ANALISIS KINERJA
ALGORITMA SUBOPTIMAL HANDOVER
PADA SISTEM
KOMUNIKASI
WIRELESS
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Telekomunikasi
Oleh:
RUDY CHANDRA
NIM : 090402034
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Handover adalah peristiwa pengalihan layanan BTS terhadap mobile. Dalam sistem komunikasi seluler sangatlah penting untuk menentukan kapan
suatu handover dilakukan, handover yang terlalu banyak akan meningkatkan biaya dari sistem danhandoveryang sedikit mungkin menurunkan kualitas sinyal. Terdapat banyak algoritma untuk meningkatkan efektivitas dari sistem dan pada
tulisan ini dianalisis algoritmasuboptimal handover.
Algoritmasuboptimal handovermelakukan proses pengambilan keputusan handoverdengan mengolah sinyal kuat terima (Relative Signal Strength)dari BTS berdasarkan prediksi satu langkah (k+1) ke depan darimobile. Terdapat tiga jenis variasi dari suboptimal handover yang dibandingkan kinerjanya yaitu Signal Degradation Handover (SDH), Delay Handover (DH), dan Delay Handover Signal Degradation (DHSD).
Dari hasil simulasi dengan memvariasikan nilai cost (0,0015 ; 0,0025; 0,0045; 0,0065’ 0,0080; 0,015; 0,025; 0,045; 0,065; 0,08; 0,15; 0,25; 0,45; 0,65;
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan ke hadiratTuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
ANALISIS KINERJA ALGORITMASUBOPTIMAL HANDOVER
PADA SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Bapak Maksum Pinem, ST,MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir,
atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST,MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir.Riswan Dinzi, MT sebagai Dosen Wali penulis, yang selalu
4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan
bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Kepada Bapak dan Ibu tercinta yang selalu merawat, menjaga, dan
mendoakan dan memberikan segalanya kepada penulis sehingga penulisan
Tugas Akhir ini dapat diselesaikan
6. Abang-kakak tercinta: Gunawan Chandra, Elisa Chandra, Theresia, dan
Juliana dan seluruh Keluarga Besar yang menjadi inspirasi dan selalu
memberikan motivasi, perhatian dan doanya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Sahabat-sahabat seperjuangan: Nicholas, Daniel Hermanto Marpaung,
Frans Christian Sitompul, Candra V.Tambunan, Chairunisa, Haditia, Meta
Sinaga dan seluruh stambuk 2009, serta Bg Leonardo Siregar, Bg Ary
Purwanto, dan Bg Sandy, semoga silaturrahmi kita terus terjaga.
8. Teman tercinta saya : JessicaChow. yang selalu mendukung dan
mendoakan saya hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Para teman-teman terbaik Blue Table: JM, Akau, Frans Zier, Dave
Cellyne, Phulip, William Weeney yang tetap memberikan support terbaik
kepada saya.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena
itu penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran yang bertujuan untuk
menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini.
Akhir kata penullis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi
para pembaca.
Medan, Oktober 2013
Penulis,
Rudy Chandra
DAFTAR ISI
BAB II SISTEM KOMUNIKASI SELULER 2.1 Arsitektur Sistem..………6
2.2 Prinsip Seluler. ………9
2.2.1 RasioCarrier-to-Interferrence………..……….10
2.2.2 FormasiCluster……….……….11
2.3 Parameter Propagasi Sinyal………14
2.4 Handover……...………...17
2.4.2 KeputusanHandover………..……….19
2.4.3 Jenis-jenis AlgoritmaHard Handover………….20
BAB III METODE PENGUJIAN 3.1 Persiapan Penelitian………..………...24
3.2 Level Kuat Sinyal Terima (RSS) …………..……….…25
3.3 MetodeHandover……….…………...…….…….….…...26
3.3.1 AlgoritmaSignal Degradation-Handover (SDH)…..…27
3.3.2 Algoritma Delay-Handover (DH)….………..…..…30
3.3.3 AlgoritmaDelay Handover Signal Degradation (DHSD)..……….………32
3.4 Parameter KinerjaHandover……….…………...…….…34
BAB IV ANALISIS KINERJA ALGORITMA SUBOPTIMAL HANDOVERPADA SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS 4.1 Rancangan Sistem……….……….…….36
4.2 Proses Simulasi………...…....38
4.3 Parameter Simulasi………..………39
4.4 Hasil Simulasi………..…...40
4.4.1 Kinerja Algoritma Suboptimal Signal Degradation Handover…………....40
4.4.2 Kinerja AlgoritmaSuboptimal Delay Handover…..……….………...42
4.5 Perbandingan Kinerja AlgoritmaSuboptimal Handover……...47 4.6 Perbandingan BTS dalam melayanimobile………...53 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan……….56
5.2 Saran………...………57
DAFTAR PUSTAKA………...58
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Sistem GSM…….………..……….7
Gambar 2.2 Model dari jaringan seluler dengan penggunaanfrequency reuse…10 Gambar 2.3 Formasiclusterdanfrequency reuse.………..………...12
Gambar 2.4 Gambaran nyata dari sel.………....14
Gambar 2.5 Pergerakan MS dari BS1 ke BS2 melewati BS3.………...22
Gambar 3.1 Tahapan Simulasi…....………...24
Gambar 3.2Delayyang terjadi padamobilesejauhd………...35
Gambar 4.1 Model sistem………..36
Gambar 4.2 Kuat sinyal yang diterima MS ………...………37
Gambar 4.3 Flow chart simulasi ………..……….38
Gambar 4.4 Grafiklink degradationterhadap perubahan nilaicost pada algoritmaSuboptimal SDH………..………40
Gambar 4.5 Grafik jarakdelayterhadap perubahan nilaicost pada algoritmaSuboptimal SDH……….………..41
Gambar 4.6 Grafiklink degradationterhadap perubahan nilaicost pada algoritma Suboptimal DH ………..……..43
Gambar 4.7 Grafik jarakdelayterhadap perubahan nilaicost pada algoritmaSuboptimal DH………...43
Gambar 4.8 Grafiklink degradationterhadap perubahan nilaicost-1 pada algoritma Suboptimal DH………..………...45
Gambar 4.10 Perbandingan ketiga algoritmasuboptimalberdasarkan
nilailink degradation………….48 Gambar 4.11 Perbandingan ketiga algoritmasuboptimalberdasarkan
nilailink degradation………...…49 Gambar 4.12RatioBTS yang melayanimobilepada algoritmaSuboptimal
SDH……….………...…54
Gambar 4.13RatioBTS yang melayanimobilepada algoritmaSuboptimal
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Parameter simulasi sistem………..38
Tabel 4.2 Pengaruh perubahan nilaicostpada algoritmaSuboptimal Signal
Degradation Handover (SDH)………...………...41 Tabel 4.3 Pengaruh perubahan nilaicostpada algoritmaSuboptimal Delay
Handover (DH)………..………….…...44
Tabel 4.4 Pengaruh perubahan nilaicost-1pada algoritmaSuboptimal Delay Handover Signal Degradation (DHSD)……….46 Tabel 4.5 Rasio perbandingan algoritmasuboptimal SDHdenganDHSD
berdasarkanlink degradation ………..………....50 Tabel 4.6 Rasio perbandingan algoritmasuboptimal SDHdenganDHSD
berdasarkandelay ……….………...….51 Tabel 4.7 Rasio perbandingan algoritmasuboptimal DHdenganDHSD
berdasarkanlink degradation………..……….……….52
Tabel 4.8 Rasio perbandingan algoritmasuboptimal DHdenganDHSD
DAFTAR ISTILAH
Base Station(BS)
Istilah umum yang digunakan untuk mendiskripsikan pengertian dari antar muka
(interface) pada sisi stationary (tetap, tak dapat bergerak atau pindah) sebuah
jaringan bergerak (mobile). Cost
Parameter tradeoff non negatif dalam algoritma suboptimal handover yang merupakan fungsi daya yang ditambahkan ke dalam sistem untuk memaksimalkan
kualitaslink.Contoh: Penambahan daya pada sistem akan meningkatkan performa sehinggahandoverlebih jarang terjadi namun akan meningkatkan biaya.
Delay
Jarak tunda mobile karena tidak dilayani oleh BTS terdekat dari posisi mobile. Delaydihitung dalam satuan meter.
Fading
Gangguan saluran transmisi, terutama pada sistem gelombang mikro ketika
sinyal-sinyal yang dikirim melalui berbagai jalur ke penerima dan mengalami
perubahan karena kondisi atmosfer.
GSM
Teknologi ini memanfaatkan gelombang mikro dan pengiriman sinyal yang dibagi
berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada
tujuan. GSM dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai
Hard handover
Suatu metode dimana kanal pada sel sumber dilepaskan dan setelah itu baru
menyambung dengan sel tujuan. Sehingga koneksi dengan sel sumber terputus
sebelum menyambung dengan sel target – untuk alasan tersebut hard handover juga dikenal dengan sebutan “break-before-make”.
Hysteresis
Selisih antara kuat sinyal dari base station yang sedang melayani dengan base stationtetangga.
Interferensi
Kondisi dimana dua gelombang atau lebih berjalan melalui bagian yang sama dari
suatu ruangan pada waktu yang bersamaan, hal ini mengakibatkan terjadinya
superposisi dari gelombang-gelombang tersebut sehingga menghasilkan pola
intensitas baru.
Link
Hubungan radio antara pengirim dan penerima.
Link Budget
Sebuah perhitungan yang meliputi faktor-faktor perolehan (gain) dan kehilangan
(loss) yang berhubungan dengan antena-antena, pengirim-pengirim, jalur
transmisi dan seputar propagasi yang digunakan untuk menentukan jarak
maksimum dimana pengirim dan penerima bisa beroperasi dengan sukses.
Link Degradation
LOS (Line of Sight)
Gambaran untuk lintasan atau hubungan radio tanpa halangan antara antena
pengiriman dan antena penerimaan pada sistem komunikasi.
Mobile Station(MS)
Istilah yang digunakan untuk mendiskripsikan terminal pelanggan dalam jaringan
nirkabel.
Multipath
Fenomena dimana sinyal dari pengirim (transmitter) tiba di penerima (receiver) melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda.
Neighbouring Set
Daftar daribase stationyang sinyal pilotnya diukur secara kontinu tetapi nilainya tidak cukup kuat untuk dimasukkan ke dalamactive set.
Path Loss
Tingkat dimana sinyal yang ditransmisikan kehilangan daya rata-rata dari
kekuatan awalnya selama sinyal tersebut merambat.
Propagasi
Proses perambatan gelombang radio di udara, berawal saat sinyal radio
dipancarkan di titik pengirim dan berakhir saat sinyal radio tersebut ditangkap di
titik penerima.
Shadow Fading
Fenomena yang terjadi ketika sebuah mobile station berpindah ke belakang
Soft handover(SHO)
Suatu metode dimana kanal pada sel sumber tetap tersambung dengan user
sementara secara paralel juga menghubungi kanal pada sel target. Pada kasus ini,
sambungan ke target harus berhasil dahulu sebelum memutus sambungan dengan
sel sumber, karena itulah softhandoverjuga disebut “make-before-break”.
Threshold
Level kuat sinyal minimum yang dibutuhkan untuk memberikan kualitas
pelayanan komunikasi yang baik.
Wireless
Teknologi komunikasi data dengan koneksi yang tidak menggunakan kabel untuk
menghubungkan antar suatu perangkat dengan perangkat lainnya. Mengacu pada