BAB II
DASAR TEORI
2.1 KonsepSeluler
Dalam sistem komunikasi seluler, informasi dipertukarkan diantara Mobile
Station (MS) dan Base Transceiver Station (BTS) melalui sinyal radio. Setiap
BTS hanya dapat berkomunikasi dengan MS pada area terbatas berdasarkan
daerah cakupan BTS. Dengan sebutan lain, bahwa pengiriman sinyal radio
dibatasi pada rentang frekuensi tertentu, sehingga membutuhkan beberapa BTS
supaya dapat melayani area luas.
Sebuah BTS yang mencakup area tertentu disebut sel. Umumnya pemodelan
sel yang digunakan berbentuk heksagonal berulang dengan bentuk yang sama
dalam seluruh area yang dilayani BTS, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Setiap cakupan sel menyediakan sejumlah kanal tertentu, sehingga sebuah MS
atau lebih, dapat berkomunikasi dengan BTS secara bersamaan. Biasanya kanal
didefenisikan berdasarkan slot waktu, rentang frekuensi, kode sandi atau
kombinasi dari TDMA, FDMA atau CDMA [1,7].
Dalam sistem komunikasi seluler, seiring meningkatnya trafik useratau laju
pertambahan MS, maka dibutuhkan penambahan kapasitas kanal. Dalam
penambahan kapasitas kanal, tidak efektif jika hanya dengan mempertimbangkan
teknik modulasi saja. Solusi untuk penambahan kapasitas kanal dapat juga
dilakukan dengan mengecilkan area sel (mikro sel) dan penggunaan alokasi kanal
kanal pada sistem seluler, perlu dipertimbangkan interferensi yang terjadi, yaitu;
interferensico-channeldanadjacent channel[8].
Sekelompok sel bersebelahan yang menggunakan seluruh alokasi frekuensi
disebutclusterdan banyaknya sel disebut ukuran clusteratau faktor pengulangan
frekuensi. Pada Gambar 2.1 memperlihatkan model sel berbentuk heksagonal
dimana satuclusterterdiri dari tujuh sel.
sel
cluster 2
6 7
1
3
4 5
Gambar 2.1 Model satuclusterdengan tujuh sel
Bedasarkan perbedaan ukuran luas atau cakupan sel, maka sel dikategorikan
menjadi: femto, piko, mikro, makro dan mega sel. Ukuran femto sel biasanya
untuk mengkoneksikan peralatan pribadi seperti laptop. Untuk piko sel biasanya
mencakup area ruangan atau bagian ruangan didalam gedung. Sementara ukuran
mikrosel mencakup daerah urban, makrosel mencakup daerah sub-urban dan
megasel mencakup daerah yang luas sampai ratusan kilometer, yang biasanya
mikrosel
makrosel
pikosel
megasel
satelit
femtosel
gedung
Gambar 2.2Femto-, piko-, mikro-, mega- sel [8].
2.2 Propagasi Gelombang Radio
Pengetahuan tentang karakteristik propagasi radio merupakan prasyarat
dalam perencanaan untuk mendesain sistem komunikasi seluler. Berbeda halnya
dengan komunikasi tetap, bahwa profil lingkungan komunikasiselulersulit untuk
diprediksi. Propagasi gelombang radio sangat ditentukan oleh profil daerah, faktor
benda-benda bergerak, sifat frekuensi radio, kecepatan MS dan sumber-sumber
interferensi.
Mekanisme propagasi sinyal diantara transmitter dan receiver adalah
bervariasi, tergantung pada profil daerah disekitar lingkungan komunikasi seluler.
Mekanisme propagasi sinyal ini mengakibatkan sinyal yang diterima MS
mengalami fluktuasi. Fluktuasi sinyal dapat terjadi dalam tiga mekanisme, yaitu;
reflection,difractiondan hamburan atauscatter[8,9].
2.2.1 Reflection
Reflection atau pemantulan sinyal terjadi ketika sinyal yang merambat
gelombang sinyal tersebut. Pemantulan sinyal ini mengakibatkan sinyal
mengalami redaman. Redaman sinyal akibat reflection dipengaruhi oleh
faktor-faktor seperti; frekuensi radio, sudut sinyal memantul, sifat-sifat material dan
ketebalan bidang permukaan pantulan.Reflection dapat terjadi melalui permukaan
bumi, bangunan dan permukaan dinding [8, 9].
2.2.2 Difraction
Difraction (pembelokan) atau difraksi terjadi ketika sinyal yang merambat
diantara transmitter dan receiver, dihalangi oleh sisi permukaan yang tajam.
Pembelokan sinyal dapat terjadi ke berbagai arah yang bersumber dari sisi
penghalang yang dilalui sinyal tersebut. Gelombang sekunder yang dihasilkan dari
permukaan penghalang dapat mencapai ruangan dan bahkan belakang penghalang,
sehingga menyebabkan lenturan gelombang disekitar penghalang. Pada frekuensi
tinggi, difraksi bergantung pada geometri objek, amplitudo, fasa dan polarisasi
gelombang dimana titik terjadinya difraksi [8, 9].
2.2.3 Scatter
Sinyal akan mengalami scatter atau hamburan ketika membentur benda
yang memiliki dimensi disekitar atau lebih kecil dari dimensi panjang gelombang
sinyal. Benda yang dapat menyebabkan hamburan sinyal, seperti: dedaunan,
kendaraan, tiang-tiang lampu, rambu-rambu lalu lintas dijalan dan perabot dalam
ruangan. Sinyal yang terhalangi oleh benda-benda tersebut, tersebar menjadi
Kinerja sistem komunikasi dipengaruhi oleh efek propagasi sinyal, sehingga
efek propagasi sinyal perlu dipertimbangkan dalam perencanaan. Bila sinyal yang
langsung diterima oleh receiver (mobile station) secara LOS (line of sight), maka
pengaruh difraction dan scatter merupakan masalah kecil, meskipun reflection
dapat berakibat besar. Bila sinyal diterima tidak ada LOS, maka penerimaan
sinyal terutama terjadi melalui difraction dan scatter [10]. Pada Gambar 2.3
memperlihatkan mekanisme propagasi radio (scatter,reflectiondandifraction).
Gambar 2.3Mekanisme propagasi radio.
2.3 Model Propagasi
Dalam sistem komunikasi seluler, MS menerima sinyal dari BTS secara
bervariasi. Variasi level sinyal ini dikelompokkan menjadi tiga komponen, yaitu;
modelpathloss,shadowing dan multipath. Pada Gambar 2.4 menunjukkan ketiga
(dB)
log ( )
Gambar 2.4Pathloss,ShadowingdanFast fadingterhadap jarak
Masing-masing pathloss, shadow fading dan fast fading dijelaskan sebagai
berikut:
2.3.1 Pathloss
Pada komponen pathloss, sinyal diterima MS dari BTS dipengaruhi oleh
tiga sumber rugi-rugi (loss), yaitu; rugi-rugi ruang bebas, rugi-rugi gelombang
tanah dan rugi-rugidifraction. Hal ini mengakibatkan sinyal mengalami redaman
yang bergantung pada beberapa variabel, yaitu: variabel yang dapat dikontrol
seperti: frekuensi, tinggi antena; variabel yang dapat diukur seperti: jarak; dan
variabel tidak dapat dikontrol juga tidak dapat diukur secara pasti seperti: bukit,
topografi lingkungan dan lembah. Jadi, pengaruh keseluruhan faktor ini
diperkirakan sebagai pathloss [11]. Faktor pathloss terjadi akibat sinyal
mengalami rugi-rugi dari pemancar dan pengaruh propagasi dalam kanal radio.
2.3.2 Shadow Fading
Shadowing atau slow fading merupakan fluktuasi daya rata-rata sinyal
terima disekitar letak kejadian fluktuasi cepat, dengan perubahan sinyal yang
lambat. Fenomena shadowing terjadi karena adanya penghalang antara pemancar
dan penerima dilingkungan yang memiliki kontur menonjol seperti: pegunungan,
hutan, bangunan dan persimpangan jalan. Sinyal yang terhalangi akan mengalami
redaman karena sinyal mengalami absorption, reflection, difraction dan scatter.
Variasi sinyal karena shadowing, sebanding dengan panjang objek penghalang
antara pemancar dan penerima, yang terjadi pada jarak 10 sampai 100 m [8, 12].
2.3.3 Fast Fading
Fast fadingterjadi karena sinyal yang merambat daritransmitterkereceiver
dapat melalui beberapa jalur propagasi atau disebut dengan propagasi multipath.
Multipath terjadi karena sinyal dipantulkan dari objek seperti; bangunan, dinding
dan pegunungan, sehingga level sinyal yang diterima merupakan penjumlahan
dari sinyalmultipathyang mengalami perubahan amplitudo, fasa dan sudut datang
dipenerimaan. Hal ini dapat menyebabkan sinyal saling menguatkan (konstruktif)
atau menurunkan (destruktif). Fenomena multipath ini menyebabkan sinyal
diterima mengalami fluktuasi daya cepat atau fast fading dalam waktu singkat
[8,10].
2.4 Model Pengukuran Level Sinyal
Pada sistem komunikasi seluler, level sinyal diterima MS dapat diukur
pengukuran berdasarkan waktu kontinu merupakan pengukuran sebagai fungsi
waktu yang kontinu, sedangkan model pengukuran waktu diskrit merupakan
pengukuran berdasarkan unit sampel level sinyal pada interval waktu tertentu.
Pengukuran level sinyal berdasarkan model waktu kontinu dan model waktu
diskrit, masing-masing dinyatakan pada Persamaan 2.1 dan 2.2 [13,14].
, = , + , + , , ≥ 0
2.1
, = , + , + , , ≥ 0 2.2
Dimana, , menyatakan level sinyal yang diterima MS dari selama waktu kontinu . , menyatakan level sinyal yang diterima MS dari pada unit
sampel sinyal ke- . Ketiga suku penjumlahan dari kedua Persamaan 2.1 dan 2.2,
yaitu; , dan masing-masing mewakili komponen pathloss,shadow fading
danfast fading.
Adapun model pengukuran berdasarkan waktu diskrit merupakan pilihan
lebih akurat secara praktis daripada model pengukuran waktu kontinu untuk
mendapatkan pola handoff. Didalam sistem nyata, pengukuran level sinyal
disampel secara diskrit [13,14].
Komponen sinyal pathloss semakin mengecil seiring jarak MS menjauhi
BTS. Komponen sinyal shadow fading menyebabkan sinyal berfluktuasi dengan
skala besar dan komponen sinyalfast fadingmenyebabkan sinyal fluktuasi dengan
skala kecil [3].
Pada metode handoff, komponen fast fading diabaikan karena memiliki
korelasi jarak yang sangat singkat, yaitu dengan melewatkan sinyal melalui filter
rectangular dan eksponensial untuk memperhalus sinyal berfluktuasi akibat
shadow fading. Metode rata-rata yang dibahas adalah metode eksponensial.
Persamaan level sinyal setelah dirata-ratakan dengan metode eksponensial
berdasarkan waktu diskrit ke- dinyatakan dengan Persamaan 2.3 [3,14,15,16,17].
̅, = ̅, + (1 − ) , 2.3
Dimana ̅, menyatakan sinyal rata-rata , ; = / , dengan
menyatakan interval jarak sinyal disampel; menyatakan jumlah
sinyal sebanyak dirata-ratakan.
2.5Handoffdalam Sistem Seluler
Mobilitas merupakan fitur penting dalam sistem komunikasi seluler
nirkabel. Pada umumnya, layanan dapat tetap kontinu dengan menggunakan
mekanisme handoff atau serah terima layanan yang sedang berlangsung akibat
perpindahan MS dari satu BTS ke BTS lainnya dalam sistem seluler.
Proses handoff membutuhkan sumber daya jaringan untuk rute panggilan
dari BTS yang sedang mengendalikan MS ke BTS kandidat yang akan
mengendalikan MS. Dalam hal ini, jumlah handoff diharapkan minimal untuk
menghindari beban switching yang besar dan juga meminimalkan outage
(kegagalan koneksi) karenadelay handoffyang lama. Perancangan skemahandoff
yang buruk cenderung berakibat pada trafik sibuk yang berakibat pada penurunan
kualitas pelayanan buruk (Quality of Servicerendah ) [5].
Seiring meningkatnya trafik user, maka dilakukan peningkatan kapasitas
dengan konsep pembelahan sel untuk memperkecil daerah sel. Pembelahan sel ini
Daerah cakupan BTS atau sel yang semakin kecil karena pembelahan sel,
berakibat pada meningkatnya frekuensi jumlah MS yang melintasi daerah
perbatasan antar sel, sehingga dapat berdampak pada meningkatnya frekuensi
handoffyang terjadi.
Frekuensi handoff yang terjadi harus dikaji berdasarkan konsep fungsi
manajemen untuk mengefisiensikan metode handoff. Fungsi manajemen yang
dimaksud adalah upaya pencegahan menggunakan sumber transmisi radio yang
mahal, sementara mendapatkan standarQuality of Service (QoS) yang diharapkan
disisiuser[6].
Handoff merupakan elemen penting dalam sistem komunikasi seluler.
Sel-sel BTS menggunakan pembagian pita frekuensi, sehingga diperlukan fasilitas
koordinasi antara Mobile Station (MS), Base Tranceiver Station (BTS) yang
sedang aktif melayani MS dan BTS kandidat yang potensial melayani MS untuk
tetap menjaga kekontinuan layanan ketika terjadi perpindahan kanal.
2.5.1 TipeHandoff
Ada banyak metode untuk mengelompokkan proses handoff. Pada
sub-bagian berikut, dirangkum tiga metode yang umum digunakan.
2.5.1.1 Berdasarkan Transfer Kanal diantara BTS
Handoff berdasarkan transfer kanal diantara BTS, terdiri dari 2 bagian, yaitu [8]:
1. Soft handoff
Soft handoffterjadi apabila MS terkoneksi dengan dua atau lebih BTS dalam
lama telah diputuskan. Kejadian ini disebut dengan make before break.
Dalam sistem ini, karena sel-sel menggunakan frekuensi yang sama, maka
tidak perlu terjadi pergantian kanal ketika terjadi perubahan BTS dalam
melayani MS. Ilustrasi dari soft handoff ini ditunjukkan seperti pada
Gambar 2.5a.
2 1
3
1
2 3
Gambar 2.5a).Soft handoff dan b).Hard handoff.
2. Hard handoff
Pada tipe hard handoff, koneksi MS akan terputus dari BTS yang sedang
melayaninya sebelum terkoneksi ke BTS baru. Hal ini dikenal dengan
sebutan break before make. Pada prinsipnya, bahwalinklama akan terputus
dan link yang baru harus terbangun secepat mungkin, supaya
mempertahankan kualitas pelayanan. Lamanya waktu komunikasi terputus
dalam sistem GSM berbasis TDMA kira-kira 100 ms. Ketika handoff ini
tanpa disadari user. Disisi lain, pada transmisi data akan terjadi transmisi
data secara berulang, yang mengakibatkan terjadinya antrian dalam sistem.
Ilustrasi darihard handoffini ditunjukkan seperti pada Gambar 2.5b.
2.5.1.2Handoffdalam Jaringan Seluler
Handoff dalam sistem jaringan Global System for Mobile (GSM) dapat
melibatkan banyak elemen jaringan seperti:Base Transceiver Station (BTS),Base
Station Controlled (BSC) dan Mobile Switching Center (MSC). Proses handoff
yang melibatkan banyak elemen jaringan berakibat pada mahalnya kejadian
handoff [8]. Pada Gambar 2.6 mengilustrasikan elemen-elemen yang terlibat
dalam proseshandoffdalam jaringan GSM.
Gambar 2.6Handoffdalam elemen jaringan seluler (a) Handoff intersel atau intra BSC (b) Handoff inter BSC atau intra MSC (c) Handoff inter MSC atau intra sistem.
Handoffdapat terjadi antara sektor dalam sel yang sama. Handoffini sering
dikelompokkan sebagaihandoffintra sel atau inter sel dengan mempertimbangkan
1. Handoffintra sel
Handoff intra sel terjadi antara dua slot waktu atau saluran di BTS yang
sama.
2. Handoffinter sel atau intra BSC
Handoffinter sel terjadi antara dua BTS yang terhubung ke BSC yang sama.
3. Handoffinter BSC atau intra MSC
Handoff inter BSC terjadi dalam dua BTS yang terhubung ke BSC yang
berbeda dengan MSC yang sama.
4. HandoffInter MSC atau intra sistem
Handoff inter MSC terjadi diantara dua BTS yang terhubung ke BSC yang
berbeda dengan MSC juga berbeda.
5. Handoffinter sistem
Handoff inter sistem adalah handoff antara dua BTS yang terhubung ke
MSC yang berbeda dari dua PCS jaringan yang berbeda.
2.5.1.3 ProtokolHandoff
Pada protokol handoff, eksekusi handoff dapat terjadi berdasarkan proses
pengambilan keputusan yang tersentralisasi atau desentralisasi, misalnya:
keputusan handoff dapat dilakukan di MS atau BTS. Dari sudut pandang ini,
dikenal tiga jenis keputusanhandoff, yaitu [7,18]:
1. Network Controlled Handoff( NCHO )
Pada protokol NCHO, bahwa jaringan mengambil keputusan untuk handoff
jaringan menjembatani koneksi antara BTS lama dengan BTS baru dan
meminimalisasi durasihandoff.
2. Mobile Assisted Handoff( MAHO )
Untuk mengurangi beban jaringan, MS bertanggungjawab untuk mengambil
informasi pengukuran level sinyal yang diterima dan secara berkala
mengirim informasi level sinyal tersebut ke BTS. Berdasarkan informasi
pengukuran sinyal yang diterima, BTS atau MSC akan memutuskan kapan
handoff. MAHO digunakan dalam GSM. Waktu eksekusi handoff sekitar 1
detik [7].
3. Mobile Controled Handoff( MCHO )
Pada MCHO, MS sepenuhnya mengambil keputusan handoff, dimana MS
dan BTS masing-masing mengukur informasi yang diperlukan. Hasil
informasi dari BTS akan dikirim ke MS. MS mengukur level sinyal dari
BTS yang aktif dan memperoleh informasi level interferensi semua kanal.
MS tidak mempunyai informasi tentang kualitas sinyal dari MS lain, tetapi
keputusan handoff yang dibuat seharusnya tidak boleh menyebabkan
interferensi ke MS lain. Keputusan handoff akan terjadi, jika level sinyal
BTS yang sedang melayani MS lebih rendah dari BTS lainnya, yang
ditentukan berdasarkantresholdtertentu.
2.6 ProsesHandoff
Proseshandoffdapat dibagi kedalam tiga tahap yang berbeda, yaitu [19]:
1. Tahap inisiasi yaitu: membahas tentang masalah link radio
2. Tahap eksekusi yaitu: mengacu pada efisiensi manajemen sumber
radio dan juga meliputi strategi pengalokasian kanal.
3. Transfer panggilan aktual, dengan tetap memegang syarat kualitas
layanan bagiuser.
Adapun beberapa variasi parameter dalam mengeksekusi handoff. yaitu;
berdasarkan level sinyal, intensitas trafik jaringan, perbandingan carrier
-interferensi, bit error rate, jarak, daya transmisi dan kecepatan [20]. Eksekusi
handoffberdasarkan informasi sinyal terdiri dari metode yang bervariasi.
Adapun beberapa metode inisiasi handoff berdasarkan informasi level
sinyal, yaitu: relatif level sinyal, relatif level sinyal dengan treshold, relatif level
sinyal dengan histeresis, dan relatif level sinyal dengan histeresis dan treshold
tetap [3,4,16]. Histeresis adaptif dengan nilainya dinamik berdasarkan informasi
jarak [21]. Suboptimal SDH menginisiasi handoff berdasarkan degradasi sinyal
[15]. Berikut ini dijelaskan masing-masing metode tersebut sebagai berikut:
2.6.1 Metode Relatif Kuat Sinyal
Pada metode Relatif Kuat Sinyal, BTS yang akan melayani MS dipilih
berdasarkan perhitungan sinyal rata-rata terkuat yang diterima MS dari BTS.
Metode ini menghasilkan banyaknya kejadian handoff yang tidak perlu, bahkan
ketika sinyal BTS yang sedang melayani MS berada pada tingkat kualitas sinyal
2.6.2 MetodeThreshold
Pada metode Threshold, handoff terjadi jika level sinyal BTS yang sedang
aktif cukup lemah (berada dibawah level threshold tertentu), sementara BTS
tetangga memiliki sinyal yang lebih tinggi. Nilai threshold bergantung pada
perbandingan relatif level sinyal dari dua BTS dimana keduanya berada pada titik
yang sama.
Jika threshold lebih tinggi dari nilai , seperti ditunjukkan pada Gambar
2.7, maka Metode Threshold ini bekerja seperti Relatif Kuat Sinyal, sehingga
handoff terjadi pada posisi A. Jika threshold lebih tinggi dari nilai seperti
diperlihatkan pada Gambar 2.7, maka MS akan menunda handoff sampai level
sinyal BTS yang sedang melayani MS melewati threshold di posisi B. Pada
threshold diposisi D, tundaan akan begitu lama sehingga MS masih dilayani
oleh BTS , sehingga MS menyimpang terlalu jauh ke daerah sel BTS kandidat.
Hal ini menurunkan kualitas dari link komunikasi BTS dan dapat menyebabkan
panggilan drop. Selain itu hasil ini menambah interferensi co-channel pada MS.
Jadi, skema ini dapat menciptakan cakupan sel yang tumpang tindih.
Threshold tidak secara tunggal digunakan dalam praktek karena
efektifitasnya tergantung pada pengetahuan sebelumnya dari persilangan level
Kuat sinyal
Gambar 2.7Skema inisiasi keputusanhandoffdiantara dua BTS.
2.6.3 Metode Histeresis
Pada metode Histeresis, MS akan handoff dari BTS ke BTS jika level
sinyal BTS lebih besar daripada BTS (BTS yang sedang melayani atau aktif)
sebesar margin histeresis, H seperti diperlihatkan pada Gambar 2.7. Pada kasus ini
handoffterjadi pada titik C.
Teknik ini mencegah efek ping-pong, yaitu: handoff terjadi secara berulang
diantara dua BTS atau lebih karena sinyal berfluktuasi dengan cepat diterima oleh
MS dari setiap BTS. Jadi, handoff pertama mungkin tidak diperlukan jika BTS
yang sedang aktif masih memiliki level sinyal yang cukup [3,4,16].
2.6.4 MetodeThresholddengan Histeresis
Pada metode Threshold dengan Histeresis, handoff akan diawali jika level
sinyal BTS yang sedang melayani MS berada dibawah level threshold tertentu
2.6.5 Metode Histeresis Adaptif
Pada metode Histeresis Adaptif, inisiasi handoff terjadi apabila level sinyal
BTS kandidat yang akan melayani MS, lebih besar dari pada level sinyal BTS
yang sedang aktif melayani MS. Nilai histeresis adaptif merupakan fungsi jarak,
sehingga nilainya berubah secara dinamik, yang ditulis dengan Persamaan 2.4
[21].
= 20 1 − , 0 2.4
dimana, = jarak antara MS terhadap BTS yang sedang melayani, = radius sel.
Histeresis berubah-ubah diantara 0 sampai 20 . Histeresis semakin besar
ketika jarak MS dengan BTS semakin dekat, sebaliknya histeresis semakin kecil
ketika MS semakin menjauhi BTS yang melayaninya. Metode ini dapat
mengurangi jumlah handoff tidak perlu dengan tetap memelihara kualitas sinyal.
Histeresis yang berubah-ubah sebagai fungsi jarak , diilustrasikan pada
Gambar 2.8.
2.6.6 Suboptimal Signal DegradationHandoff
Metode handoff yang optimal dapat didesain berdasarkan gabungan nilai
ekspektasi sinyal terdegradasi [ ] dan ekspektasi jumlah handoff [ ],
masing-masing dinyatakan dengan Persamaan 2.5 dan 2.6 [15].
[ ] = ∑ ̅, < 2.5
[ ] = ∑ { = 1} 2.6
Dimana ̅, < merupakan probabilitas kejadian ̅, berada dibawah
. merupakan level sinyal minimum yang masih dapat melayani MS.
menyatakan fungsi keputusan handoff, dimana = 1 menyatakan apabila
handoff terjadi, sebaliknya = 0 menyatakan handoff tidak terjadi. Fungsi
proses keputusan handoff = [ , , …, ], didesain supaya diperoleh
tradeoff antara ekspektasi sinyal terdegradasi [ ] dan ekspektasi jumlah
handoff [ ], yang dinyatakan dengan formulasi Bayes pada Persamaan 2.7 [2].
[ ] + [ ] 2.7
Dimana > 0 adalah parameter yang dapat divariasikan sesuai perubahan
lingkungan. Formulasi Bayes berdasarkan Persamaan 2.7, diselesaikan
berdasarkan pemrograman dinamik yang telah dibahas pada jurnal (2,15,19).
Secara praktis lintasan MS tidak dapat diketahui seluruhnya. Dengan
membatasi keputusan handoff hanya pada waktu dan + 1, maka diperoleh
solusi suboptimal yang dinyatakan dengan Persamaan 2.8 [15].
=
1, ̅ ( ), < | +
< ̅ ( ), < |
0,
Dengan adalah informasi yang dibutuhkan pada waktu . Karena distribusi
bersyarat ̅, yang terdiri dari , dan ̅, adalah Gaussian, maka probabilitas
pada Persamaan 2.8 ditentukan oleh syarat mean dan variansi, masing-masing
dinyatakan pada Persamaan 2.9 dan 2.10.
̅, = ̅, + (1 − )[ , + (1 − ) − log , / , ] 2.9
̅, = = ( 1 − ) ( 1 − ) 2.10
Rumus keputusan suboptimal diatas disebut sebagai suboptimal Signal
Degradation-Handoff, yang ditulis menjadi Persamaan 2.11 [15].
=
1, ( ( ) , ) + < ( ) ,
0,
2.11
dimana, ( , ) − + ̅,
( ) 1
√ 2
/
Adapun metode handoff diatas, dapat dikelompokkan secara kualitatif yang
Tabel 2.1Perbandingan metodehandoffsecara kualitatif No
Metodehandoff Parameter
kontrol Deskripsi
1 Relatif kuat sinyal interval jarak rata-rata
Interval jarak rata-rata yang besar mengurangi handoff ping-pong, menimbulkan banyaknyahandofftidak perlu.
2 Threshold threshold Treshold yang tinggi menimbulkan handoff tidak perlu, Treshold yang terlalu rendah dapat menimbulkan delay terlalu lama dan dapat berakibat pada kejadian drop serta interferensico-channel.
3 Histeresis margin
histeresis
Mencegahhandoffping-pong, histeresis terlalu besar berakibat pada delay terlalu lama, dapat menciptakanhandofftidak perlu danhandoffke sel yang salah
4 Thresholddengan histeresis
histeresis dan threshold
Mengurangihandofftidak perlu,delay handofftinggi
5 Histeresis adaptif histeresis Histeresis berubah-ubah sebagai fungsi jarak sehingga mengurangi probabilitas handofftidak perlu
6 Signal Degradation Handoff
2.7 Mekanisme EvaluasiHandoff
Ada tiga mekanisme dasar yang digunakan untuk mengevaluasi kinerja
metodehandoff, yaitu; pendekatan analitis, simulasi dan emulsi [7].
2.7.1 Pendekatan Analitis
Pada pendekatan analitis, secara cepat dapat diperoleh ide tentang kinerja
dari beberapa metodehandoffuntuk skenariohandoffyang sederhana. Pendekatan
ini akan valid jika dibatasi pada kondisi tertentu, misalnya; mengasumsikan profil
level sinyal.
Pada kenyataannya, prosedur handoff sangat kompleks dan tidak memiliki
memori. Hal ini menyatakan bahwa pendekatan secara analitis tidak realistis.
Dalam kondisi sebenarnya, pendekatan ini begitu kompleks dan membutuhkan
proses matematis yang rumit.
2.7.2 Pendekatan Simulasi
Pada pendekatan simulasi, untuk mengevaluasi kinerja metodehandoffdapat
dilakukan dengan menggabungkan gambaran parameter sistem seluler dan
lingkungan yang mempengaruhi sistem seluler itu. Beberapa model simulasi,
cocok untuk mengevaluasi tipe metode handoff yang berbeda. Hal ini dilakukan
berdasarkan skenario handoff yang bervariasi dirancangkan dan yang banyak
digunakan dalam literatur.
Pada umumnya, pendekatan simulasi digunakan untuk membandingkan
metode handoff yang berbeda dan juga menyediakan pengetahuan tentang
harga efektif untuk mengevaluasi mekanisme handoff. Pendekatan analitis
menyumbangkan pengetahuan tentang perilaku handoff dengan cepat, sementara
simulasi menyediakan skenario handoff yang kompleks. Oleh karena itu,
kombinasi dari pendekatan analitis dan simulasi menyumbangkan manfaat yang
lebih bagus untuk mengevaluasihandoff.
Model simulasi biasanya terdiri dari satu atau lebih komponen berikut;
model sel, model propagasi, model trafik dan model pergerakan. Pada Gambar 2.9
ditunjukkan komponen dari tipe model simulasi.
Gambar 2.9Komponen model simulasi [7].
Model sel, model propagasi, model trafik dan model pergerakan dijelaskan
sebagai berikut:
1. Model sel
Model sel berkaitan dengan perencanaan sel berdasarkan lingkungannya,
seperti; mikrosel dan makrosel. Sel juga dapat dianggap berbentuk
lingkaran, heksagonal untuk mempertimbangkan handoff diantara dua atau
lebih sel.
Model simulasi
Model sel
Model propagasi
Model pergerakan
Shadowing fading
Pathloss
2. Model propagasi
Kinerja sistem komunikasi seluler secara signifikan dipengaruhi oleh kanal
radio. Perambatan gelombang melalui kanal radio memiliki mekanisme
berbeda, yaitu;reflection,difractiondanscatter.
Model propagasi dibedakan untuk propagasi outdoor dan indoor.
Berdasarkan tipe lingkungan, model propagasi dibedakan untuk daerah
urban dan rural. Berdasarkan karakteristik propagasinya, model propagasi
dibedakan untuk mikrosel dan makrosel. Model propagasi biasanya terdiri
dari pathloss, model fading lambat atau shadow fading dan model fading
cepat ataufast fading.
3. Model pergerakan
Mobile Station memiliki kecepatan berbeda pada waktu-waktu tertentu.
Arah pergerakan MS juga berubah-ubah pada waktu-waktu tertentu.
2.7.3 Pendekatan Emulsi
Pada pendekatan emulsi menggunakan software simulator yang
menyediakan metode handoff untuk melakukan proses pengukuran variabel,
misalnya; level sinyal dan bit error rate. Pada kenyataannya, pengukuran
propagasi didasarkan atas simulasi dengan keuntungan menyediakan pengetahuan
lebih baik tentang kanal radio dan pengukuran data yang lebih akurat. Kelemahan
utama pendekatan emulsi adalah ketika memerlukan pengukuran secara periodik
dan tidak sesuai untuk membandingkan metodehandoffpada platform yang sama.
