Analisis Peningkatan Kinerja Soft Handoff Tiga BTS Dengan Menggunakan Model Propagasi Okumura

ANALISIS PENIN
NINGKATAN KINERJA SOFT HANDOFF
FF TIGA BTS
DENGAN MEN
ENGGUNAKAN MODEL PROPAGASII OK
OKUMURA

Diajukan
an u
untuk memenuhi salah satu persyaratan d
dalam
menye
enyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) padaa
Departemen Te
Teknik Elektro Sub Konsentrasi Teknik Ene
nergi Listrik

Oleh:
ARI PURWANTO
NIM : 080402008


D
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
U
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISIS PENINGKATAN KINERJA SOFT HANDOFF TIGA BTS
DENGAN MENGGUNAKAN MODEL PROPAGASI OKUMURA
Oleh:
ARI PURWANTO
080402008
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada Tanggal 18 Bulan September Tahun 2013 di depan penguji:
1. Ketua Penguji

: Ir. M. Zulfin, MT

2. Anggota Penguji

: Naemah Mubarakah, ST.MT

Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir

Maksum Pinem, ST.MT
NIP. 19681004 200012 1 001

Diketahui Oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro

Fakultas Teknik USU

Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si
NIP.19540531 198601 1 002

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Kondisi propagasi di sepanjang lintasan sangat berpengaruh terhadap
handoff dan merupakan salah satu parameter untuk mengetahui kinerja dari
handoff itu sendiri. Parameter dalam model propagasi seperti tinggi antena base
station (BS) dan tinggi antena mobile station (MS) digunakan untuk mengetahui
pengaruh parameter terhadap nilai probabilitas outage dan active set. Pada Tugas
Akhir ini, penulis menganalisis kinerja soff handoff tiga BTS yang disimulasikan
dengan software Matlab R2009b dengan menggunakan model propagasi
Okumura. Dari hasil analisis diperoleh bahwa semakin tinggi BS dan MS maka
probabilitas outage akan semakin kecil yaitu sebesar: pada tinggi BS 50 m
probabilitas outagenya sebesar 4,36.10-6, pada tinggi BS 60 m probabilitas
outagenya sebesar 1,02.10-6, pada tinggi BS 70 m probabilitas outagenya

sebesar 3,86.10-7, pada tinggi BS 80 m probabilitas outagenya sebesar 1,31.10-7,
pada tinggi BS 90 m probabilitas outagenya sebesar 5,06.10-8, dan pada tinggi
BS 100 m probabilitas outagenya sebesar 2,38.10-8. Pada tinggi MS 1 m
probabilitas outagenya sebesar 3,1.10-3, pada tinggi MS 2 m probabilitas
outagenya sebesar 6,26.10-5, pada tinggi MS 3 m probabilitas outagenya
sebesar 3,99.10-6, pada tinggi MS 4 m probabilitas outagenya sebesar 3,37.10-8,
pada tinggi MS 5 m probabilitas outagenya sebesar 5,28.10-10, dan pada tinggi
MS 6 m probabilitas outagenya sebesar 8,97.10-12. Pertambahan tinggi BS dan
MS tidak akan mempengaruhi nilai rata-rata active set. Dari 500 kali simulasi
yang dilakukan maka diperoleh persentasi pelayanan BS terhadap MS yaitu: BS 1
sebesar 38,9%, BS2 sebesar 51,5% dan BS3 sebesar 9,6%.

i
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Dengan nama ALLAH Yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang
Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat ALLAH SWT atas
rahmat dan karunia yang dilimpahkan sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir

ini, serta salawat beriring salam penulis hadiahkan ke junjungan Nabi Muhammad
SAW.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
Ayahanda (Alm. Djanuar Rasyad) dan Ibunda (Darmawati), Kakanda (Silvia Eka
Wati) dan Abangda (Maradona) serta keponakan tercinta (Indah Rizkiani Adha
dan Dwi Ramadhan Atmajati) yang merupakan bagian dari hidup penulis yang
senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
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 PENINGKATAN KINERJA SOFT HANDOFF TIGA BTS
DENGAN MENGGUNAKAN MODEL PROPAGASI OKUMURA
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:

ii
Universitas Sumatera Utara


1.

Bapak Maksum Pinem, ST.MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir,
atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir
ini.

2.

Ibu Syiska Yana, ST.MT selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini.

3.

Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rachmad Fauzi ST.MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.

4.


Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.

5.

Keluarga Besar Laboratorium Rangkaian Listrik FT USU: B’Toyo,
Syukur, Dian, Ilham, Puti Mayangsari.

6.

Laura Prawiza yang selalu memberi masukan, bantuan, dan selalu menjadi
motivasi bagi penulis selama proses penulisan Tugas Akhir ini.

7.

Sahabat-sahabat terbaik di Elektro: Pindo, Rhivki, Ihsan, Ikbal, Uki, Edi,
Razi, Ebo (terimakasih atas masukan-masukannya), Rizal, Sofyan, Muklis,
Auliya, Rumi, Parlin, Sarif, Fahdi, Fahmi, Dedi, Aji, Teguh, Dina, Siska,
dan segenap angkatan ‘08, semoga silaturahmi kita terus terjaga.


8.

Senior dan junior yang telah membantu : B’Fauzi, B’Rian, B’komeng,
B’Roy, B’Ridho, B’Nikman, B’Hirzi, B’leo ( terimakasih atas masukanmasukannya ), Budi ( terimakasih atas masukan-masukannya ), Teguh,
Arif, Reza, Dicky, bembenk, Rimbo, Duha serta semua senior dan junior
yang telah membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.

iii
Universitas Sumatera Utara

9.

Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro dan semua pengurus
IMTE 2012 – 2013 yang telah memberikan banyak waktu dan keleluasaan
pada penulis untuk dapat menyelesikan Tugas Akhir ini.

10.

Keluarga Besar MME-GS yang telah memberikan banyak sekali

pembelajaran.

11.

Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik

dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, September 2013
Penulis,

Ari Purwanto
NIM: 080402008

iv

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................... i
KATA PENGANTAR................................................................................. ii
DAFTAR ISI................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii
I.

PENDAHULUAN............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah.............................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2
1.3 Tujuan Penulisan......................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah.......................................................................... 3
1.5 Metode Penulisan ........................................................................ 4
1.6 Sistematika Penulisan.................................................................. 4

II.


PEMODELAN PROPAGASI........................................................... 6
2.1

Umum......................................................................................... 6

2.2

Rugi-rugi lintasan bebas............................................................. 10

2.3

Model propagasi......................................................................... 11

2.4

Analisis path loss dengan menggunakan model propagasi ........ 12

2.5

Kuat sinyal terima ..................................................................... 13

2.6

Model Okumura ......................................................................... 14

III. SOFT HANDOFF............................................................................... 17
3.1

Umum ......................................................................................... 17

3.2

Prinsip Soft Handoff .................................................................. 18

v
Universitas Sumatera Utara

3.3

Inisiasi Soft Handoff .................................................................. 19

3.4

Parameter algoritma Soft Handoff ............................................. 20

3.5

Parameter perbandingan kinerja Soft Handoff............................ 22

3.6 Algoritma Soft Handoff .............................................................. 23
IV. HASIL DAN ANALISIS.................................................................... 31
4.1 Model Sistem .............................................................................. 31
4.2 Parameter simulasi ...................................................................... 32
4.3 Hasil simulasi .............................................................................. 32
4.3.1 Pengaruh tinggi Base Station terhadap nilai
Probabilitas Outage............................................................... 32
4.3.2 Pengaruh tinggi Mobile Station terhadap nilai
Probabilitas Outage............................................................... 34
4.3.3 Pengaruh besar Hysteresis Add terhadap nilai
Probabilitas Outage............................................................... 36
4.3.4 Pengaruh besar Hysteresis Drop terhadap nilai
Probabilitas Outage
V.

......................................................... 37

KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 40
5.1

Kesimpulan ................................................................................. 40

5.2

Saran............................................................................................ 42

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 43
LAMPIRAN

vi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Komponen propagasi ............................................................... 6

Gambar 2.2

Reuse cluster yang digunakan pada sistem seluler .................. 8

Gambar 2.3

Sistem makroseluler menggunakan
pola Reuse Cluster tujuh sel..................................................... 9

Gambar 2.4

dua sel dengan frekuensi Carrier yang sama.......................... 9

Gambar 2.5

Kurva Amu (f,d) untuk range frekuensi 100- 3000 mHz ......... 15

Gambar 2.6

Nilai GArea untuk berbagai tipe daerah dan frekuensi .............. 15

Gambar 3.1

Soft Handoff ............................................................................. 18

Gambar 3.2

Algoritma Soft Handoff pada sistem IS 25 A........................... 23

Gambar 3.3

Algoritma Soft Handoff ............................................................ 24

Gambar 3.4

Flowchart Handoff berbasis kuat sinyal dengan
Threshold dan Hystereresis ...................................................... 30

Gambar 4.1

Model sistem ............................................................................ 31

Gambar 4.2

Grafik pengaruh Base Station terhadap
probabilitas Outage model Okumura ....................................... 33

Gambar 4.3

Grafik pengaruh Mobile Station terhadap
probabilitas outage model okumura......................................... 35

Gambar 4.4

Grafik pengaruh Hysteresis Add terhadap
probabilitas Outage model Okumura ....................................... 37

Gambar 4.5

Grafik pengaruh Hysteresis Drop terhadap
probabilitas Outage model Okumura ....................................... 38

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1

Parameter Simulasi Sistem.................................................... 32

Tabel 4.2

Pengaruh Tinggi Base Station Terhadap Kinerja
Soft Handoff .......................................................................... 33

Tabel 4.3

Pengaruh Tinggi Mobile Station Terhadap Kinerja
Soft Handoff........................................................................... 34

Tabel 4.4

Pengaruh Nilai Hysteresis Add Terhadap Kinerja
Soft Handoff........................................................................... 36

Tabel 4.5

Pengaruh Nilai Hysteresis Drop Terhadap Kinerja
Soft Handoff........................................................................... 38

viii
Universitas Sumatera Utara

LAMPIRAN

Lampiran 1

Source Code Simulasi Untuk Pertambahan Tinggi BS

Lampiran 2

Source Code Simulasi Untuk Pertambahan Tinggi MS

Lampiran 3

Source Code Simulasi Untuk Pertambahan Nilai Hyst_Add

Lampiran 4

Source Code Simulasi Untuk Pertambahan Nilai Hyst_Drop

Lampiran 5

Flowchart Simulasi Untuk Pertambahan Tinggi BS

Lampiran 6

Flowchart Simulasi Untuk Pertambahan Tinggi MS

Lampiran 7

Flowchart Simulasi Untuk Pertambahan Nilai Hyst_Add

Lampiran 8

Flowchart Simulasi Untuk Pertambahan Nilai Hyst_drop

Lampiran 9

Data Hasil Simulasi Dengan Dua BTS

ix
Universitas Sumatera Utara