BAB 2 DASAR TEORI
2.5 Handoff dalam Sistem Seluler
Pada sistem komunikasi seluler bergerak, area cakupan atau pelayanan dibagi ke dalam sel-sel dengan sebuah Base Station (BS) yang melayani masing- masing sel tersebut. Proses pengalihan kanal trafik secara otomatis pada MS yang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan, disebut handoff. Hal ini merupakan bahwa handoff pada dasarnya adalah sebuah panggilan (call) koneksi yang bergerak dari satu sel ke sel lainnya. Apabila terjadi kegagalan handoff akan berakibat dropcall yaitu terputusnya hubungan saat percakapan sedang berlangsung [1],[3].
Dalam sistem seluler, handoff merupakan salah satu komponen penting karena proses handoff harus menjamin kualitas dan kelangsungan hubungan sebuah panggilan. Proses handoff terjadi karena kualitas atau daya ratio turun di bawah nilai yang dispesifikasikan dalam BSC.
Penurunan level sinyal ini dideteksi dari pengukuran yang dilakukan MS maupun BTS. Akibatnya handoff akan ditujukan ke sel dengan sinyal yang lebih besar. Selain itu, handoff dapat terjadi jika trafik dari sel yang dituju sudah penuh. Ketika MS melewati sel, dialihkan ke neighbouring cell, dengan beban trafik yang lebih kecil. Faktor penyebab gagalnya handoff antara lain interferensi yang tinggi, dan area cakupan radio kurang baik [3].
Tujuan handoff yaitu mencegah terjadinya kegagalan panggilan (call termination) ketika user berpindah dari suatu area yang dilingkupi suatu sel dan memasuki kawasan yang dilingkupi sel lain, sehingga panggilan tersebut dapat berpindah ke sel kedua, dan melakukan pergantian kanal apabila terjadi gangguan interferensi yang besar.
2.5.1 Tipe handoff
Handoff dapat diklasifikasikan ke dalam intracell handoff dan Inter-cell handoff. Intracell handoff merupakan transfer panggilan berlangsung dari saluran dalam satu sel ke saluran lain dalam sel yang sama, sedangkan inter-cell handoff adalah transfer panggilan atau sesi ke sel lain [1].
Ada beberapa metode untuk mengelompokkan proses handoff. Pada sub bagian berikut, dirangkum tiga metode yang umum digunakan.
2.5.1.1 Berdasarkan Transfer Kanal diantara BTS
Berdasarkan transfer kanal diantara BTS, mekanisme handoff dibagi atas 2 macam, yaitu [1].
1. Hard handoff
Tipe ini menggunakan metode break before make, yang berarti koneksi MS akan terputus dari BTS yang sedang melayaninya sebelum terkoneksi ke BTS baru. Hard handoff terjadi antara sektor 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].
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
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
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. Kadang- kadang 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.
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.