ANALISA EFEK SOFT HANDOVER PADA ARAH TRANSMISI DOWNLINK DI SISTEM SELULER WCDMA

(1)

SISTEM SELULER WCDMA

(SOFT HANDOVER EFFECT ANALYSIS AT DOWNLINK TRANSMISSION IN WCDMA CELLULAR SYSTEM)

Dimas Angga Syaputra¹, Sofia Naning Hertiana², Bambang Setia Nugroho³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

Abstrak

Perangkat handset yang dapat digunakan secara mobile memudahkan pengguna untuk mengakses layanan pada saat sedang dalam keadaan bergerak. Keunggulan ini telah menyebabkan pertumbuhan industri mobile network berkembang pesat, mengubahnya dari teknologi baru menjadi industri masal dalam waktu kurang dari dua dekade. Handover adalah fungsi esensial dalam hubungannya dengan mobilitas user. Dibandingkan dengan mekanisme hard handover yang konvensional yang diterapkan pada jaringan mobile GSM, mekanisme soft handover yang digunakan pada jaringan IS-95 dan 3G mempunyai performansi yang lebih baik dalam hal mutu sistem dan hubungan. Diramalkan, dalam jaringan mobile yang akan datang, transmisi downlink akan menjadi penyebab efek leher botol (bottleneck) pada kapasitas sistem karena sifat dasar layanan-layanan baru yang asimetris, misalnya trafik Internet. Hasil dari penelitian bahwa probabilitas bloking terbesar (maksimum) dirasakan pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 34 user, yaitu 46.135 %; probabilitas droping terbesar (maksimum) dirasakan pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 34 user, yaitu 25.53 %; ketika user tidak mengalami handover, pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 17 user, interferensi yang dirasakan oleh user yang berada di BTS A maupun di BTS B telah sama-sama melewati 4 dBm, yaitu 4.785 dBm di BTS A dan 4.442 dBm di BTS B; ketika user mengalami handover, pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 17 user,

interferensi yang dirasakan oleh user yang berada di BTS A 2.71 dBm, sedangkan interferensi yang dirasakan oleh user yang berada di BTS B 2.4 dBm.

Kata Kunci : -

Abstract

Mobile terminals allow users to access services while on the move. This unique feature has driven the rapid growth in the mobile network industry, changing it from a new technology into a massive industry within less than two decades. Handover is the essential functionality for dealing with the mobility of the mobile users. Compared with the conventional hard handover employed in the GSM mobile networks, the soft handover used in IS-95 and 3G has better performance on both link and system level. In future mobile networks, the downlink is more likely to be the bottleneck of the system capacity because of the asymmetric nature of new services, such as Internet traffic.

The biggest (maximum) blocking probability taken when user quantity in both cell are 34 users, is 46.135 %; the biggest (maximum) dropping probability taken when user quantity in both cell are 34 users, is 25.53 %; when user is not in a handover state, where user quantity in both cell are 17 users, the interference taken by user in BS A and BS B are over 4 dBm, that is 4.785 dBm at BS A compare to 4.442 dBm at BS B (1 : 0.928); when user is in a handover state, where user quantity in both cell are 17 users, the interference teken by user at BS A is 2.71 dBm, meanwhile the interference taken by user at BS B is 2.4 dBm (1 : 0.886).

Keywords : -

(2)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sukses besar teknologi 2G mendorong jaringan mobile untuk berkembang sangat pesat disebabkan trafik yang terus meningkat menimbulkan tekanan bagi penyediaan kapasitas jaringan. Sebagai tambahan, aplikasi baru yang sedang booming, seperti akses Internet wireless dan video telephony, mengakibatkan kebutuhan akan sebuah standar universal untuk bitrate yang lebih tinggi; 3G adalah jawabannya. Sistem 3G didesain untuk komunikasi multimedia:

komunikasi orang-per-orang dapat ditingkatkan dengan gambar dan video kualitas tinggi, selain itu, akses ke informasi dan layanan jaringan privat dan publik akan dapat ditingkatkan dengan kecepatan data yang lebih tinggi dan kemampuan komunikasi yang lebih fleksibel dari sistem ini. Sistem 3G menawarkan multi- layanan dalam waktu bersamaan untuk satu user dan layanan dengan kelas Quality of Service (QoS) yang berbeda. Dalam kerangka IMT-2000, beberapa antarmuka dipilih untuk sistem 3G, berdasarkan teknologinya; TDMA atau CDMA. Diantara berbagai antarmuka tersebut, WCDMA telah dipilih sebagai teknologi akses radio UMTS; yang juga digunakan di Asia, termasuk di Jepang dan Korea. Multicarrier CDMA (cdma2000) bahkan dapat menjadi solusi upgrade sistem IS-95 yang muncul lebih dulu.

Salah satu komponen yang diperlukan dalam jaringan mobile adalah handover. Handover menjamin keberlangsungan layanan ketika user bergerak menuju batas cell. Pada sistem seluler generasi pertama seperti AMPS, handover relatif sederhana. Sistem generasi kedua seperti GSM dan PACS lebih unggul dibandingkan sistem 1G dalam banyak hal, termasuk algoritma handover yang digunakan. Dan sejak dikenalkannya teknologi CDMA, gagasan lain yang telah ditawarkan untuk meningkatkan kinerja proses handover adalah soft handover.

Soft handover yang diperkenalkan pada teknologi CDMA walaupun memiliki beberapa keunggulan dasar bila dibandingkan dengan hard handover, juga memiliki kekurangan dalam hal kerumitan dan konsumsi daya ekstra. Poin

Analisa Efek Soft Handover pada Arah Transmisi Downlink di Sistem Seluler WCDMA 1

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

(3)

kedua inilah yang nantinya akan sangat berpengaruh bagi performansi soft handover pada arah downlink.

1.2 Rumusan Masalah

Proses soft handover pada sisi uplink secara teoretis tidak ditemukan masalah karena setelah sinyal omnidirectional dari MS yang diterima BS diteruskan ke RNC untuk dilakukan selection combining, dipilih frame yang lebih baik dan yang lain dibuang. Karena itu di uplink tidak diperlukan kanal tambahan.

Masalahnya justru terjadi di sisi downlink, MS secara koheren menggabungkan sinyal dari BS-BS yang berbeda karena hanya dipandang sebagai komponen multipath tambahan bagi MS tersebut―yang akan menghasilkan gain macrodiversity dengan strategi penggabungan rasio maksimum. Untuk itu diperlukan kanal downlink tambahan, dalam kasus 2-way SHO setidaknya dibutuhkan satu kanal downlink tambahan. Kanal downlink tambahan ini akan menjadi interferensi tambahan bagi user lain.

1.3 Batasan Masalah

Untuk lebih terfokus dalam proses analisa tugas akhir ini maka ada beberapa hal yang dijadikan sebagai batasan masalah yaitu :

1. Model dan analisa hanya untuk sistem WCDMA mengikuti spesifikasi IMT-2000 band.

2. Handover menggunakan soft handover.

3. Parameter dalam handover adalah Eb/No.

4. Sel dianggap sempurna dalam bentuk heksagonal, jumlah sel dibatasi 2 buah, kasus 2-way SHO (active set = 2), tanpa efek shadowing.

5. Sel yang akan dianalisa adalah seluruh sel.

6. Karakteristik semua sel sama.

7. Power kontrol dianggap sempurna (perfect power control).

8. Model akan disimulasikan dengan bahasa pemerograman Matlab 7.0.1 9. Service environment 144 kbit/s (real time data service).

(4)

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mensimulasikan efek soft handover terhadap QoS, yaitu Probabilitas Bloking dan Probabilitas Droping.

2. Mensimulasikan interferensi yang dirasakan user pada saat handover dan tidak

1.5 Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa metode, yaitu :

1. Studi literatur dari buku, jurnal dan bahan referensi lain yang relevan.

2. Membuat sistem yang akan diteliti dengan beberapa asumsi 3. Analisa hasil simulasi untuk menghasilkan suatu kesimpulan.

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini akan dibagi dalam beberapa bagian sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika penulisan tugas akhir.

BAB II Landasan Teori

Berisi pembahasan beberapa teori yang mendukung penelitian dari tugas akhir ini yaitu tentang sistem komunikasi WCDMA

BAB III Pemodelan Sistem dan Simulasi

Berisi tentang pemodelan sistem dan proses simulasi sistem yang diteliti.

.BAB IV Simulasi dan Analisa

Berisi data-data hasil simulasi dan analisa terhadap data-data hasil simulasi..

(5)

BAB V Kesimpulan dan Saran

Berisi tentang kesimpula dari keseluruhan pelaksanaan tugas akhir dan saran yang berkaitan dengan pengembangan tugas akhir ini untuk selanjutnya

1.7 Rencana Kerja

No Kegiatan Bulan I Bulan II Bulan III

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Persiapan Penelitian 2 Studi Pustaka 3 Pengumpulan Data 4 Perancangan Sistem

5 Percobaan

6 Analisis dan Penyimpulan 7 Pembuatan Laporan Akhir

(6)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa dan juga pembahasan teoritis dan simulasi pada bab-bab sebelumnya, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

• Probabilitas bloking terbesar (maksimum) dirasakan pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 34 user, yaitu 46.135 %.

• Probabilitas droping terbesar (maksimum) dirasakan pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 34 user, yaitu 25.53 %.

• Ketika user tidak mengalami handover, pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 17 user, interferensi yang dirasakan oleh user yang berada di BTS A maupun di BTS B telah sama-sama melewati 4 dBm, yaitu 4.785 dBm di BTS A dan 4.442 dBm di BTS B.

• Ketika user mengalami handover, pada saat jumlah user yang berada di tiap sel mencapai 17 user, interferensi yang dirasakan oleh user yang berada di BTS A 2.71 dBm, sedangkan interferensi yang dirasakan oleh user yang berada di BTS B 2.4 dBm.

• Di BTS A, ketika jumlah user mencapai 17 user, interferensi yang dirasakan oleh user yang tidak berada dalam keadaan handover mencapai 4.442 dBm, sedangkan interferensi yang dirasakan oleh user yang berada dalam keadaan handover mencapai 2.71 dBm.

• Di BTS B, ketika jumlah user mencapai 17 user, interferensi yang dirasakan oleh user yang tidak berada dalam keadaan handover mencapai 4.785 dBm, sedangkan interferensi yang dirasakan oleh user yang berada dalam keadaan handover mencapai 2.4 dBm.

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan untuk penelitian lebih lanjut adalah:

• Karena terbatasnya literatur dan software pendukung simulasi, maka simulasi yang dikerjakan dalam tugas akhir ini masih sangat sederhana.

(7)

Hendaknya simulasi dalam tugas akhir ini dapat dikembangkan lagi agar hasil yang diperoleh mendekati kondisi riilnya.

• Dapat menambah jenis layanan lain dari multi service yang telah ada yaitu video streaming dengan bit rate 2000 kbps.

• Penggunaan sel yang lebih banyak dan memiliki jarak saling berdekatan, kapasitas user bertambah.

(8)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Karim, M.R. and Sarraf, Mohsen, “W-CDMA and cdma2000 for 3G Mobile Networks”, McGraw Hill Telecom Professional, United States of America, 2002.

[2] Motorola, “CDMA/CDMA 2000 1X RF Planning Guide”, March 2002

[3] Slide Mata Kuliah Sistem Komunikasi Bergerak (TE-4103), “Perencanaan Jaringan Seluler Case Study: 3G System Design”, STTTelkom-Bandung, 2005

[4] Lee, Jhong S. and Miller, Leonard E., “CDMA Systems Engineering Handbook”, Artech House Publishers, Boston-London, 1998

[5] Chen, Yue, “Soft Handover Issues in Radio Resource Management for 3G WCDMA Networks”, Department of Electronic Engineering Queen Mary, University of London, September 2003

[6] Mufti A, Nachwan, “Transmisi Komunikasi Bergerak”, Diktat Mata Kuliah Sistem Komunikasi Bergerak, STT Telkom-Bandung, 2005

[7] Ojanpera, T. and Prasad, R., “Wideband CDMA for Third Generation Mobila Communications”, Artech House, 1998

[8] Tero, O. and Ramjee, P., “WCDMA: Towards IP Mobility and Mobile Internet”, Artech House, 2000.

[9] Verdu, S., “Minimum probability of error for asynchronous Gaussian multiple- access channels”, IEEE Trans. Inform. Theory, 32(1), pp. 85-96, 1986

[10] Vernon, A. M., Beach, M. A., and McGeehan, J. P., “Planning and optimisation of smart antenna base stations in 3G networks”, Capacity and Range Enhancement Techniques for the Third Generation Mobile Communications and Beyond, IEEE Colloquium on, pp: 1-7, 2000

xiv

(9)

[11] EIA/TIA/IS-95A, “Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”, Telecommunication Industry Association, Washington DC, May 1995

[12] Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Radio Resource Management Strategies, (3GPP TR 25.922 version 5.0.0 Release 5)

[13] Efendy, Dedy Suprasetiyo, “Analisa Performansi CDMA2000 1x Pada Reverse Link dengan User Terletak di Beberapa Sel”, STTTelkom-Bandung, 2006

[14] Holma, Harri and Toskala, Antty, “WCDMA for UMTS”, Nokia, Finland, Third Edition, 2004