Level Kuat Sinyal Terima RSS Parameter Kinerja Handover

25

3.2 Level Kuat Sinyal Terima RSS

Model yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah kuat sinyal pilot yang diterima dari ketiga BTS kemudian diukur berdasarkan algoritma yang telah ditetapkan. Kuat sinyal pilot yang diterima dari BTS-i berdasarkan fungsi waktu dapat dituliskan sebagai persamaan 3.1 :[4] 3.1 Dimana dBm adalah daya pilot lokal rata-rata pada waktu k dan dBm adalah shadow fading pada waktu k. Daya pilot lokal rata-rata bervariasi log-linier dengan jarak dari BS-i, adalah daya yang ditransmisikan oleh BS i dan eksponen path loss. Shadow fading dimodelkan dengan persamaan 3.2 sebagai berikut:\ 3.2 dimana W0,1 adalah variabel random normal yang dipendekkan truncated, adalah standar deviasi dan adalah koefisien korelasi dari , yaitu pada persamaan 3.3. 3.3 dimana v adalah kecepatan MS, t s adalah waktu pencuplikan, dan adalah korelasi jarak shadow fading[12][13]. Hasil pengukuran kuat sinyal kemudian dirata-ratakan untuk menghilangkan efek dari shadow fading. Metode yang digunakan dalam merata- ratakan adalah metode jendela window. Bentuk persamaan matematisnya seperti pada persamaan 3.4 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 26 3.4 dimana; adalah kuat sinyal terima yang telah dirata-ratakan dan adalah kuat sinyal sebelum proses perataan. M adalah jumlah sampel dan W m adalah besar window yang digunakan untuk mensampling. Nilai dari W m = 1 untuk semua n jika metode yang digunakan adalah metode segi empat rectangular, sedangkan untuk metode eksponensial nilai W m sesuai dengan persamaan 3.5 3.5 dimana Q adalah adalah parameter bentuk tambahan.

3.3 Metode Handover

Pada Tugas Akhir ini akan dianalisis algoritma suboptimal handover. Dalam algoritma suboptimal handover terdapat tiga parameter penting yang harus dikontrol untuk memperoleh hasil yang optimal, yaitu jumlah degradasi sinyal yang terjadi , jumlah handover yang terjadi dan jumlah delay yang terjadi . Ketiga parameter dapat dilihat dari persamaan 3.6 , 3.7 dan 3.8 [4][5] . 3.6 3.7 3.8 Degradasi sinyal adalah suatu kondisi dimana kuat sinyal yang diterima dari BTS yang sedang melayani berada dibawah nilai threshold . Tujuan dari algoritma suboptimal handover ini adalah untuk meminimalkan fungsi cost yang dari setiap algoritma suboptimal, seperti pada persamaan 3.9 , 3.10 dan 3.11. 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 27 3.9 3.10 3.11 Dimana dan adalah parameter parameter tradeoff non negatif dalam algoritma suboptimal handover yang merupakan fungsi daya yang ditambahkan ke dalam sistem untuk memaksimalkan kualitas link.dan adalah delay cost yang terupdate, seperti persamaan 3.12. 3.12 dengan parameter , sebagai cost variabel terhadap delay berdasarkan seberapa jauh BTS yang melayani dari titik pertengahan. Dapat dilihat bahwa optimisasi dari masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan metode pemrograman dinamik. Namun solusi optimal yang diperoleh tidak praktis karena pada prakteknya pergerakan dari mobile tidak dapat diketahui lebih lanjut. Dengan membuat batasan pengambilan keputusan berdasarkan waktu dan maka solusi suboptimal dapat diperoleh. Algoritma suboptimal handover dibagi menjadi tiga yaitu Suboptimal Signal Degradation-Handover DH, Suboptimal Delay-Handover DH, dan Suboptimal Delay-Handover-Signal Degradation DHSD.

3.3.1 Algoritma Signal Degradation-Handover SDH

Algoritma Signal Degradation-Handover SDH menganalisa tradeoff yang terjadi antara kualitas panggilan dengan jumlah handover. Untuk itu pada algoritma ini harus diminimalkan biaya ekspektasi dari nilai dan seperti pada persamaan 3.13 dan 3.14.[4][5] 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 28 3.13 3.14 dimana dan menotasikan nilai ekspektasi dari stokastik variabel , dan probabilitas dari kejadian . Untuk itu algoritma ini bertujuan memilih keputusan dari fungsi sehingga diperoleh tradeoff terbaik dari ] dan . Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan pemrograman dinamis. Untuk memperoleh solusi optimal, definisikan sesuai persamaan 3.15 dan 3.16. 3.15 dan 3.16 Jika didefinisikan lebih jauh, maka akan diperoleh persamaan 3.17. 3.17 kemudian dapat dilihat bahwa cost optimum adalah sama dengan . Sekarang dengan pemrograman dinamis dapat diperoleh fungsi keputusan optimum yaitu pada persamaan 3.18. 3.18 dan untuk maka menjadi persamaan 3.19. 3.19 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 29 solusi pada persamaan 3.19 hanya bisa digunakan sebagai perbandingan, karena pada prakteknya pergerakan dari mobile tidak dapat diketahui lebih lanjut. Dengan membatasi proses pengambilan keputusan dengan dan maka solusi suboptimal dapat diperoleh pada persamaan 3.20. 3.20 dimana adalah informasi yang tersedia pada waktu . Karena kondisional distribusi dari diberikan dan adalah Gaussian, probabilitas dari persamaan 3.20 secara keseluruhan ditentukan oleh means dan variances seperti pada persamaan 3.21 dan 3.22. 3.21 3.22 Peraturan pengambilan keputusan suboptimal yang kemudian disebut sebagai algoritma suboptimal Signal Degradation-Handover SDH dapat ditulis sebagai persamaan 3.23. 3.23 dimana: . 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 30 Berdasarkan Persamaan 3.23, maka metode suboptimal SDH untuk inisiasi handover pada 3 BTS, yaitu : 1. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani M a. Syarat handover : → b. Syarat handover: → 2. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover : → 3. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover: → Dimana: : fungsi dari pada sampel ke- . Handover: → menyatakan handover terjadi dari ke . 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 31

3.3.2 Algoritma Suboptimal Delay-Handover DH

Algoritma Suboptimal Delay-Handover DH menganalisa tradeoff yang terjadi antara delay handover dengan jumlah handover. Cost yang terjadi karena banyaknya jumlah handover menggunakan nilai yang sama dengan algoritma suboptimal SDH. Untuk cost yang terjadi karena banyaknya delay, digunakan variabel cost yang bergantung pada seberapa jauh jarak yang ditempuh mobile dari BTS yang dikehendaki yaitu sesuai dengan persamaan 3.12. Untuk menemukan solusi dari permasalahan ini, harus ditemukan nilai cost minimum dari . Dimana c adalah parameter tradeoff nonnegative.[4][5] Untuk mendapatkan solusinya maka digunakan pemrograman dinamis, definisikan untuk sebagai dan dimana kemudian tentukan seperti di persamaan 3.17. Fungsi pengambilan keputusan optimum diperoleh sebagai persamaan 3.24. 3.24 dan untuk diperoleh persamaan 3.25. 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 32 3.25 Solusi 3.25 adalah solusi pemrograman dinamis yang tidak praktis untuk diimplementasikan, tapi karena proses pengambilan keputusan dibatasi untuk nilai k dan , yang merupakan solusi suboptimal, dan merupakan algoritma Suboptimal Delay-Handover DH seperti pada persamaan 3.26. 3.26 Berdasarkan Persamaan 3.26, maka metode suboptimal DH untuk inisiasi handover pada 3 BTS, yaitu : 1. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover: → 2. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover : → 3. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 33 b. Syarat handover: → Dimana: : fungsi dari pada sampel ke- . Handover : → menyatakan handover terjadi dari ke .

3.3.3 Algoritma Delay-Handover-Signal Degradation-Handover DHSD

Algoritma suboptimal DH menyediakan nilai tradeoff delay handover terbaik, akan tetapi noise yang timbul dari sistem menurunkan kualitas dari sinyal signal degradation sedangkan algoritma suboptimal SDH menyediakan nilai tradeoff kualitas sinyal terbaik namun mengalami delay handover yang cukup lama. Oleh karena itu diperlukan algoritma yang menyediakan nilai tradeoff terbaik dari ketiga parameter . Solusi suboptimal DHSD dapat diperoleh dari persamaan 3.27.[4][5] 3.27 Dapat dilihat persamaan DHSD ini berubah menjadi algoritma SDH jika nilai adalah nol dan dapat berubah menjadi algoritma DH apabila nilai adalah nol. Hal ini harus diperhatikan apabila algoritma DHSD digunakan pada keadaan dengan nilai parameter yang berbeda-beda. Berdasarkan Persamaan 3.27, maka metode suboptimal DHSD untuk inisiasi handover pada 3 BTS, yaitu : 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 34 1. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover: → 2. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover : → 3. Mengasumsikan keadaan sebelumnya menangani MS a. Syarat handover : → b. Syarat handover: → Dimana: : fungsi dari pada sampel ke- . : fungsi dari pada sampel ke- . Handover : → menyatakan handover terjadi dari ke . 8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD 35

3.4 Parameter Kinerja Handover

Parameter kinerja dari handover dapat dijabarkan sebagai berikut: a. Link Degradation, yaitu peluang kuat sinyal dari BTS yang sedang melayani mobile jatuh di bawah nilai threshold dan ini menyebabkan turunnya kualitas link dari suatu panggilan. Nilai link degradation dapat dihitung dengan persamaan 3.13

b. Delay, adalah jarak tunda mobile karena tidak dilayani oleh BTS terdekat