondisikan dibuat apakah handoff perlu atau tidak. Dipengaruhi oleh perubahan dari kuat sinyal 6 Universitas Sumatera Utara pilot dari dua atau lebih base station yang terlibat, dan akhirnya keputusan handoff dibuat untuk berkomunikasi hanya dengan satu BS. Hal ini normal terjadi setelah diperoleh jelas bahwa sinyal dari satu BS lebih kuat dari yang lainnya. Pada prosesnya, MS menggunakan kanal secara simultan kepada setiap BS yang terlibat. Perbedaan soft handoff dengan hard handoff dapat diibaratkan dengan perbedaan antara lomba lari estafet dengan renang estafet. Pada lomba renang estafet, perenang selanjutnya harus menunggu sampai rekannya menyentuh dinding kolam, sementara pada lomba lari estafet, tongkat diserahkan beberapa detik setelah pelari kedua berlari sehingga ada situasi dimana mereka sama-sama berlari dan memegang tongkat pada periode waktu tertentu. II.2 Prosedur Handoff Prosedur handoff dapat dibagi menjadi tiga fase, yaitu: pengukuran, pengambilan keputusan dan eksekusi seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.1. Mengukur informasi yang dibutuhkan untuk keputusan atau sel dengan frekuensi pembawa yang berbeda. Pada prinsipnya, bahwa link lama akan terputus, dan link yang baru harus terbangun secepat mungkin, supaya mempertahankan kualiatas pelayanan [1]. Pada Gambar 2.3 merupakan prinsip kinerja dari hard handoff. Gambar 2.3 Hard handoff 2. Soft handoff Soft handoff merupakan handoff yang terjadi antara sel dengan frekuensi pembawa yang sama, dimana MS memulai komunikasi dan membentuk hubungan dengan BTS yang baru terlebih dahulu sebelum memutuskan hubungan dengan BTS asal [1]. 16   Universitas Sumatera Utara Hubungan dengan cell lama hanya akan diputus apabila kekuatan sinyal pada sel lama semakin menurun, dan melemah. Sehingga pada MS tidak mendapat sinyal dari sel lama. Handoff terjadi secara sempurna, apabila link yang lama telah diputuskan. Hubungan akan diputuskan apabila proses penyambungan dengan BTS yang baru telah mantap, supaya menghindari terjadinya drop call. Proses soft handoff sering disebut make before break. Prinsip kinerja dari soft handoff ditunjukkan pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Soft handoff 2.5.1.2 Handoff dalam Jaringan Seluler Global Sytem for Mobile Communication (GSM) merupakan standar yang diterima secara global untuk komunikasi seluler digital. Sebagian jaringan GSM beroperasi pada band 900 MHz – 1800 MHz. Handoff dalam GSM dapat melibatkan banyak elemen seperti Base Transceiver Station (BTS), Base Station Controlled (BSC), dan Mobile Switching Center (MSC) [1]. 17   Universitas Sumatera Utara Elemen-elemen yang terlibat dalam proses handoff dalam jaringan GSM di tunjukkan pada Gambar 2.5 [1]. Gambar 2.5 Handoff dalam elemen jaringan seluler (a) Handoff intersel atau handoff intra-BSC (b) Handoff inter-BSC atau handoff intra-MSC (c) Handoff inter-BSC atau handoff intra sistem Handoff dikategorikan sebagai intra sel handoff dan inter sel handoff dengan mempertimbangkan sektor sel, yaitu [1]: 1) Handoff intra sel Handoff intra sel terjadi antara dua slot waktu atau saluran di BTS yang sama. 2) Handoff inter sel atau handoff intra BSC Handoff inter sel terjadi antara dua BTS yang terhubung ke BSC yang sama. 3) Handoff inter-BSC atau handoff intra-MSC 18   Universitas Sumatera Utara Handoff yang terjadi antara dua base stasion yang tehubung ke BSC yang berbeda dengan MSC yang sama. 4) Handoff inter MSC atau handoff intra sistem Handoff antara dua BTS yang terkoneksi ke BSC yang berbeda dengan MSC yang berbeda. 5) Handoff inter sistem Handoff pada inter sistem terjadi antara dua BTS yang terhubung dengan MSC yang berbeda dari dua PCS jaringan yang berbeda. 2.5.1.3 Protokol Handoff Pada protokol handoff terdapat tiga jenis keputusan handoff, antara lain network controlled handoff (NCHO), mobile assisted handoff (MAHO), dan mobile controlled handoff (MCHO) [1],[19]. 1. Network Controlled Handoff (NCHO) Pada skema ini, bahwa jaringan akan menentukan suatu keputusan untuk handoff berdasarkan pengukuran level sinyal MS dari sejumlah BTS. Kadangkadang jaringan akan mengatur atau menjembatani koneksi antar sebuah BTS lama dengan BTS yang baru, yang bertujuan untuk meminimalkan durasi handoff. Secara umum, proses handoff (termasuk data, transmisi, perpindahan saluran, dan jaringan switching) membutuhkan waktu sekitar 100-200ms. Waktu handoff pada NCHO bisa lebih sampai 10 detik. 19   Universitas Sumatera Utara 2. Mobile Assisted Handoff (MAHO) Proses distribusi protokol MAHO, untuk mengurangi beban sebuah jaringan, MS akan memonitoring dalam pengambilan informasi pengukuran level sinyal yang diterima, dan secara berkala akan mengirim informasi level sinyal tersebut ke BTS. Berdasarkan level sinyal yang diterima MSC atau BTS akan memutuskan kapan terjadinya handoff. Dimana waktu yang diperlukan handoff pada MAHO sekitar 1 detik, pada skema ini MAHO digunakan pada jaringan GSM. 3. Mobile Controlled Handoff (MCHO) Pada skema ini, MS yang akan mengendalikan keputusan proses handoff, dimana MS dan BTS masing-masing mengukur informasi yang diperlukan. Hasil informasi dari BTS akan dikirim ke MS. Kemudian MS mengukur level sinyal dari BTS yang aktif dan memperoleh informasi level interferensi semua kanal. Jenis handoff ini memiliki waktu reaksi singkat (diurutan 0,1 detik), dan ini cocok digunakan pada sistem mikroseluler. MS tidak memiliki informasi tentang kualitas sinyal dari sinyal MS lain, namun keputusan handoff tidak menimbulkan gangguan terhadap interferensi ke MS lain. Keputusan handoff dapat terjadi, jika kekuatan sinyal BTS yang sedang melayani MS lebih rendah dari BTS lainnya, yang ditentukan berdasarkan threshold (ambang batas) tertentu. 20   Universitas Sumatera Utara 2.6 Proses Handoff Poses handoff dapat dibagi ke dalam tiga tahap yang berbeda, yaitu [6]: 1. Tahap inisiasi yaitu membahas tentang masalah link radio termasuk proses monitoring dan efisiensi pengukuran kualitas link radio. 2. Tahap eksekusi yaitu mengacu pada efisiensi manajemen sumber radio dan mencakup strategi pengalokasian kanal. 3. Transfer panggilan actual, dengan tetap memenuhi persyaratan kualitas layanan bagi user. Adapun beberapa variasi parameter dalam mengeksekusi handoff antara lain, berdasarkan intensitas trafik jaringan, bit error rate, level sinyal, perbandingan carrier interferensi, jarak, daya transmisi dan kecepatan [20]. Beberapa metode inisiasi handoff berdasarkan informasi level sinyal, yaitu relatif level sinyal dengan threshold, relatif level sinyal dengan histeresis, dan relatif level sinyal dengan histeresis dan threshold tetap [17],[21],[22]. Suboptimal SDH menginisiasi handoff berdasarkan sinyal degradasi. 2.7 Suboptimal Signal Degradation Handoff Signal Degradation Handoff dideskripsikan sebagai gabungan nilai ekspektasi total jumlah sinyal terdegradasi dan jumlah handoff dengan memvariasikan nilai c untuk mencapai parameter kinerja berdasarkan fungsi keputusan handoff [2]. 21   Universitas Sumatera Utara Metode handoff yang optimal dapat didesain berdasarkan gabungan antara nilai ekspektasi sinyal terdegradasi ] dan ekspektasi jumlah handoff ], masing-masing dinyatakan pada Persamaan 2.4 dan 2.5 [16]. ̅, ∑ ]=∑ E { 2.4 = 1} 2.5 Dimana, ̅, : probabilitas kejadian ̅ , berada dibawah : level sinyal minimum yang masih dapat melayani MS : fungsi keputusan handoff Apabila handoff = 0 handoff , , , sinyal terdegradasi = 1 menyatakan apabila handoff terjadi, sebaliknya jika tidak terjadi. Fungsi proses keputusan handoff , didesain supaya memperoleh tradeoff antara ekspektasi dan ekspektasi jumlah handoff E ], dinyatakan dengan formulasi Bayes pada Persamaan 2.6 [4]. Dimana, c 2.6 0 adalah parameter yang dapat divariasikan sesuai perubahan lingkungan. Secara praktis, lintasan MS tidak dapat diketahui seluruhnya. Dengan membatasi keputusan handoff hanya pada waktu k dan k+1, maka diperoleh solusi suboptimal yang dinyatakan dengan Persamaan 2.7 [2],[16]. 22   Universitas Sumatera Utara 1, ̅ ̅ , | , | 2.7 0, Dengan adalah informasi yang dibutuhkan pada waktu-k. Karena ̅, distribusi bersyarat yang terdiri dari , dan ̅ , adalah Gaussian, maka probabilitas pada Persamaan 2.7 ditentukan oleh syarat mean dan variansi, masing-masing dinyatakan pada Persamaan 2.8 dan 2.9 [2]. ̅, ̅, 1 1 , ̅, log 1 , / , 1 2.8 2.9 Rumus keputusan suboptimal diatas disebut sebagai suboptimal Signal Degradation Handoff, yang ditulis menjadi Persamaan 2.10 [2],[16]. 1, , , 2.10 0, dimana, , ̅, ≜ ≜ 1 √2 / 23   Universitas Sumatera Utara BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pendahuluan Sumber penelitian diperoleh dari studi literature yaitu berupa jurnal, bahan dari internet, kajian dari buku-buku pendukung, baik dalam bentuk hardcopy dan softcopy. Alat bantu yang digunakan dalam penelitian yaitu laptop, software Matlab R2010a. Langkah-langkah pemodelan dan simulasi yang dirancang yaitu : a) Jaringan seluler yang homogen direncanakan terdiri dari 3 BTS yaitu , , , dengan mengasumsikan MS akan bergerak terhadap setiap sampel ke-k disepanjang lintasan lurus. b) Pengukuran laju delay dapat diukur berdasarkan jarak antara setiap titik sampel adalah k =v ), dimana adalah periode waktu sampling. c) Pada sampel kuat sinyal, MS mengukur kuat sinyal secara diskrit dari masing-masing BTS yang berdekatan dimana komponen sinyal ini adalah pathloss, shadow fading. Sampel sinyal tersebut akan diproses dengan menggunakan metode rata-rata eksponensial. d) Pemilihan sinyal rata-rata yang melayani MS, dievaluasi dengan menggunakan metode suboptimal Signal Degradation Handoff (SDH). e) Parameter kinerja handoff yang dievaluasi antara lain jumlah sinyal degradasi, delay, dan jumlah handoff. 24   Universitas Sumatera Utara 3.2 Model Sistem Pada jaringan seluler yang homogen direncanakan terdiri dari 3 BTS yaitu , , dan , dimana masing-masing BTS diletakkan pada sistem , kartesien dengan titik koordinat . Dengan mengasumsikan masing-masing BTS memiliki cakupan sel yang 64.2857 64.2857 61.1765 63.2184 64.3678 60.2410 61.3636 63.0952 60.7143 60.0000 62.2222 60.0000 62.5000 4 BTS 79.4702 76.1905 72.9730 73.2143 75.0000 75.0000 75.0000 72.5664 72.6496 73.2759 73.6842 72.8070 72.5664 72.8814 75.2212 73.9130 75.0000 71.4286 73.1707 73.5043 73.1092 Universitas Sumatera Utara B.8 Data Keluaran Terhadap Ketinggian Antena Mobile Station (MS) Untuk Model Propagasi Hata Tinggi Antena MS (mtr) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 Rataan MODEL PROPAGASI HATA Laju Drop Call Penurunan Drop Call (%) 2 BTS ke 3 BTS ke 2 BTS ke 2 BTS 3 BTS 4 BTS 3 BTS 4 BTS 4 BTS 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 NDC NDC NDC 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 Laju Peningkatan Link Radio 2 BTS 3 BTS 4 BTS 0.0598 0.0458 0.0448 0.0468 0.0349 0.0339 0.0384 0.0278 0.0271 0.0318 0.0230 0.0223 0.0273 0.0192 0.0188 0.0236 0.0163 0.0159 0.0208 0.0140 0.0136 0.0183 0.0122 0.0119 0.0161 0.0108 0.0104 0.0146 0.0095 0.0092 0.0130 0.0084 0.0082 0.0116 0.0076 0.0073 0.0108 0.0068 0.0067 0.0098 0.0062 0.0060 0.0089 0.0056 0.0054 0.0083 0.0051 0.0049 0.0076 0.0047 0.0045 0.0070 0.0042 0.0041 0.0064 0.0039 0.0038 0.0059 0.0036 0.0035 0.0056 0.0033 0.0032 0.0187 0.0130 0.0126 Peningkatan Link Radio 2 BTS 3 BTS 2 BTS ke 3 BTS ke 4 BTS ke 4 BTS 23.4114 2.1834 25.0836 25.4274 2.8653 27.5641 27.6042 2.5180 29.4271 27.6730 3.0435 29.8742 29.6703 2.0833 31.1355 30.9322 2.4540 32.6271 32.6923 2.8571 34.6154 33.3333 2.4590 34.9727 32.9193 3.7037 35.4037 34.9315 3.1579 36.9863 35.3846 2.3810 36.9231 34.4828 3.9474 37.0690 37.0370 1.4706 37.9630 36.7347 3.2258 38.7755 37.0787 3.5714 39.3258 38.5542 3.9216 40.9639 38.1579 4.2553 40.7895 40.0000 2.3810 41.4286 39.0625 2.5641 40.6250 38.9831 2.7778 40.6780 41.0714 3.0303 42.8571 30.4536 2.7116 32.3394 Universitas Sumatera Utara Tinggi Antena MS (mtr) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 MODEL PROPAGASI HATA Ukuran Active Set Threshold Hysteresis Locally Optimal 2 BTS 3 BTS 4 BTS 2 BTS 3 BTS 4 BTS 1.3553 1.3664 1.3665 1.3654 1.3669 1.3664 1.3651 1.3658 1.3655 1.3657 1.3655 1.3678 1.3664 1.3676 1.3654 1.3644 1.3665 1.3675 1.3655 1.3665 1.3650 1.9291 1.9368 1.9385 1.9389 1.9347 1.9353 1.9346 1.9386 1.9381 1.9371 1.9364 1.9374 1.9391 1.9351 1.9366 1.9364 1.9376 1.9384 1.9362 1.9356 1.9381 2.4964 2.5029 2.5044 2.5073 2.5075 2.5084 2.5061 2.5059 2.5079 2.5072 2.5093 2.5072 2.5101 2.5066 2.5080 2.5088 2.5097 2.5067 2.5090 2.5086 2.5084 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.5446 1.5433 1.4897 1.4490 1.2573 1.1992 1.1191 1.1018 1.0884 1.0359 1.0237 1.0471 1.0117 1.0000 1.0118 1.0058 1.0000 1.0059 1.0000 1.0059 1.0060 1.5397 1.5561 1.5179 1.5408 1.5403 1.5595 1.5083 1.5463 1.5581 1.5303 1.5467 1.5626 1.5354 1.5578 1.5623 1.5475 1.5311 1.5564 1.5373 1.5248 1.5411 Optimasi Ukuran Active Set (%) 2 BTS 3 BTS 4 BTS 26.2156 19.9316 38.3232 26.8150 20.3170 37.8281 26.8203 23.1519 39.3907 26.7614 25.2669 38.5474 26.8418 35.0132 38.5723 26.8150 38.0354 37.8289 26.7453 42.1534 39.8149 26.7828 43.1652 38.2936 26.7668 43.8419 37.8723 26.7775 46.5232 38.9638 26.7668 47.1339 38.3613 26.8899 45.9533 37.6755 26.8150 47.8263 38.8311 26.8792 48.3231 37.8521 26.7614 47.7538 37.7073 26.7077 48.0583 38.3171 26.8203 48.3898 38.9927 26.8739 48.1067 37.9104 26.7668 48.3524 38.7286 26.8203 48.0316 39.2171 26.7399 48.0935 38.5624 Universitas Sumatera Utara Tinggi Antena MS (mtr) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 Rataan MODEL PROPAGASI HATA Laju Handover Threshold Hysteresis Locally Optimal 2 BTS 3 BTS 4 BTS 2 BTS 3 BTS 4 BTS 0.0063 0.0099 0.0127 0.0000 0.0034 0.0031 0.0048 0.0087 0.0117 0.0000 0.0034 0.0031 0.0048 0.0085 0.0117 0.0000 0.0032 0.0030 0.0045 0.0081 0.0119 0.0000 0.0026 0.0031 0.0046 0.0081 0.0114 0.0000 0.0019 0.0030 0.0049 0.0086 0.0114 0.0000 0.0016 0.0031 0.0045 0.0087 0.0108 0.0000 0.0010 0.0030 0.0049 0.0083 0.0113 0.0000 0.0008 0.0030 0.0049 0.0082 0.0109 0.0000 0.0006 0.0029 0.0046 0.0079 0.0113 0.0000 0.0002 0.0031 0.0047 0.0082 0.0110 0.0000 0.0001 0.0027 0.0044 0.0078 0.0110 0.0000 0.0003 0.0029 0.0046 0.0083 0.0113 0.0000 0.0001 0.0033 0.0046 0.0080 0.0116 0.0000 0.0000 0.0030 0.0042 0.0079 0.0111 0.0000 0.0001 0.0029 0.0044 0.0084 0.0109 0.0000 0.0000 0.0029 0.0044 0.0078 0.0108 0.0000 0.0000 0.0027 0.0048 0.0076 0.0107 0.0000 0.0001 0.0029 0.0047 0.0077 0.0110 0.0000 0.0000 0.0028 0.0047 0.0080 0.0106 0.0000 0.0001 0.0030 0.0042 0.0075 0.0110 0.0000 0.0000 0.0028 0.0047 0.0082 0.0112 0.0000 0.0009 0.0030 Optimasi Laju Handover (%) 2 BTS 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 3 BTS 65.6566 60.9195 62.3529 67.9012 76.5432 81.3953 88.5057 90.3614 92.6829 97.4684 98.7805 96.1538 98.7952 100.0000 98.7342 100.0000 100.0000 98.6842 100.0000 98.7500 100.0000 88.6760 4 BTS 75.5906 73.5043 74.3590 73.9496 73.6842 72.8070 72.2222 73.4513 73.3945 72.5664 75.4545 73.6364 70.7965 74.1379 73.8739 73.3945 75.0000 72.8972 74.5455 71.6981 74.5455 73.6129 Universitas Sumatera Utara B.9 Data Keluaran Terhadap Perubahan Nilai Hysteresis Add (Hyst_Add) Untuk Model Propagasi Hata Hyst Add (dBm) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rataan MODEL PROPAGASI HATA Laju Drop Call Laju Penurunan Link Radio 2 BTS 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 3 BTS 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 4 BTS 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 BTS 0.0028 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 3 BTS 0.0016 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 4 BTS 0.0016 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0014 0.0013 0.0013 0.0014 0.0014 Universitas Sumatera Utara Hyst Add (dBm) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rataan MODEL PROPAGASI HATA Ukuran Active Set Hysteresis Threshold Locally Optimal 2 BTS 3 BTS 4 BTS 2 BTS 3 BTS 4 BTS 1.0782 1.1862 1.4625 1.0000 1.0000 1.0000 1.1152 1.2899 1.6086 1.0000 1.0000 1.0000 1.1524 1.3933 1.7470 1.0000 1.0000 1.0000 1.1876 1.5114 1.8985 1.0000 1.0000 1.0000 1.2256 1.6225 2.0510 1.0000 1.0000 1.4363 1.2642 1.7291 2.2019 1.0000 1.0000 1.4744 1.2976 1.8084 2.3205 1.0000 1.0000 1.5163 1.3322 1.8757 2.4200 1.0000 1.0000 1.5231 1.3664 1.9339 2.5043 1.0000 1.0000 1.5301 1.2244 1.5945 2.0238 1.0000 1.0000 1.2756 Optimasi Ukuran Active Set 2 BTS (%) 3 BTS 4 BTS 7.2528 15.6972 31.6239 10.3300 22.4746 37.8341 13.2246 28.2279 42.7590 15.7966 33.8362 47.3268 18.4073 38.3667 29.9707 20.8986 42.1664 33.0396 22.9346 44.7025 34.6563 24.9362 46.6866 37.0620 26.8150 48.2910 38.9011 18.3259 37.2840 36.9715 Universitas Sumatera Utara Hyst Add (dBm) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rataan MODEL PROPAGASI HATA Laju Handover Hysteresis Threshold Locally Optimal 2 BTS 3 BTS 4 BTS 2 BTS 3 BTS 4 BTS 0.0058 0.0142 0.0224 0.0000 0.0000 0.0000 0.0055 0.0145 0.0193 0.0000 0.0000 0.0000 0.0056 0.0153 0.0196 0.0000 0.0000 0.0000 0.0056 0.0162 0.0210 0.0000 0.0000 0.0000 0.0055 0.0164 0.0212 0.0000 0.0000 0.0038 0.0049 0.0129 0.0187 0.0000 0.0000 0.0033 0.0052 0.0103 0.0148 0.0000 0.0000 0.0033 0.0051 0.0095 0.0129 0.0000 0.0000 0.0034 0.0048 0.0087 0.0120 0.0000 0.0000 0.0032 0.0053 0.0131 0.0180 0.0000 0.0000 0.0019 Optimasi Laju Handover (%) 2 BTS 3 BTS 4 BTS 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 82.0755 100.0000 100.0000 82.3529 100.0000 100.0000 77.7027 100.0000 100.0000 73.6434 100.0000 100.0000 73.3333 100.0000 100.0000 89.4997 Universitas Sumatera Utara
Pengaruh Parameter Propagasi Terhadap Kinerja Algoritma Soft Handoff.
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Pengaruh Parameter Propagasi Terhadap Kinerja Algoritma Soft Handoff.

Gratis