BAB 2 DASAR TEORI. Selain istilah sel, pada sistem seluler dikenal pula istilah cluster yaitu kumpulan

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 Konsep Seluler

Sel (cell) merupakan unit geografi terkecil dalam jaringan seluler. Ukuran sel yang berbeda-beda dipengaruhi oleh keadaan geografis dan besar trafik yang akan di layani. Sel yang memiliki kepadatan trafik tinggi ukuran sel dibuat kecil dan sel yang memiliki kepadatan trafik rendah ukuran sel dibuat lebih besar. Selain istilah sel, pada sistem seluler dikenal pula istilah cluster yaitu kumpulan dari sel.

Pada sistem seluler semua daerah dapat dicakup tanpa adanya gap sel satu dengan yang lain sehingga bentuk sel secara heksagonal lebih mewakili di banding bentuk lingkaran (Gambar 2.1). Bentuk lingkaran lebih mewakili persebaran daya yang ditransmisikan oleh antena. Bentuk seperti itu adalah bentuk

ideal, di dalam prakteknya bentuk seperti itu tidak pernah ditemukan, karena

radiasi antena tidak bisa membentuk daerah cakupan seperti itu, disamping itu keadaan geografis (kontur) turut mempengaruhi bentuk sel, sehingga bentuk sel sebenarnya bisa digambarkan seperti Gambar 2.2[6].

Gambar 2.2 Bentuk Sel Sebenarnya[6].

Berdasarkan jenis antena yang digunakan, sel dapat dibagi menjadi dua yaitu sel omnidireksional dan sel sektoral pada Gambar 2.3[6]. Sel omnidireksional hanya mampu melayani dengan luasan yang sempit. Pada sel sektoral terdapat tiga arah pancaran, yang masing-masing melingkupi area sebesar 120o.

Gambar 2.3 Jenis Antena[6].

Satu sel akan dilayani oleh site. Dalam satu site bisa memiliki lebih dari satu sel. Setiap site biasanya terdiri atas sebuah menara (tower) antena dan shelter. Ada juga yang hanya menjadi pengulang (repeater) untuk minilink saja. Penempatan site biasanya dilakukan di atas tanah, namun untuk daerah yang padat

site ditempatkan di atas gedung-gedung yang tinggi. Konfigurasi site dapat dilihat

pada Gambar 2.4[6]. . 1200 1200 1200 300 300

Gambar 2.4 Konfigurasi Site[6] Menara (1)

Menara digunakan untuk meletakkan berbagai macam antena. seperti antena sektoral, dan radio transmisi (minilink). Tinggi menara disesuaikan dengan kebutuhan.

Shelter (2)

Shelter terbuat dari bahan sejenis besi sebagai tempat untuk menyimpan

berbagai komponen site seperti: BTS, perangkat transmisi, baterai-BFU (Battery

Fuse Unit), fan unit, cooling unit/air condinditioner, heating unit.

Dengan adanya pengulangan frekuensi, kelompok-kelompok sel yang menggunakan frekuensi yang sama membentuk sebuah cluster (N), seperti Gambar 2.1. Dimunculkan parameter i dan j untuk menentukan cluster-cluster yang berbeda dengan N=i2+ij+j2. Nilai N misalkan N = 7, tergantung persyaratan C/I yang diperbolehkan oleh sistem. Dengan nilai N tersebut, maka perbandingan jarak antara dua sel berfrekuensi sama terhadap jari-jari sel R dapat diketahui :

Dimana q = faktor co-channel reduction, apabila nilai q meningkat maka C/I juga naik. D = diameter (km), R = radius (km), N = jumlah cluster 1 2 q = 𝐷𝐷 𝑅𝑅 = N3 (2.1)

2.2 Propogasi Gelombang Radio

Propagasi merupakan peristiwa perambatan gelombang radio dari antena pemancar ke antena penerima. Gelombang radio suatu gelombang yang terdiri dari garis-garis listrik dan garis-garis gaya magnet yang merambat di ruang bebas dengan kecepatan cahaya.

Propagasi gelombang radio atau gelombang elektromagnetik pada umumnya dipengaruhi oleh banyak faktor dalam bentuk yang sangat kompleks yaitu :

1. Kondisi yang sangat bergantung pada keadaan cuaca 2. Fenomena luar angkasa yang tidak menentu

Mekanisme dasar propagasi gelombang elektromagnetik bermacam-macam, tetapi secara umum dapat dikategorikan menjadi tiga yaitu: refleksi, difraksi, dan scattering.

2.2.1 Refleksi (Pantulan)

Refleksi atau pantulan terjadi pada saat suatu sinyal bertumbukan dengan suatu permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang sinyal. Pemantulan sinyal ini mengakibatkan sinyal mengalami redaman. Redaman sinyal akibat refleksi dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti; frekuensi radio, sudut sinyal memantul, sifat-sifat material dan ketebalan bidang permukaan pantulan. Refleksi dapat terjadi melalui permukaan bumi, bangunan dan permukaan dinding [7, 8].

2.2.2 Difraksi (Pembelokkan)

Difraksi terjadi saat lintasan dari gelombang dihalangi oleh permukaan yang tidak teratur (tajam dan kecil). Difraksi memungkinkan gelombang radio

merambat sepanjang permukaan bumi yang berbeda-beda ketinggiannya. 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 [7,8].

2.2.3 Scattering ( Hamburan)

Scattering (Hamburan) terjadi ketika perambatan gelombang

elektromagnetik dihalangi oleh media yang mempunyai ukuran dimensi lebih kecil jika dibandingkan dengan panjang gelombang yang dikirim dari transmitter sehingga menyebabkan pemantulan ke segala arah.

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 difraksi dan scattering merupakan masalah kecil, meskipun refleksi dapat berakibat besar. Bila sinyal diterima tidak ada LOS, maka penerimaan sinyal terutama terjadi melalui difraksi dan scattering [8]. Pada Gambar 2.5 memperlihatkan mekanisme propagasi radio (difraksi, refleksi, dan scattering).

Gambar 2.5 Mekanisme Propagasi Gelombang Radio [9]

2.3 Karakteristik Propagasi Gelombang Radio

Ada beberapa karakteristik propagasi gelombang radio yaitu fast fading,

shadow fading, redaman propagasi (path loss). 2.3.1 Fast Fading

Fast Fading adalah fluktuasi fasa, polarisasi atau level daya terima sebagai

fungsi waktu. Umumnya fast fading disebabkan oleh pengaruh mekanisme propagasi terhadap gelombang radio seperti: refleksi, refraksi, difraksi, dan lain-lain. Faktor yang mempengaruhi fading antara lain :

a. Propagasi multipath.

b. Kecepatan pergerakan receiver. c. Kecepatan gerak objek lain. d. Bandwidth transmisi dari sinyal.

Dengan kata lain fast fading diakibatkan oleh kondisi geometri dan meteorologi lingkungan. Fast fading menyebabkan suatu kondisi dimana sinyal yang diterima terlalu buruk untuk dilakukan pemrosesan sinyal[7].

2.3.2 Shadow Fading

Shadow fading atau shadowing 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 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 [7].

2.3.3 Redaman Propagasi (Path Loss)

Redaman propagasi (Path Loss) adalah besarnya daya yang hilang dalam menempuh jarak tertentu. Besarnya redaman ditentukan oleh kondisi alam seperti tidak adanya halangan antara pemancar dengan penerima. Redaman sangat dipengaruhi oleh jarak antara pemancar dengan penerima dan frekuensi yang digunakan. Adanya pemantulan dari beberapa objek dan pergerakan mobile

station menyebabkan kuat sinyal yang diterima oleh mobile station bervariasi dan

sinyal yang diterima tersebut mengalami path loss.

Path loss dipengaruhi pula oleh kontur medan, kondisi lingkungan, udara

sekitar, jarak antara transmitter dan receiver, juga tinggi dan lokasi antena. Level daya yang diterima antena penerima akan lebih kecil dari pada level daya antena pemancar sehingga kualitas telekomunikasi nirkabel menurun. Nilai path loss eksponen (𝜂𝜂) diperlukan untuk menentukan kualitas jaringan pada suatu tipe daerah karena adanya penghalang sinyal yang akan diterima[8].

2.4 Model Pengukuran Level Sinyal

Pada sistem komunikasi seluler, level sinyal diterima MS dapat diukur secara model waktu kontinu ataupun secara model waktu diskrit. Pada model 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 2.2 dan 2.3 [10,11].

𝑆𝑆𝑖𝑖,𝑡𝑡 = 𝑚𝑚𝑖𝑖,𝑡𝑡+ 𝑊𝑊𝑖𝑖,𝑡𝑡+ 𝑍𝑍𝑖𝑖,𝑡𝑡 , 𝑡𝑡 ≥ 0 (2.2)

𝑆𝑆_{𝑖𝑖,𝑘𝑘} = 𝑚𝑚_{𝑖𝑖,𝑘𝑘}+ 𝑊𝑊_{𝑖𝑖,𝑘𝑘}+ 𝑍𝑍_{𝑖𝑖,𝑘𝑘} , 𝑘𝑘 ≥ 0 (2.3) Dimana, 𝑆𝑆_{𝑖𝑖,𝑡𝑡} menyatakan level sinyal yang diterima MS dari 𝐵𝐵𝐵𝐵𝑆𝑆_𝑖𝑖 selama waktu kontinu 𝑡𝑡. 𝑆𝑆_{𝑖𝑖,𝑘𝑘} menyatakan level sinyal yang diterima MS dari 𝐵𝐵𝐵𝐵𝑆𝑆_𝑖𝑖 pada unit sampel sinyal ke-𝑘𝑘. Ketiga suku penjumlahan dari kedua Persamaan 2.2 dan 2.3, yaitu; 𝑚𝑚, 𝑊𝑊 dan 𝑍𝑍 masing-masing mewakili komponen pathloss, shadow fading dan fast 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 [10,11].

Komponen sinyal path loss semakin mengecil seiring jarak MS menjauhi BTS. Komponen sinyal shadow fading menyebabkan sinyal berfluktuasi dengan skala besar dan komponen sinyal fast fading menyebabkan sinyal fluktuasi dengan skala kecil [12].

Pada metode handoff, komponen fast fading diabaikan karena memiliki korelasi jarak yang sangat singkat, yaitu dengan melewatkan sinyal melalui filter

lowpass. Kemudian sinyal dirata-ratakan dengan metode rata-rata seperti; 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-𝑘𝑘 dinyatakan dengan Persamaan 2.4 [3,11,13,14,15].

𝑆𝑆̅_{𝑖𝑖,𝑘𝑘} = 𝑏𝑏𝑆𝑆̅_{𝑖𝑖,𝑘𝑘−1}+ (1 − 𝑏𝑏)𝑆𝑆_{𝑖𝑖,𝑘𝑘} (2.4) Dimana 𝑆𝑆̅_{𝑖𝑖,𝑘𝑘} menyatakan sinyal rata-rata 𝑆𝑆_{𝑖𝑖,𝑘𝑘}; 𝑏𝑏 = 𝑒𝑒−𝑑𝑑𝑠𝑠/𝑑𝑑𝑟𝑟𝑟𝑟𝑡𝑡𝑟𝑟 −𝑟𝑟𝑟𝑟𝑡𝑡𝑟𝑟 _{, dengan}

𝑑𝑑𝑠𝑠 menyatakan interval jarak sinyal disampel; 𝑑𝑑𝑟𝑟𝑟𝑟𝑡𝑡 𝑟𝑟−𝑟𝑟𝑟𝑟𝑡𝑡𝑟𝑟 menyatakan jumlah

sinyal sebanyak 𝑑𝑑_{𝑟𝑟𝑟𝑟𝑡𝑡𝑟𝑟 −𝑟𝑟𝑟𝑟𝑡𝑡𝑟𝑟} dirata-ratakan.

2.5 Handoff dalam Seluler

Salah satu fasilitas didalam sistem seluler untuk menjamin adanya kontinuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu sel ke sel yang lain adalah handoff. Handoff merupakan proses pengalihan kanal trafik secara otomatis pada Mobile Station (MS) yang sedang digunakan untuk berkomunikasi tanpa terjadinya pemutusan hubungan. Hal ini menjelaskan bahwa handoff pada dasarnya adalah sebuah “call” koneksi yang bergerak dari satu sel ke sel lainnya. Secara umum handoff dapat didefenisikan sebagai prosedur, dimana ada perubahan layanan pada MS dari satu Base Station (BS) ke BS yang lain. Proses ini memerlukan alat pendeteksi untuk mengubah status dedicated node (persiapan

handoff) dan alat untuk menswitch komunikasi yang sedang berlangsung dari

untuk sebuah handoff dibuat oleh Base Station Centre (BSC), yaitu dengan mengevaluasi secara permanent pengukuran yang diambil oleh BTS dan MS. Pengukuran daya rata-rata (Px) oleh BSC dibandingkan dengan nilai ambang batas (treshold), jika Px melebihi nilai treshold maka dimulai proses handoff dengan mencari sebuah sel target yang cocok. Sehingga handoff diperlukan pada saat kualitas signal yang diterima MS lebih kecil dibandingkan dengan threshold ,

kualitas dikonversi dengan Eb/I0.

Eb/I0 atau Eb/N0 merupakan perbandingan antara energi tiap bit sinyal informasi terhadap sinyal interferensi atau sinyal derau (noise) yang menyertainya. Pada intinya adalah perbandingan antara kuat sinyal yang dikehendaki terhadap kuat sinyal yang tidak dikehendaki. Makin besar nilai Eb/I0 akan makin memberikan performansi yang lebih baik.

Pada komunikasi seluler, proses handoff didasarkan pada proses transfer pada percakapan yang sedang berlangsung (ongoing call) atau transfer data (data

session) dari satu kanal yang terkoneksi pada satu jaringan kepada jaringan

lainnya. Terdapat beberapa alasan mengapa handoff dapat terjadi :

1. Saat mobile station (MS) bergerak dari coverage area Site Base Station (SBS) yang melayaninya menuju coverage area Transmitter Base Station (TBS) sehingga percakapan atau pengiriman data dari SBS ditransfer ke TBS dengan tujuan untuk mencegah terjadinya pemutusan proses percakapan atau pengiriman data yang sedang berlangsung saat MS keluar area layanan SBS. 2. SBS dengan kapasitas beban koneksi yang telah melewati batas yang

ditentukan dapat mentransfer MS yang berada pada daerah layanan SBS yang juga overlap dengan daerah layanan BS terdekat dengan tujuan untuk

memberikan kapasitas layanan kepada MS yang hanya terkoneksi atau dilayani oleh SBS tersebut.

Secara luas handoff dapat di golongkan dalam dua kategori yaitu: hard dan

soft handoff. Hard handoff selanjutnya dibagi atas dua jenis yang berbeda yaitu: intra dan inter cell handoff. Begitu juga dengan soft handoff dimana digolongkan

atas dua jenis yaitu: multiway soft handoff dan softer handoff. Hard handoff merupakan “break before make” connection. Dibawa kendali dari Mobile

Switching Center (MSC) BS menjalankan proses handoff pada MS dan kemudian

memutuskan koneksi dimana dapat dijelaskan bahwa koneksi antara MS dengan SBS lebih dulu diputuskan sebelum atau saat MS ditransfer menuju daerah layanan TBS. Hard handoff digunakan pada frequency division multiple access (FDMA) dan time division multiple access (TDMA), dimana frekuensi yang berbeda digunakan pada channel yang berdekatan agar dapat meminimalisir interferensi kanal. MS hanya mungkin melakukan komunikasi dengan satu BS dikarenakan perbedaan frekuensi yang digunakan saat bergerak dari satu BS menuju BS lainnya. Gambar 2.6 mengilustrasikan proses hard handoff antara MS dan BS. Intra cell/domain handoff menunjuk pada handoff yang terjadi saat MS bergerak dari satu BS menuju BS lainnya yang berada pada layanan operator atau

backbone yang sama (a), sedangkan pada inter cell/domain handoff MS bergerak

Gambar 2.6 Inter Cell dan Intra Cell (A), handoff (B)

Hard handoff memberikan keuntungan diantaranya hanya menggunakan

satu kanal pada satu percakapan sehingga MS hardware tidak memerlukan desain yang rumit untuk mampu menerima dua atau lebih kanal secara paralel yang mana berdampak pada harga yang lebih murah serta bentuk yang lebih sederhana. Namun kelemahan yang ditimbulkan adalah saat terjadinya kegagalan pada proses

handoff berdampak pada terganggu bahkan putusnya percakapan atau transfer

data yang sedang berlangsung.

Pada soft handoff, koneksi layanan dari SBS diputuskan bila telah terbangunnya koneksi yang baru antara MS dengan TBS yang ada, hal ini memperkecil kemungkinan terganggunya proses percakapan atau transfer data yang sedang berlangsung. Dengan alasan lain, kegagalan terjadi pada soft handoff

hanya bila interferensi terjadi secara bersamaan untuk semua kanal pada TBS. Ini menyebabkan daya tahan terhadap gangguan saat komunikasi pada soft handoff sangat baik. Kelebihan ini berdampak pada kompleksnya desain hardware MS, dimana harus mempunyai kemampuan untuk memproses beberapa kanal secara paralel. Kelemahan lain yang ditimbulkan akibat penerapan soft handoff adalah penggunaan beberapa kanal pada jaringan hanya untuk mendukung kestabilan satu komunikasi. Hal ini menurunkan kapasitas layanan dari jaringan.

2.5.1. Tujuan dari Handoff

Proses Handoff terjadi karena kualitas atau daya ratio turun di bawah nilai yang dispesifikasikan dalam Base Station Center (BSC). Penurunan level sinyal ini dideteksi dari pengukuran yang dilakukan Mobile Station (MS) maupun Base

Tranceiver Station (BTS). Konsekuensinya handoff ditujukan ke sel dengan sinyal

lebih besar. Selain itu, handoff dapat terjadi apabila trafik dari sel yang dituju sudah penuh. Saat MS melewati sel, dialihkan ke ‘neighbouring cell’ dengan beban traffic yang lebih kecil.

Tujuan dari Handoff diantaranya disebutkan dibawah ini,

a. As imperceptible to user as possible.

Sedapat mungkin tidak dirasakan oleh pemakai dengan cara meminimalisasi waktu handoff dengan menggunakan teknik interpolasi suara .

b. As successfully as possible.

Dengan meminimalisasi error pada saat estimasi kebutuhan Handoff.

Mobile Station Center (MSC) melakukan assign (sharing) pada kanal yang

sama pada sel tetangga dan meminjam kanal lain dari sel tetangga pada sel sebelumnya.

2.5.2. Proses Handoff

Proses handoff dapat dibagi kedalam tiga tahap yang berbeda, yaitu[16]: 1. Tahap inisiasi yaitu: membahas tentang masalah link radio termasuk

monitoring dan proses efisiensi pengukuran kualitas 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 bagi user.

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[17]. Eksekusi

handoff berdasarkan informasi sinyal terdiri dari metode yang bervariasi.

Adapun beberapa metode inisiasi handoff berdasarkan informasi level sinyal, yaitu: relatif level sinyal, relatif level sinyal dengan hysteresis adaptif, relative level sinyal dengan hyisteresis tetap [3,4,16]. Histeresis adaptif dengan nilainya dinamik berdasarkan informasi jarak [18].

Proses handoff dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang secara signifikan lebih kuat dibandingkan kanal trafik forward lainnya yang ditujukan kepadanya. MS tersebut akan mengirimkan pesan pilot measurement ke Base

handoff direction ke MS, mengarahkannya untuk melakukan handoff. Eksternal handoff dikontrol oleh MS asal (inter-BSS & inter-MSC Handoff). Informasi

pengukuran dilaporkan dari MS melalui kanal radio khusus dan diterima oleh BSS. Setelah dilakukan diproses pendahuluan hasilnya dikirim ke MSC. Internal

Handoff diinisiasi dan dilakukan dalam BSS tanpa referensi ke MSC asal

(controlling MSC). Disini MSC hanya diinformasikan bahwa sebuah proses

Handoff internal otomatis telah selesai dilakukan. Internal Handoff hanya terjadi

antar sel pada BSS yang sama BSS dengan multi sel /multi BTS.

Pada saat Mobile Station (MS) bergerak menjauhi suatu sel maka daya yang diterima oleh MS akan berkurang. Jika MS bergerak semakin menjauhi Base

Station (sel) maka daya pancar akan semakin berkurang. Menjauhnya MS pada sel

asal menjadikan MS mendekati sel lainnya. Sel lainnya dikatakan sebagai sel kandidat yaitu sel yang akan menerima pelimpahan MS dari sel sebelumnya. MSC melalui sel kandidat akan memonitor pergerakan MS dan menangkap daya pancar MS. Diantara sel kandidat yang menerima daya pancar MS terbesar maka pelimpahan MS akan berada pada sel tersebut. Sel kandidat yang menerima pelimpahan MS akan melakukan monitoring. Proses monitoring dilakukan oleh MSC dan menginstruksikan pada sel kandidat tersebut. Pada saat Handoff, supervisi dipersingkat. MSC melakukan prioritas pendudukan kanal pada MS yang akan mengalami Handoff. Sel kandidat dibuat urutan prioritas.

Untuk kelangsungan komunikasi seluler, Handoff sangat diperlukan agar percakapan yang terjadi antar pelanggan tetap berlangsung tanpa terputus, meskipun pelanggan berpindah sel/wilayah. Pada saat MS bergerak dari satu sel ke sel lainnya, trafik pada sel sebelumnya harus diubah ke kanal dengan trafik dan

kanal kontrol sel yang baru. Apabila terjadi kegagalan handoff akan berakibat

dropcall yaitu terputusnya hubungan saat percakapan sedang berlangsung.

Faktor-faktor penyebab gagalnya handoff antara lain : a. Interferensi yang tinggi

b. Setting parameter yang tidak baik c. Kerusakan Hardware

d. Area cakupan radio jelek

e. Neighbouring cell relation yang tidak perlu f. Masalah antenna receiver atau hardware BTS.

2.5.3 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 yang masih dapat diterima [3,4,14].

2.5.4 Metode Histeresis Tetap

Pada Metode Histeresis Tetap, MS akan handoff dari BTS₁ ke BTS₂ jika level sinyal BTS₂ lebih besar daripada BTS₁ (BTS yang sedang melayani atau aktif) sebesar margin histeresis H, seperti diperlihatkan pada Gambar 2.7[14]. Pada kasus ini handoff terjadi pada titik C.

Kuat sinyal BTS 2 Kuat sinyal BTS 1 D C B A H 𝐵𝐵3 𝐵𝐵2 𝐵𝐵1 MS

Gambar 2.7 Skema inisiasi keputusan handoff diantara dua BTS [14]

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 [3,4,14].

2.5.5 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 2.5.

ℎ = 𝑚𝑚𝑟𝑟𝑚𝑚 �20 �1 − �𝑑𝑑_𝑅𝑅�4� , 0� 2.5 Dimana: 𝑑𝑑= jarak antara MS terhadap BTS yang sedang melayani.

Histeresis ℎ berubah-ubah diantara 0 sampai 20 𝑑𝑑𝐵𝐵. 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 ℎ yang berubah-ubah sebagai fungsi jarak 𝑑𝑑, diilustrasikan pada Gambar 2.8[3]. R d MS h(d) Level sinyal BT Level sinyal BT BTS 2 BTS 1

Gambar 2.8 Histeresis adaptif ℎ sebagai fungsi jarak 𝑑𝑑.[3]

2.6 Mekanisme Evaluasi Handoff

Ada tiga mekanisme dasar yang digunakan untuk mengevaluasi kinerja metode handoff, yaitu; pendekatan analitis, simulasi dan emulsi [19].

2.6.1 Pendekatan Analitis

Pada pendekatan analitis, secara cepat dapat diperoleh ide tentang kinerja dari beberapa metode handoff untuk skenario handoff yang 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.

2.6.2 Pendekatan Simulasi

Pada pendekatan simulasi, untuk mengevaluasi kinerja metode handoff dapat 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 perilaku sistem [19]. Software simulasi menyediakan kecepatan, kemudahan dan 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 mengevaluasi handoff.

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 2.9 Komponen model simulasi [19].

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.

2. Model propagasi

Kinerja sistem komunikasi seluler secara signifikan dipengaruhi oleh kanal radio. Perambatan gelombang melalui kanal radio memiliki mekanisme berbeda, yaitu; reflection, difraction dan scatter.

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 slow fading lambat atau shadow fading dan model

fading cepat atau fast fading.

Model simulasi Model sel Model propagasi Model pergerakan Shadowing Pathloss Fast fading

3. Model pergerakan

Mobile Station memiliki kecepatan berbeda pada waktu-waktu tertentu.

Arah pergerakan MS juga berubah-ubah pada waktu-waktu tertentu.

2.6.3 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 metode handoff pada platform yang sama. Pembahasan pada Tugas Akhir ini menggunakan model simulasi.