Analisis Perbandingan Metode Handover dari Jaringan Umts ke Jaringan LTE Untuk Optimalisasi Parameter Tradeoff Handover

BAB II DASAR TEORI

2.1 Konsep Sel

Dalam sistem komunikasi seluler, informasi dipertukarkan di antara 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. 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 [5].

Dengan meningkatnya trafik user atau 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 secara dinamik dan frekuensi reuse. Dalam

merencanakan penambahan kapasitas kanal pada sistem seluler, perlu

dipertimbangkan interferensi yang terjadi, yaitu; interferensi co-channel dan

Bentuk jaringan sistem selular berkaitan dengan luas cakupan daerah

pelayanan. Bentuk sel yang terdapat pada sistem komunikasi bergerak selular

digambarkan dengan bentuk hexagonal dan lingkaran seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 2.1. Tetapi, bentuk hexagonal dipilih sebagai bentuk pendekatan

jaringan selular, karena dari sel yang lebih sedikit dengan bentuk hexagonal

diharapkan dapat mencakup seluruh wilayah pelayanan. Sel berbentuk hexagonal

atau bentuk yang lain hanya digunakan untuk mempermudah penggambaran pada

layout perencanaan.

Gambar 2.1 Struktur sel [7]

Setiap sel memiliki alokasi sejumlah channel frekuensitertentu yang berlainan

dengan sebelahnya. Karena channel frequency merupakan sumber terbatas, maka

untuk meningkatkan kemampuan pelayanan frekuensi yang terbatas tersebut

dipakai secara berulang-ulang, yang dikenal dengan istilah pengulangan frekuensi

(frequency reuse). Oleh karena itu, pengulangan frekuensi merupakan hal yang

penting dalam komunikasi selular [7].

2.2 Propagasi Gelombang Radio

Pengetahuan tentang karakteristik propagasi radio merupakan prasyarat dalam

komunikasi tetap, bahwa profil lingkungan komunikasi seluler sulit 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 di antara transmitter dan receiver adalah

bervariasi, tergantung pada profil daerah di sekitar lingkungan komunikasi seluler.

Mekanisme propagasi sinyal ini mengakibatkan sinyal yang diterima MS

mengalami fluktuasi. Fluktuasi sinyal dapat terjadi dalam tiga mekanisme, yaitu;

reflection, difraction dan hamburan atau scatter [8].

2.2.1 Reflection

Reflection atau pemantulan sinyal terjadi ketika sinyal yang merambat

membentur permukaan benda yang dimensinya relatif besar dibandingkan panjang

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].

2.2.2 Difraction

Difraction (pembelokan) atau difraksi terjadi ketika sinyal yang merambat di

antara transmitter dan receiver, dihalangi oleh sisi permukaan yang tajam.

Pembelokan sinyal dapat terjadi ke berbagai arah yang bersumber dari sisi

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].

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 beberapa sinyal

yang lebih lemah sehingga sinyal asli sulit diperkirakan [8].

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 [8]. Pada Gambar 2.2

memperlihatkan mekanisme propagasi radio (scatter, reflection dan difraction).

2.3 Model Propagasi

Dalam sistem komunikasi seluler, MS menerima sinyal dari BTS secara

bervariasi. Variasi level sinyal ini dikelompokkan menjadi tiga komponen, yaitu;

model pathloss, shadowing dan multipath. Pada Gambar 2.3 menunjukkan ketiga

komponen dari variasi sinyal.

Gambar 2.3 Pathloss, shadowing dan fast fading terhadap jarak [9]

Masing-masing pathloss, shadow fading dan fast fading dijelaskan sebagai

berikut [9].

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-rugi difraction. 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

pathloss [10]. Faktor pathloss terjadi akibat sinyal mengalami rugi-rugi dari

pemancar dan pengaruh propagasi dalam kanal radio. Variasi daya sinyal akibat

pathloss terjadi pada jarak 100 sampai 1000 meter.

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.

2.3.3 Fast F ading

Fast fading terjadi karena sinyal yang merambat dari transmitter ke receiver

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

sinyal multipath yang mengalami perubahan amplitudo, fasa dan sudut datang

dipenerimaan. Hal ini dapat menyebabkan sinyal saling menguatkan (konstruktif)

atau menurunkan (destruktif). Fenomena multipath ini menyebabkan sinyal

2.4 System Architecture Evolution (SAE)

SAE adalah arsitektur jaringan yang dirancang untuk menyederhanakan

jaringan berdasarkan komunikasi IP. SAE menggunakan eNB untuk melebur Node

B dan RNC dari arsitektur jaringan 3G, untuk membuat jaringan mobile sederhana.

Hal ini memungkinkan jaringan yang akan dibangun sebagai arsitektur jaringan

berbasis "All-IP". SAE juga mencakup entitas yang memungkinkan jaringan secara

penuh bekerja dengan teknologi nirkabel lain seperti: WCDMA, WiMAX, WLAN,

dll [11]. Arsitektur SAE dan hubungan dengan jaringan LTE ditunjukkan pada

Gambar 2.4.

Gambar 2.4 SAE (system architecture evolution) UMTS dan LTE network [11]

2.4.1 E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)

Sederhananya, eNodeB adalah radio base station yang mengendalikan semua

fungsi radio dicakupan sistem tesebut. BTS seperti eNodeB biasanya

didistribusikan ke seluruh area cakupan jaringan, masing-masing eNodeB berada di

dekat antena radio yang sebenarnya. ENodeB bertindak sebagai penghubung antara

UE dan EPC, dengan menjadi titik terminasi dari semua protokolradio yang menuju

sesuai terhadap EPC. Dalam peran ini, eNodeB melakukan

pengkodean/menguraikan data, dan juga dekompresi/kompresi header IP, yang

berarti menghindari berulannya pengiriman data yang sama atau penghematan

penggunaan resource. Fungsi utama dan koneksi antar eNodeB ditunjukkan pada

Gambar 2.5.

ENodeB juga bertanggung jawab untuk fungsi control plane (CP). ENodeB

bertanggung jawab atas radio resourse management (RRM), yaitu mengendalikan

penggunaan interface radio, yang mencakup, mengalokasikan sumber daya

berdasarkan permintaan, prioritas dan penjadwalan traffic sesuai dengan yang

dibutuhkan quality of service (QoS).

Selain itu, eNodeB memiliki peran penting dalam management mobility

(MM). eNodeB mengontrontrol dan menganalisis pengukuran radio signal level

yang dilakukan oleh UE, membuat pengukuran yang sama itu sendiri, dan

menjadikan dasar pembuatan keputusan untuk menyerahkan UE antara sel-sel [12].

2.4.2 EPC (Evolved Packet Core)

Mobilitymanagement entity (MME) adalah elemen kontrol utama di EPC.

Biasanya MME akan diletakkan di lokasi yang aman di tempat operator. MME

hanya beroperasi di control plane, dan tidak terlibat dalam jalur data (user plane).

Berikut fungsi utama dari MME pada konfigurasi dasar yang ditunjukkan pada

Gambar 2.6 [12]:

 Authentication dan Security

Ketika UE akan mendaftar ke jaringan untuk pertama kalinya, MME akan

melakukan inisialisasi otentikasi.

 Mobility Management

MME melacak lokasi dari semua UE di wilayah layanan tersebut. Ketika UE

membuat pendaftaran pertama untuk jaringan, MME akan menciptakan sebuah

entri untuk UE, dan memberikan sinyal ke lokasi HSS di jaringan asal UE itu.

 Managing Subscription Profile and Service Connectivity

Pada waktu UE mendaftar ke jaringan, MME akan bertanggung jawab untuk

mengambil profil berlangganan dari jaringan asal. MME akan menyimpan

informasi ini untuk durasi melayani UE.

 Home Subscriber Server (HSS)

Home Subscriber Server (HSS) adalah repositori data pelanggan untuk semua

data pengguna permanen. Hal ini juga mencatat lokasi pengguna, seperti MME.

HSS adalah database server dipertahankan terpusat di tempat operator. HSS

menyimpan salinan master dari profil pelanggan, yang berisi informasi tentang

layanan yang berlaku ke pengguna, termasuk informasi tentang koneksi PDN

diperbolehkan, dan apakah roaming ke jaringan dikunjungi tertentu

diperbolehkan atau tidak.

 Serving Gateway (SGW)

Selama mobilitas antara eNodeB, SGW bertindak sebagai pengikat mobilitas

lokal. MME perintah SGW untuk beralih tunnel ke eNodeB lain. MME juga

dapat meminta SGW untuk menyediakan sumber daya tunneling untuk

forwarding data, ketika ada kebutuhan untuk meneruskan data dari eNodeB

sumber ke eNodeB target. Skenario mobilitas juga mencakup perubahan dari

satu SGW ke yang lain, dan MME kontrol perubahan ini sesuai, dengan

menghapus tunnel di S-GW lama dan pengaturan mereka di S-GW baru.

 Packet Data Network Gateway (PDN GW)

Packet gateway (PGW, juga sering disingkat sebagai PDN-GW) adalah router

ujung antara EPS dan paket data jaringan eksternal. Ini adalah tingkat tertinggi

mobilitas penghubung di sistem. Ia melakukan traffic gating dan fungsi

penyaringan yang diperlukan oleh layanan yang bersangkutan. Demikian pula

2.5 Konsep Dasar Jaringan UMTS

UMTS adalah pengembangan dari GSM yang merupakan standar Release 99/4

yang dikembangkan oleh 3GPP dengan kemampuan yang lebih baik dari sisi data

rate karena memiliki banyak pengembangan. Dari sisi downlink UMTS dapat

mencapai 2 Mbps dan uplink 384 Kbps. Voice rate dapat mencapai 12.2 Kbps.

Teknologi yang paling mencolok dari teknologi sebelumnya adalah wideband-code

division multiple acces (WCDMA) [13].

2.5.1 Wideband-Code Division Multiple Acces (WCDMA)

WCDMA merupakan teknik multiple access yang berdasarkan penyebaran

spektral, dimana sinyal informasi disebar pada pita frekuensi yang lebih besar

daripada lebar pita sinyal aslinya (informasi). Sistem WCDMA hanya memerlukan

satu channel frekuensi radio untuk semua pemakainya, masing-masing pemakai

diberi kode yang membedakan antara pengguna satu dengan yang lain. Skema

metode akses yang digunakan untuk penyebaran sinyal WCDMA adalah direct

sequence dimana code sequence digunakan secara langsung untuk memodulasi

sinyal radio yang dipancarkan dengan menggunakan sinyal penebar.

WCDMA adalah sistem CDMA pita lebar. Bit-bit informasi user disebar

melalui bandwidth lebar (5 MHz) dengan cara mengkalikan dengan kode spreading

sebelum ditransmisikan dan dikembalikan ke kode asal dengan cara di-decode di

2.5.2 Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)

UMTS merupakan suatu revolusi dari GSM yang mendukung kemampuan

generasi ketiga (3G). UMTS menggunakan teknologi akses WCDMA dengan

sistem DS-WCDMA (direct seqence - wideband CDMA). Terdapat dua mode yang

digunakan dalam WCDMA dimana yang pertama menggunakan FDD (frequency

division duplex) dan kedua dengan menggunakan TDD (time division duplex). FDD

dikembangkan di Eropa dan Amerika sedangkan TDD dikembangkan di Asia. Pada

WCDMA FDD, digunakan sepasang frekuensi pembawa 5 MHz pada uplink dan

downlink dengan alokasi frekuensi untuk uplink yaitu 1945 MHz – 1950 MHz dan

untuk downlink yaitu 2135 MHz – 2140 MHz. Adapun gambar arsitektur jaringan

UMTS dapat ditunjukkan pada Gambar 2.7 [14]:

Gambar 2.7 Architecture UMTS Release 99 [14]

Dari Gambar 2.7 terlihat bahwa arsitektur jaringan UMTS terdiri dari

 UE (User Equipment)

UE merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat

memperoleh layanan komunikasi bergerak.

 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)

o _{Node B}

Node B adalah node fisik yang bertanggung jawab untuk transmisi radio dan

penerimaan antara peralatan pengguna (UE) dan sel UMTS. Node B dapat

dikatakan sebagai BTS pada sistem UMTS. Dimana Node B tunggal dapat

mendukung baik mode FDD maupun TDD dan dapat colocated dengan GSM

BTS.

o _{RNC (Radio Network Controller)}

RNC berfungsi sebagai pengontrol Node B (controlling RNC) dengan

memanajemen sumber radio yang tersedia pada Node B dan serving RNC

yang menghubungkan UE ke CN, SRNC sendiri mengontrol sumber radio

yang digunakan oleh UE dan mengakhiri interface Iu ke d an dari CN.

 CN (Core Network)

CN berfungsi sebagai switching pada jaringan UMTS, memanajeman jaringan

serta sebagai interface antara jaringan UMTS dengan jaringan yang lainnya.

Komponen core network UMTS terdiri dari:

o _{MSC (Mobile Switching Center)}

MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti

video, video call.

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai

pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area

jaringan.

o _{HLR (Home Location Register)}

HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan yang tetap.

Data-data tersebut antara lain berisi layanan pelanggan, service tambahan serta

informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update location).

o _{SGSN (Serving GPRS Support Node)}

Fungsi SGSN sama seperti fungsi MSC pada GSM, Mobility management,

Chipering, kompresi dan paging, Namun pembedanya pada MSC adalah

SGSN meng-handle Jaringan Paket.

o _{GGSN (Gateway GPRS Support Node)}

GGSN berfungsi sebagai gerbang penghubung dari jaringan GPRS ke

jaringan paket data standard (PDN). GGSN berfungsi dalam menyediakan

fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan

dihubungkan dengan SGSN via internet protocol (IP).

2.6 Konsep Dasar Jaringan LTE (Long Term Evolution)

LTE adalah sebuah nama yang diberikan pada sebuah projek dari third

generation partnership project (3GPP) tepatnya pada release 8 untuk memperbaiki

standar mobile phone generasi sebelumnya UMTS. Pada sisi air interface LTE

menggunakan OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) pada sisi

downlink dan menggunakan SC-FDMA (single carrier – frequency divison multiple

multiple-antenna (MIMO). Bandwidth operasi pada LTE fleksibel yaitu up to 20

MHz, dan maksimal bekerja pada kisaran bandwidth bervariasi antara 10 – 20 MHz.

LTE diciptakan untuk memperbaiki teknologi sebelumnya. Kemampuan dan

keunggulan dari LTE terhadap teknologi sebelumnya selain dari kecepatannya

dalam transfer data tetapi juga karena LTE dapat memberikan coverage dan

kapasitas dari layanan yang lebih besar, mengurangi biaya dalam operasional,

mendukung penggunaan multiple-antena, fleksibel dalam penggunaan bandwidth

operasinya dan juga dapat terhubung atau terintegrasi dengan teknologi yang sudah

ada [15].

2.6.1 Konfigurasi Jaringan LTE

Arsitektur LTE berbeda dengan generasi sebelumnya. Pada RAN (radio

access network) yang menggabungkan fungsi node B dan RNC (radio network

controler) menjadi eNode B LTE (long term evolution) diperkenalkan suatu

jaringan baru yang diberi nama EPS (evolved packet system). EPS terdiri dari

jaringan akses yang pada LTE disebut dengan E–UTRAN (evolved UMTS

terrestrial access network) dan jaringan core yang pada LTE disebut SAE. SAE

merupakan istilah yang menggambarkan evolusi jaringan core yang disebut EPC

(evolved packet core). Pada LTE konfigurasinya merupakan pengembangan dari

teknologi sebelumnya, yaitu baik UMTS (3G) dalam hal ini merupakan release

99/4 dan HSPA release 6, LTE merupakan standar release 8.

LTE mempunyai radio access dan core network yang dapat mengurangi

network latency dan meningkatkan performansi sistem dan menyediakan

Gambar 2.8 Arsitektur LTE [15]

Terlihat dari Gambar 2.8 ada perbedaan antara arsitektur kedua jaringan. Pada

LTE fungsi dari Node B dan RNC yang terdapat pada UMTS dilebur menjadi satu,

yaitu eNB (evolved node B). Dan pada bagian core network-nyaLTE menggunakan

EPC (evolved packet core).

Gambar 2.9 Arsitektur core LTE [15]

Elemen – elemen dari arsitektur jaringan LTE yang ditunjukkan pada Gambar

UE (User Equipment)

Merupakan terminal radio yang digunakan untuk melakukan hubungan ke

jaringan LTE.

E – UTRAN :

o _{ENB (Elvoved Node B)}

Peran dari radio access network (RAN) yaitu Node B dan RNC digantikan

dengan ENB ini, sehingga dapat mengurangi biaya perawatan dan operasional

dari perangkat selain itu arsitektur jaringan lebih sederhana.

Core Network. terdiri dari :

o _{Mobility Management Entity (MME)}

- MME ini merupakan pengontrol setiap node pada jaringan akses LTE. Pada

saat UE dalam kondisi idle (idle mode), MME bertanggung jawab dalam

melakukan prosedur tracking dan paging yang didalamnya mencakup

retransmision.

- MME bertanggung jawab untuk memilih SGW (serving SAE gateway) yang

akan digunakan UE saat initial attach dan pada waktu UE melakukan intra

– LTE handover.

- Digunakan untuk bearer control, berbeda dangan R99/4 yang masih

dikontrol oleh gateway.

o _{Policy and Charging Rules Function (PCRF)}

Untuk menangani QoS serta mengontrol rating dan charging

o _{Home Subcriber Server (HSS)}

Untuk subriber management dan security

- Mengatur jalan dan meneruskan data yang berupa packet dari setiap user

- Sebagai jangkar/penghubung antara UE dengan eNB pada waktu terjadi

inter –handover

- Sebagai link penghubung antara teknologi LTE dengan teknologi 3GPP

(dalam hal ini 2G dan 3G)

o _{Packet Data Network Gateaway (PDN GW)}

- Menyediakan hubungan bagi UE ke jaringan paket

- Menyediakan link hubungan antara teknologi LTE dengan teknologi non –

3GPP (WiMAX) dan 3GPP2 (CDMA 20001X dan EVDO)

2.7 Handover

Handover merupakan fasilitas dalam sistem seluler untuk menjamin adanya

kontinuitas komunikasi apabila pelanggan bergerak dari satu cell ke cell lain.

Pergerakan user mengakibatkan perubahan yang dinamis terhadap kualitas link dan

tingkat interferensi dalam sistem. Oleh karena itu, dibutuhkan sebuah mekanisme

perancangan handover yang handal yang diharapkan dapat meningkatkan

performansi jaringan. Proses handover 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. Konsekuensinya

handover ditujukan ke sel dengan sinyal lebih besar. Selain itu, handover dapat

terjadi apabila traffic dari sel yang dituju sudah penuh. Saat MS melewati sel,

2.7.1 Tujuan dari Handover

Tujuan dengan adanya peristiwa handover adalah sebagai berikut [15]:

As imperceptible to user as possible. Sedapat mungkin tidak dirasakan oleh

pemakai dengan cara meminimisasi waktu handover dengan menggunakan

teknik interpolasi suara.

As successfully as possible. Dengan meminimisasi error pada saat estimasi

kebutuhan handover

As infrequently as possible. MSC melakukan assign (sharing) pada kanal

yang sama pada cell tetangga dan meminjam kanal lain dari cell tetangga

pada cell sebelumnya (MSC assigns same channel in the second cell and

‘rents’ another channel from the second to the first cell)

2.7.2 Permasalahan pada Handover

Pada saat mobile station (MS) bergerak dari satu cell ke cell lainnya, traffik

pada cell sebelumnya harus diubah ke kanal dengan traffik dan kanal control cell

yang baru. Apabila terjadi kegagalan handover akan berakibat drop call yaitu

terputusnya hubungan saat percakapan sedang berlangsung. Faktor-faktor

penyebab gagalnya handover antara lain [15]:

Interferensi yang tinggi

Setting parameter yang tidak baik

Kerusakan hardware

Area cakupan radio jelek

Neighbouring cell relation yang tidak perlu

2.7.3 Prioritas Handover[15]

MSC melakukan pencarian kanal baru bagi MS yang akan melakukan

handover dan internal call.

Langkah terbaik adalah melakukan blocking MS yang baru akan aktif

daripada MS yang sedang aktif.

2.7.4 Proses Handover

Tahap-tahap dari proses handover dapat dibagi menjadi 3 (seperti pada

Gambar 2.10) yaitu [15]:

Gambar 2.10 Prosedur handover [15]

Tahap Pengukuran (Measurement), dilakukan pengukuran informasi penting

yang dibutuhkan untuk tahap decision. Pengukuran arah DL yang lakukan oleh

MS adalah (Contoh : sebesar Ec/Io dari CPICH ) sel yang sedang melayani dan

sel-sel tetangga.

Tahap Keputusan (Decision), hasil pengukuran dibandingkan dengan threshold

dilakukan handover atau tidak. Algoritma handover yang berbeda akan

memiliki kondisi trigger yang berbeda pula.

Tahap Eksekusi (Execution), proses handover selesai dan parameter relatif

diubah berdasarkan jenis handover-nya. Sebagai contoh hubungan dengan

eNodeBapakah ditambah atau diputuskan.

2.7.5 Tipe Handover

Berikut ini adalah jenis handover berdasarkan transfer kanal di antara BTS

handover yang terdiri dari 2 jenis, yaitu [6]:

1. Soft handover

Soft handover terjadi apabila MS terkoneksi dengan dua atau lebih BTS dalam

waktu yang bersamaan. Handover terjadi secara sempurna, apabila link yang

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.

Gambar 2.11 a). Soft handover dan b). Hard handover [6]

2. Hard handover

Pada tipe hard handover, koneksi MS akan terputus dari BTS yang sedang

melayaninya sebelum terkoneksi ke BTS baru. Hal ini dikenal dengan sebutan

break before make. Pada prinsipnya, bahwa link lama 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 handover ini terjadi, saluran suara dalam

kondisi diam (mute) dan biasanya peristiwa ini tanpa disadari user. Di sisi lain,

pada transmisi data akan terjadi transmisi data secara berulang, yang

mengakibatkan terjadinya antrian dalam sistem. Ilustrasi dari hard handover ini

ditunjukkan seperti pada Gambar 2.11b.

2.8 Vertical Handover atau Inter-system Handover (ISHO)

ISHO terjadi di antara sel-sel yang memiliki dua teknologi akses radio (radio

access technology :RAT) yang berbeda atau mode akses radio (radio access mode:

RAM) yang berbeda. Saat ini kasus yang paling sering untuk handover jenis ini

Berikut ini adalah algoritma ISHO pada UMTS dan LTE, antara lain [16]:

APG Based handover

Dalam skema ini, UE diasumsikan memiliki APG (average path-gain) dari

setiap sektor yang meliputi pathloss, gain antena dan lognormal Shadowing.

Algoritma ini tidak termasuk efek fast fading yang berarti mengasumsikan

filter fast fading yang ideal.

APGTS ≥ APGSS + HOM

RSS Based Handover

Dalam algoritma ini UE mengukur RSS yang meliputi pathloss, gain antenna,

log-normal shadowing dan fast fading. Penyaringan RSS di ukur setiap periode

yang ditentukan (Tu).

RSS(nTu)TS ≥ RSS(nTu)SS + HOM

RSS Based Handover with Time-To-Trigger (TTT) Window

Dalam algoritma ini, hanya terjadi penambahan syarat dalam RSS based

Handover dengan penambahan time-to-trigger. Kondisi HOM harus dipenuhi

dalam waktu tersebut. Hal ini dilakukan untuk menekan handover yang tidak

perlu. Setiap handover memerlukan sumber daya jaringan untuk merutekan

kembali call ke BS yang baru. Dengan demikian, meminimalkan jumlah yang

Gambar 2.12 Intersystemhandover UMTS ke LTE [12]

Intersystem handover antara jaringan UMTS ke jaringan LTE dapat ditunjukkan

pada Gambar 2.12. SGSN (serving GPRS support node): gerbang penghubung

jaringan BSS/BTS ke jaringan GPRS. Komponen ini berfungsi untuk mengantarkan

paket data ke MS, update pelanggan ke HLR, registrasi pelanggan baru [12].

EPC adalah core network untuk mendukung teknologi LTE dengan konsep

arsitektur All-IP, artinya jaringan tersebut menggunakan protokol IP yang berbasis

packet dan tidak lagi menggunakan TDM/ATM. EPC dibuat dan distrandarisasi

oleh 3GPP pada Release 8 dan terus dikembangkan hingga saat ini (release 10)

[12].

Elemen dari EPC terdiri dari [12]:

Mobility Management Entity (MME)

Serving Gateway (SGW)

Packet Data Network (PDN) Gateway (PGW)

2.9 Parameter Inter-system Handover (ISHO)

Ada beberapa parameter pada sistem UMTS-LTE yang digunakan pada saat

proses intersystemhandover terjadi. Parameter ISHO diantaranya adalah [17]:

1. Received Signal Code Power (RSCP)

Received Signal Code Power adalah level penerimaan dari UMTS (serving cell)

2. Reference Signal Received Power (RSRP)

Reference Signal Received Power adalah level penerimaan dari LTE (target cell)

3. Handover Margin (HOM)

HOM adalah parameter yang mengontrol daerah-daerah handover. Station

bergerak secara berkala memilih salah satu stasion base aktif yang memiliki

atenuasi seketika minimum ke mobile station sebagai base station pemancar.

Kelemahan dari metode ini adalah bahwa dalam kondisi buruk, daya kanal yang

ditransmisikan lebih besar. Sebagai akibatnya, interferensi downlink meningkat.

Karena yang berlaku adalah suara pelayanan dalam sistem selular konvensional,

base station mencoba untuk menjaga sambungan station mobile bahkan dalam

kondisi saluran yang buruk, sehingga menyebabkan penurunan kinerja sistem

yang dramatis. HOM juga bisa didefinisikan sebagai parameter standar, yang

ditetapkan pada titik di mana kekuatan sinyal sel tetangga (B) telah mulai

melebihi sinyal kekuatan sel arus (A) dengan jumlah tertentu dan/atau selama

waktu tertentu.

4. TTT (Time to Trigger)

TTT (Time-to-Trigger didefinisikan sebagai waktu minimum kondisi HOM yang

harus dipenuhi untuk handover atau bisa dikatakan sebagai waktu picu. TTT

daerah tersebut. Sebagai contoh, semakin rendah nilai kualitas sinyal pertama

pada saat yang sama maka nilai dari sebuah kualitas sinyal kedua adalah lebih

besar daripada upper threshold, semakin pendek akan menjadi parameter TTT.

Parameter TTT digunakan oleh UE, seperti telepon selular dan terminal remote

lain, dalam berbagai sistem komunikasi nirkabel, termasuk sistem telepon radio

selular seperti UMTS. UMTS adalah generasi ketiga (3G), sistem komunikasi

bergerak yang dikembangkan oleh european telecommunications standards

institute (ETSI) dalam ITU (international telecommunication union). UMTS

menggunakan WCDMA untuk air interface antara nilai dan base station (BS)