16 dengan model statistik, menjabarkan gain shadowing sebagai variabel
acak terdistribusi log-normal. Untuk itu, gain shadowing dalam satuan desibel didistribusikan dengan distribusi Gaussian seperti pada persamaan
2.13 : 2.13
Standar deviasi menentukan seberapa besar pengaruh shadowing dan
bergantung pada lingkungan yang akan dimodelkan. Berdasarkan data pengukuran, nilai yang umum untuk adalah diantara 5 sampai 10 dB.
c. Gain karena efek multipath fading : Sumber lain yang menyebabkan
fluktuasi daya yang diterima di sekitar nilai rata-ratanya diakibatkan oleh multipath fading. Pada lingkungan perkotaan, biasanya sinyal yang
diterima berasal dari sinyal yang diterima dari beberapa jalur propagasi. Gabungan dari sinyal-sinyal yang diterima dari jalur propagasi yang
berbeda-beda tersebut mengakibatkan timbulnya medan gelombang disekitar penerima. Panjang gelombang dari kuat sinyal yang diterima di
medan gelombang ini berubah tergantung pada tempat-tempat dimana superposisi dari sinyal destruktif dan konstruktif terjadi. Hasil dari variasi
sinyal yang diterima dimodelkan oleh variabel acak yaitu pada
persamaan 2.14 : 2.14
Distribusi dari variabel acak bergantung pada lingkungan propagasi. Jika tidak ada hubungan line of sight antar pemancar dan penerima, maka
diasumsikan terdistribusi Rayleigh.
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
17
2.4 Handover
Keleluasaan untuk melakukan dan menerima panggilan dimanapun dan kapan pun telah menciptakan sebuah dimensi baru dalam sistem komunikasi
wireless dimana pengguna dapat bergerak dari satu tempat ke tempat lain ketika sedang melakukan panggilan. Handover adalah bagian terpenting yang mendasari
mobilitas dari pengguna.[6] Handover adalah proses memutuskan suatu koneksi yang lama dan
menggantikannya dengan koneksi yang baru dimana pengguna itu berada yang kemudian disebut sebagai sel tujuan. Umumnya handover dilakukan ketika
kualitas sinyal yang diterima mobile daribase station berkurang di bawah batas tertentu.
Dari informasi mengenai kualitas sinyal radio yang diperoleh, dapat ditentukan kapan handover diperlukan ke sel lainnya. Pengetahuan mengenai
alokasi ketersediaan sinyal radio pada sel tujuan dan pelepasan kanal yang tepat setelah handover selesai dilakukan sangatlah mendukung tingkat keberhasilan dari
suatu handover. Ketika jaringan tidak berhasi membangun koneksi dengan sel tujuan maka
handover tersebut dinyatakan gagal. Kegagalan handover terjadi ketika tidak ada ketersediaan kanal baru di sel tujuan atau terjadinya dropped call. Dropped call
terjadi ketika kualitas sinyal radio telah jatuh dibawah batas tertentu sebelum berhasil tersambung dengan sel tujuan dan sering terjadi pada sistem GSM.
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
18
2.4.1 Jenis Handover
Ada beberapa jenis handover yaitu hard handover, soft handover dan softer handover. Proses handover dimulai ketika MS mendeteksi sinyal pilot yang
secara signifikan lebih kuat dibandingkan dengan kanal trafik forward lain yang ditujukan kepadanya. MS tersebut akan mengirimkan pesan pilot measurement ke
base station kandidat dengan sinyal terkuat sekaligus menginstruksikan untuk memulai proses handover. Cell tersebut akan mengirimkan pesan handover
direction ke MS, mengarahkan untuk melakukan handover. Setelah mengeksekusi pesan handover tersebut, MS akan mengirimkan pesan handover completion pada
kanal trafik yang baru. Perbedaan dari masing-masing jenis handover [6]: a. Hard Handover
Hard handover terjadi pada dua frekuensi yang berbeda. Pada hard handover ini, terjadi proses “break before make” yang berarti hubungan mobile station dengan
base station yang lama harus diputuskan terlebih dahulu sebelum membangun hubungan kembali dengan base station yang baru. Hard handover dapat
dilakukan pada sistem komunikasi analog, sistem FDMA Frequency Division Multiple Access, sistem TDMA Time Division Multiple Access, dan sistem
OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access. b. Soft Handover
Pada soft handover terjadi proses “make before break” yang berarti mobile station harus membangun hubungan dengan base station yang baru terlebih
dahulu sebelum memutuskan hubungan dengan base station yang lama. Soft handover dapat dilakukan pada sistem CDMA Code Division Multiple Access
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
19 karena handover pada sistem CDMA terjadi antara dua code channel yang
berbeda bukan dua frekuensi yang berbeda. c. Softer Handover
Softer Handover hanya terjadi di antar sektor pada base station yang melayani mobile station. Softer handover merupakan proses “make before break”
menggunakan perbedaan dua code channel.
2.4.2 Keputusan Handover
Dalam kehidupan sehari-hari sering terjadi suatu mobile yang sedang melakukan panggilan bergerak menjauhi base station yang sedang melayaninya.
Begitu mobile bergerak menuju batas terluar dari area cakupan yang dilayani base station maka kualitas dan kuat sinyal yang diterima oleh mobile akan menurun.
Pada saat yang sama, ketika mobile berada di batas terluar dari cell, mobile tersebut menerima sinyal yang lebih kuat dari base station di sekitarnya. Pada
tahap ini kontrol dari mobile akan dialihkan ke base station baru, peristiwa ini disebut juga handover. Terdapat beberapa jenis keputusan handover dalam sistem
seluler yaitu[3]: 1. Network Controlled Handover NCHO
NCHO digunakan pada generasi pertama sistem seluler seperti Advanced Mobile Phone System AMPS dimana pusat switching mobile bertanggung jawab
terhadap seluruh keputusan handover. Pada NCHO, jaringan melayani pengukuran kuat sinyal yang diperlukan dan pelaksanaan handover sangat
bergantung pada padatnya trafik.
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
20 2. Mobile Assisted Handover MAHO
Pada NCHO beban dari jaringan akan sangat berat karena jaringan menangani seluruh keputusan handover sendiri. Untuk mengurani beban pada
jaringan, pada sistem MAHO mobile bertanggung jawab untuk melakuan pengukuran kuat sinyal yang diterima dan mengirimkannya kepada base station.
Dengan berdasarkan pada pengukuran yang diterima, base station atau MSCMobile Switching Center akan memutuskan apakah handover akan
dilakukan atau tidak. Sistem MAHO digunakan pada sistem GSM Global System for Mobile Communication. Pelaksanaan handover akan berlangsung selama satu
detik. 3. Mobile Controlled Handover MCHO
Pada sistem MCHO, peran dari mobile diperbanyak dengan memberikan fungsi kontrol pada mobile. Mobile dan base station bersama-sama melakukan
pengukuran dan base station akan mengirimkan hasil pengukuran kepada mobile. Kemudian mobile akan memutuskan kapan dilakukan handover berdasarkan
informasi yang diterima dari base station. Sistem MCHO digunakan pada DECT Digital European Cordless Telephone dengan lama pelaksanaan handover
selama 100-500 milisekon.
2.4.3 Jenis-jenis Algoritma Hard Handover
Hard handover terjadi ketika koneksi dengan BS yang lama terputus sebelum koneksi dengan BS yang baru dibangun. Sinyal yang diterima dapat
dirata-ratakan untuk menghilangkan fluktuasi yang cepat dari multipath alami pada lingkungan propagasi radio. Gambar 3.1 menunjukkan sebuah MS bergerak
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
21 dari base station yang lama BS1 ke base station yang baru BS2 dan melewati
base station yang berada di antara BS1 dan BS2. Kuat sinyal rata-rata dari BS1 menurun ketika MS menjauh dari BS1. Kuat sinyal rata-rata dari BS2 meningkat
ketika MS mendekati BS2. Sedangkan kuat sinyal rata-rata dari BS3 meningkat pada pertengahan dari jalur yang dilalui oleh MS. Melalui Gambar 2.5 , beberapa
pendekatan akan dijelaskan sebagai berikut[10] : a. Relative signal strength, selalu memilih sinyal terkuat yang diterima dari
BS. Keputusan berdasarkan pada rata-rata pengukuran sinyal terima. Pada Gambar 2.5, handover akan terjadi pada posisi A. Karena adanya fluktuasi
sinyal yang diterima maka metode ini terlihat menimbulkan terlalu banyak handover yang tidak penting ketika sinyal dari BS sekarang masih
memadai. Handover yang tidak perlu ini disebut juga sebagai efek ping- pong yang membuat beban dan biaya dari trafik bertambah.
b. Relative signal strength dengan threshold, membolehkan user untuk handover hanya jika sinyal BS sekarang cukup lemah kurang dari
threshold dan sinyal dari BS lain lebih kuat dari sinyal BS sekarang. Jika threshold lebih rendah dari nilai T
2
pada Gambar 2.5, MS akan menunda handover sampai kuat sinyal sekarang melewati threshold pada posisi B.
Pada kasus T
2
, penundaan mungkin cukup lama karena MS bergerak jauh ke dalam sel baru. Hal ini mengurangi kualitas link komunikasi dan dapat
mengakibatkan drop call. Selain itu, hal ini menyebabkan interferensi tambahan kepada co-channel user. Sehingga skema ini dapat
menimbulkan area cakupan sel yang tumpang tindih.
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
22 c. Relative signal strength dengan hysteresis, membolehkan user untuk
handover hanya jika BS baru cukup lebih kuat daripada BS sekarang sebesar nilai hysteresis yang sudah ditetapkan. Pada kasus ini, apabila MS
saat ini dikelola oleh BS1 maka handover akan terjadi pada titik C dan apabila MS dikelola oleh BS3 maka handover akan terjadi pada titik E.
Teknik ini mencegah “efek ping-pong”, yaitu handover yang terjadi berulang kali di antara base station akibat fluktuasi yang cepat pada kuat
sinyal terima dari base station yang ada. d. Relative signal strength dengan hysteresis dan threshold, meng-
handoverkan user ke BS baru hanya jika kuat sinyal sekarang jatuh turun di bawah threshold dan BS target lebih kuat daripada BS sekarang dengan
hysteresis margin yang diberikan. Pada Gambar 2.5, handover akan terjadi pada titik D jika threshold yang digunakan T
2
.
Gambar 2.5 Pergerakan MS dari BS1 ke BS2 melewati BS3
Hysteresis Kuat Sinyal
Pilot dB
Jarak T
1
T
2
A B C D E
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
23 e. Teknik prediksi, keputusan handover berdasarkan pada perkiraan nilai
kuat sinyal terima untuk waktu berikutnya. Sebuah teknik yang telah diusulkan dan disimulasikan untuk menunjukkan hasil yang lebih baik,
pada pengurangan jumlah handover yang tidak penting, daripada metode relative signal strength baik dengan atau tanpa hysteresis dan threshold.
f. Penggunaan pendekatan nonstandard untuk mekanisme handover seperti neural network, fuzzy logic, uji hypotesis, dynamic programming dan
lain-lain. Pada Tugas Akhir ini, akan dibahas tiga pendekatan nonstandard yaitu
Suboptimal Signal Degradation Handover SDH, Suboptimal Delay Handover DH dan Suboptimal Delay Handover Signal Degradation DHSD.
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
24
BAB III METODE PENGUJIAN
3.1 Persiapan Penelitian
Sumber penelitian diperoleh dari studi literatur, yaitu: jurnal-jurnal internasional dan ebook. Alat yang digunakan dalam melakukan simulasi yaitu:
laptop dan software Matlab R2011b. Penelitian mengenai algoritma handover memerlukan level kuat sinyal yang diterima oleh BTS. Untuk memperoleh level
kuat sinyal yang sama seperti nilai aslinya digunakan rumus kuat sinyal terima yang terdapat pada jurnal dan kemudian dirata-ratakan dengan metode windowing
untuk menghasilkan sinyal yang lebih halus. Pengukuran level kuat sinyal dilakukan dengan menentukan posisi mobile
dan posisi BTS, pada simulasi ini posisi mobile berada tepat di tengah dari sel yang dikelola oleh BTS1 kemudian mobile akan bergerak dengan lintasan lurus
menuju BTS2 dan melewati BTS3 yang berada di tengah. Sesudah diperoleh kuat sinyal yang menyerupai nilai asli dari ketiga BTS maka selanjutnya sinyal akan
diproses ke dalam algoritma Suboptimal Signal Degradation Handover, Delay Handover dan Delay Handover Signal Degradation. Hasil proses dari setiap
algoritma kemudian akan dibandingkan berdasarkan parameter yang telah ditetapkan yaitu : nilai sinyal degradasi, nilai delay dan banyaknya handover yang
terjadi. Tahapan dalam melakukan simulasi dapat dilihat pada diagram blok seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Tahapan simulasi
Level kuat sinyal terima
Metode handover
Parameter kinerja
handover
8QLYHUVLWDV6 XPDWHUD8WDUD
25
3.2 Level Kuat Sinyal Terima RSS