Evaluasi Kinerja Algoritma Histeresis Hard Handoff Pada Sistem Seluler

EVALUASI KINERJA ALGORITMA HISTERESIS HARD HANDOFF PADA
SISTEM SELULER

Oleh :

RUDOLF PARULIAN GURNING
060402060

Tugas Akhir ini Diajukan Untuk Melengkapi Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada
Departemen Teknik Elektro

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK


Perhitungan kuat sinyal terima (RSS) merupakan kriteria yang umum
digunakan untuk menginisiasikan suatu handoff. Pada algoritma handoff, handoff
diinisiakan jika kuat sinyal yang diterima pada base station (BS) yang akan dituju
lebih kuat berdasarkan nilai histeresisnya daripada kuat sinyal dari BS yang sedang
melayani. Oleh karena itu, pemilihan nilai histeresis sangat penting dalam
mengoptimasi performansi suatu handoff.
Dalam Tugas Akhir ini, ditentukan nilai histeresis sebagai parameter
pembanding untuk mengetahui daerah probabilitas handoff, probabilitas transisi
handoff, probabilitas BS menangani MS, dan link degradasi.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai histeresis mempengaruhi jarak
terjadinya handoff. Jika histeresis (h) terlalu kecil, maka daerah handoff akan semakin
dekat dengan BS serving. Jika h terlalu besar, maka jarak handoff dari BS serving
akan semakin jauh. Semakin jauhnya jarak handoff maka kuat sinyal yang
dipancarkan oleh BS serving akan semakin melemah dan dapat mengurangi quality of
service (QoS) jaringan.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR


Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan pengetahuan, pemahaman dan kemudahan 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:
EVALUASI KINERJA ALGORITMA HISTERESIS HARD HANDOFF PADA
SISTEM SELULER
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.

Ayahanda M.Gurning dan Ibunda M. Silalahi serta kakak saya Renova Wulan
Januati Gurning, Risdawati Suryanigsih Gurning dan abang saya Romeo
Agustus Gurning atas segala kasih sayang, doa, motivasi dan bimbingannya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.


2.

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

Universitas Sumatera Utara

3.

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.

4.

Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, MSc sebagai Dosen Wali penulis, yang selalu
memberikan dukungan sebagai wali penulis.

5.


Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan
bekal ilmu kepada penulis dan seluruh karyawan di Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6.

Sodari Leni Simamora yang selalu memberi semangat serta sahabat-sahabat
dikeluarga besar PB IMAHO, kawan-kawan seperjuangan di DOTA dan
kawan-kawan sesama stres di kantin mipa, junior 2007 Leo, dan kawan
lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan.

7.

Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
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, Desember 2012
Penulis,

Rudolf Parulian Gurning

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK………………………………………………………………………..i
KATA PENGANTAR……………………………………………………………ii
DAFTAR ISI……………………………………………………………………...iv
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………..vii
DAFTAR TABEL………………………………………………………………...viii
DAFTAR ISTILAH……………………………………………………………….ix
DAFTAR SINGKATAN………………………………………………………….xii
BAB I

BAB II


PENDAHULUAN…………………………………………………….. 1
1.1

Latar Belakang…………………………………………………… 1

1.2

Rumusan Masalah……………………………………………….. 2

1.3

Tujuan Penulisan………………………………………………… 2

1.4

Batasan Masalah…………………………………………………. 3

1.5


Metode Penulisan………………………………………………… 3

1.6

Sistematika Penulisan……………………………………………. 4

PROPAGASI SINYAL…………………………..………….………... 6
2.1

Umum……………………………………………………………. 6

2.2

Model Propagasi……………………………….………………… 6

2.3

Parameter Propagasi..……………………………………………..9

2.4


Analisa Path Loss dengan Menggunakan Model Propagasi…..… 10
2.4.1 Model Path Loss dengan Log-distance……………………….. 10
2.4.2 Log-normal Shadowing………………….…………………..11

Universitas Sumatera Utara

2.4.3 Model Eksponensial…………………………………………12
2.5
BAB III

BAB IV

Kuat Sinyal Terima (received signal strength)…………………....14

HANDOFF…………………………………………………………..… 16
3.1

Umum……………………………………………………………. 16


3.2

Prosedur Handoff ……..…………………………………………. 17

3.3

Tipe Handoff …………………………………………………..… 18

3.4

Prinsip Kerja Handoff ……………………………...…………… 20

3.5

Histeresis Handoff…………………………………………………22

3.6

Analisa Handoff Dengan Path Loss dan Shadowing ….………… 23


EVALUASI

KINERJA

ALGORITMA

HISTERESIS

HARD

HANDOFF PADA SISTEM SELULER…………………………..… 27
4.1

Model Sistem…….………………………………………………. 27

4.2

Flow Chart Simulasi….………………………………………….. 28

4.3


Parameter Simulasi………………………………………………. 29

4.4

Hasil Simulasi……………………………………………………. 29
4.4.1

Pembangkitan Sinyal………..…………………………... 30

4.4.2

Evaluasi Perubahan Probabilitas Transisi Terhadap Jarak
Dengan Perubahan Nilai h………………………………….. 32

4.4.3

Evaluasi Perubahan Probabilitas Handoff Terhadap Jarak
Dengan Perubahan Nilai h………………………………….. 33

4.4.4

Evaluasi Perubahan Probabilitas BS Menangani MS
Terhadap Jarak Dengan Perubahan Nilai h…………..…… 34

Universitas Sumatera Utara

4.4.5

Evaluasi Perubahan Probabilitas Degradasi Link Terhadap
Jarak Dengan Perubahan Nilai h…………..……………….. 35

4.5

Analisa Hasil Simulasi………………………………………….. 36
4.5.1

Pengaruh Nilai Histeresis (h) Terhadap Jarak Probabilitas
Transisi……………………………………………………36

4.5.2

Pengaruh Nilai Histeresis (h) Terhadap Jarak Probabilitas
Handoff……………………………………………………36

4.5.3

Pengaruh Nilai Histeresis (h) Terhadap Jarak Probabilitas
BS Menangani MS……………………………………..…37

4.5.4

Pengaruh

Nilai

Histeresis

(h)

Terhadap

Degradasi

Link……………………………………………………..…38
BAB V

PENUTUP………………………………………………….………….. 39
5.1

Kesimpulan……………………………………………………… 39

5.2

Saran…………………………………………………………….. 40

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Komponen propagasi………………………………………………... 6
Gambar 2.2 Pembagian model propagasi………………………………………….. 9
Gambar 3.1 Prosedur handoff……………………………………………………. 18
Gambar 3.2 Hard Handoff …………………..………………………………….. 19
Gambar 3.3 Soft Handoff………………………………………………………..... 20
Gambar 3.4 Prinsip Kerja Hard dan Soft Handoff………………………………....22
Gambar 3.5 Penentuan lokasi handoff……………………………………………..23
Gambar 4.1 Model sistem………………………………………………………….27
Gambar 4.2 Fow Chart Simulasi…………………………………………………..28
Gambar 4.3 Grafik Propagasi kuat sinyal……………………………..…………...30
Gambar 4.4 Grafik Propagasi kuat sinyal rata-rata…………………………..……31
Gambar 4.5 Grafik probabilitas transisi MS terhadap perubahan h……………....32
Gambar 4.6 Grafik probabilitas handoff terhadap perubahan h……………….…..33
Gambar 4.7 Grafik probabilitas BS menangani MS terhadap perubahan h……….34
Gambar 4.8 Grafik probabilitas link degradasi terhadap perubahan h..……....…..35

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel parameter simulasi sistem………………………………………… 29

Universitas Sumatera Utara

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).
Delay
Waktu tunda yang disebabkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang
menjadi tujuannya.
Fading
Gangguan saluran transmisi, terutama pada sistem gelombang mikro ketika sinyalsinyal yang dikirim melalui berbagai jalur ke penerima dan mengalami perubahan
karena kondisi atmosfer.
Hysteresis
Selisih antara kuat sinyal dari base station yang sedang melayani dengan base station
tetangga.
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.

Universitas Sumatera Utara

Link
Hubungan radio antara pengirim dan penerima.
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.
Model Propagasi
Menjelaskan perambatan rata-rata sinyal pada suatu daerah juga memungkinkan
untuk

mengkonversikan

besarnya

rugi-rugi

perambatan

maksimum

yang

diperbolehkan menjadi besarnya cell range maksimum.
Multipath
Fenomena dimana sinyal dari pengirim (transmitter) tiba di penerima (receiver)
melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda.
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.

Universitas Sumatera Utara

Shadow Fading
Fenomena yang terjadi ketika sebuah mobile station berpindah ke belakang halangan
dan mengalami penurunan yang signifikan pada daya sinyal
Threshold
Level kuat sinyal minimum yang dibutuhkan untuk memberikan kualitas pelayanan
komunikasi yang baik.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN

BS

= Base Station

CDMA

= Code Division Multiple Access

HDM

= Handoff Direction Message

HCM

= Handoff Completion Message

LOS

= Line of Sight

MCHO

= Mobile Control Handoff

MS

= Mobile Station

MTSO

= Mobile Telephone Switching Office

NCHO

= Network Control Handoff

NCHO/ MAHO = Network Control Handoff/ Mobile Assist Handoff
QoS

= Quality of Service

RSS

= Received Signal Strength

TDMA

= Time Divison Multiple Access

TIA

= Telecommunications Industry Asociations

UE

= User Equipment

Universitas Sumatera Utara