TUGAS AKHIR - Analisis Handoff Jaringan Umts Dengan Model Penyisipan Wlan Pada Perbatasan Dua Base Station Umts
TUGAS AKHIR ANALISIS HANDOFF JARINGAN UMTS DENGAN MODEL PENYISIPAN WLAN PADA PERBATASAN DUA BASE STATION UMTS
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan
Sarjana (S-1) pada Depertemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara
Oleh:
Nama : Selfi Sinaga NIM : 120422012
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
ANALISIS HANDOFF JARINGAN UMTS DENGAN MODEL PENYISIPAN
WLAN PADA PERBATASAN DUA BASE STATION UMTS
Oleh:
SELFI SINAGA
120422012
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada Tanggal 18 Bulan April Tahun 2015 di depan Penguji:
1. : Ir. Arman Sani, MT Ketua Penguji 2. : Suherman, ST, M.Com, Ph.D Anggota Penguji
Disetujui Oleh:
Pembimbing Tugas Akhir
Dr. 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.195405311986011002
ABSTRAK
Handoff merupakan proses perpindahan pelayanan dari satu sel ke sel yanglain, yang disebabkan parameter propagasi sinyal tidak lagi memenuhi batas threshold untuk dilayani oleh BS yang sebelumnya.Horizontal handoff merupakan proses handoff yang terjadi pada jaringan dengan standar teknologi yangsama seperti antara dua atau lebihjaringan selular 3G, sedangkanVerticalhandoff merupakan proses handoff yang terjadi pada jaringan dengan standar teknologi yang berbeda seperti jaringan selular 3G dan WLAN. Vertical handoff dapat memenuhi kebutuhan MS untuk dapat terhubung dengan semua jaringan yang ada.
Tugas Akhir ini menganalisis peningkatan kinerjajaringan saat dilakukan penyisipan WLAN di perbatasan dua jaringan UMTS. Jaringan WLAN tersebut berfungsi untuk melayani MS ketika sinyal kedua UMTS yang berdekatan lemah, sehingga diharapkan proses komunikasi akan semakin baik. Evaluasi kinerja akan disimulasikan dalam program MATLAB dengan parameter kinerja yang dianalisis yaitu jumlah handoff dan probabilitas outage. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan melakukan penyisipan WLAN di perbatasan dua jaringan UMTS, nilai probabilitas outage semakin kecil yaitu pada titik perbatasan sel UMTS dan UMTS pada jarak 910 meter dengan variasi S
1 2 min
= -80 dBm diperoleh 0,679 menjadi 0, pada S = -85 dBm diperoleh 0,385
min
menjadi 0, dan padaS min = -90 dBm diperoleh 0,141 menjadi 0.Namun jumlah
handoff semakin meningkat, pada S min = -80 dBm diperoleh rata-rata jumlah
handoff 1 menjadi 5,64 kali, pada S min = -85 dBm diperolehrata-rata jumlah
handoff 1,76 menjadi 7,60 kali dan padaS = -90 dBm diperoleh rata-rata jumlah
minhandoff 4,16 menjadi 7,60 kali. Dimana semakin besar S min (batas threshold)yang
ditentukan semakin kecil nilai probabilitas outagenya dan semakin banyak jumlah handoff yang teradi.
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas berkat dan rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulisan Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
ANALISIS HANDOFF JARINGAN UMTS DENGAN MODEL
PENYISIPAN WLAN PADA PERBATASAN DUA BASE STATION UMTS
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 Budiman Sinaga dan Ibunda Sohmeria Saragih serta seluruh keluarga penulis yang terkasih yang telah mendoakan dan memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis sehingga Tugas
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Sihar P. Panjaitan, MT sebagai Dosen Wali penulis, yang selalu memberikan dukungan sebagai wali penulis.
5. Bapak Dr. Maksum Pinem, ST,MT selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Bapak Ir. Arman Sani, MT selaku Dosen Penguji Tugas Akhir, atas nasehat dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Bapak Suherman, Ph.D selaku Dosen Penguji Tugas Akhir, atas nasehat dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
9. Kelompok kecilku Apostolos In Joyful, Adik-adikku The Winner’s, Keluargaku di ALC, Para sahabat penulis di KMKS, teman-teman seperjuangan Ekstensi Telekomunikasi stambuk 2012, beserta Bg Leonardo Siregar yang telah banyak memberi motivasi serta dorongan kepada penulis.
10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. segi materi maupun cara penyajiannya. Oleh karena itu, penulis siap menerima saran dan kritik dari pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 18 April 2015 ( Selfi Sinaga ) NIM: 120422012
DAFTAR ISI
ABSTRAK .........................................................................................................i KATA PENGANTAR .......................................................................................ii DAFTAR ISI ......................................................................................................ivDAFTAR GAMBAR .........................................................................................vii
DAFTAR TABEL .............................................................................................viii
DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................ixBAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................2
1.4 Batasan Masalah ........................................................................................2
1.5 Metode Penelitian ......................................................................................3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................4
BAB II JARINGAN WIRELESS
2.2 Sistem Komunikasi Selular .......................................................................8
2.2.1 Bentuk Sel .............................................................................................10
2.3 Wireless LAN ............................................................................................11
2.3.1 Komponen Wireless LAN.....................................................................12
2.3.2 Protokol Wireless LAN.........................................................................13
2.4 Propagasi Sinyal ........................................................................................14
2.4.1 Parameter Propagasi..............................................................................15
2.5 Sistem Handoff ..........................................................................................17
2.5.1 Jenis-jenis Handoff ...............................................................................17
2.5.1.1 Berdasarkan proses transfer kanal ....................................................17
2.5.1.2 Berdasarkan kontrol handoff ............................................................18
2.5.1.3 Berdasarkan Janis jaringan ...............................................................20
2.5.2 Teknologi vertical handoff ....................................................................21
2.6 Proses Vertical Handoff .............................................................................23
2.7 Kriteria Vertical Handoff ...........................................................................24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Persiapan Awal Penelitian .........................................................................26
3.2 Model Lintasan ..........................................................................................27
3.3 Kuat Sinyal Diterima (RSS) ......................................................................27
3.4 Parameter Kinerja Handoff ........................................................................30
3.5 Algoritma handoff. ....................................................................................30
BAB IV ANALISA KINERJA VERTICAL HANDOVER MENGGUNAKAN
ALGORITMA ADAPTIVE LIFETIME BASED PADA JARINGAN WIRELESS4.1 Rancangan Sistem ......................................................................................32
4.2 Susunan Parameter Simulasi Sistem ..........................................................33
4.3 Flowchart Simulasi ....................................................................................34
4.4 Analisa Hasil Simulasi ...............................................................................37
4.4.1 Analisis Kinerja Handoff Terhadap Parameter Kinerja (Probabilitas Outage dan Jumlah Handoff) ................................................................42
4.4.1.1 Pengaruh Penyisipan WLAN Terhadap Nilai Probabilitas Outage .42
4.4.1.2 Pengaruh Penyisipan WLAN terhadap Jumlah Handoff..................44
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................................................46
5.2 Saran ..........................................................................................................47
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................48
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Perkembangan jaringan wireless ..................................................... 6Gambar 2.2 Arsitektur jaringan selular ............................................................... 9Gambar 2.3 Protokol IEEE 802.11 ...................................................................... 13Gambar 2.4 Fenomena Propagasi Oleh Lingkungan ........................................... 14Gambar 2.5 Grafik pathloss, shadowing dan fast fading ..................................... 15Gambar 2.6 Perbedaan HorizontalHandoff dan VerticalHandoff ........................ 21Gambar 3.1 Model lintasan .................................................................................. 27Gambar 4.1 Model sistem dua jaringan UMTS tanpa WLAN ............................ 32Gambar 4.2 Model sistem dengan WLAN di perbatasan dua jaringan UMTS ... 33Gambar 4.3 flowchart Horizontal handoff berbasis kuat sinyal dengan hysteresis......................................................................................................... 35
Gambar 4.4 flowchart Vertical handoff berbasis kuat sinyal dengan hysteresis . 36Gambar 4.5 Kuat sinyal yang diterima MS sebelum ada WLAN di perbatasan dua jaringan UMTS ......................................................................... 37perbatasan dua jaringan UMTS ....................................................... 38
Gambar 4.7 Kuat sinyal yang diterima MS setelah ada WLAN di perbatasan dua jaringan UMTS ................................................................................ 40Gambar 4.8 Rata-rata Kuat sinyal yang diterima MS setelah ada WLAN di perbatasan dua jaringan UMTS ....................................................... 40Gambar 4.9 Grafik pengaruh penyisipan WLAN terhadap probabilitas outage . 43Gambar 4.10 Grafik pengaruh penyisipan WLAN terhadap jumlah handoff ........ 45
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Susunan parameter simulasi sistem .................................................... 33Tabel 4.2 Kasus UMTS - - - -> UMTS pada S = -80 dBm ........................... 38min
Tabel 4.3 Kasus UMTS - - - -> UMTS pada S min = -90 dBm ........................... 39Tabel 4.4 Kasus UMTS - - - -> AP - - - -> UMTS pada S min = -80 dBm .......... 41Tabel 4.5 Kasus UMTS - - - -> AP - - - -> UMTS pada S = -90 dBm .......... 41min
Tabel 4.6 Pengaruh penyisipan WLAN terhadap nilai Probabilitas outage....... 42Tabel 4.7 Pengaruh penyisipan WLAN terhadap jumlah handoff ..................... 44MS = Mobile Station AP = Access Point WLAN = Wireless Local Area Network BS = Base Station TDMA = Time Division Multiple Access CDMA = Code Division Multiple Access GSM = Global System for Mobile Communication GPRS = General Packet Radio Service EDGE = Enhanced Data rate for GSM Evolution
ITU = International Telecommunication Union UMTS = Universal Mobile Telecommunications System BTS = Base Transceiver Station BSC = Base station Controller RAN = Radio Access Network
ISDN = Integrated Services Digital Network GMSC = Gateway MSC
IWF = Interworking Function PSTN = Public Switch Telephone Network
ISC = International Switching Center HLR = Home Location Register
VLR = Visitor Location Register
AUC = Authentication Center EIR = Equipment Identify Register OCM = Operation and Maintenance Center TMN = Telecommunication Management Network MAC = Medium Acess Control CSMA = Carrier Sense Multiple Access CA = Collision Avoidance DCF = Distributed Coordination Function PCF = Point Coordination Function
IBSS = Independent Basic Service Sets BSS = Basic Service Sets ESS = Extended Service Sets LLC = Logical Link Control PLCP = Physical Layer Convergence Protocol QoS = Quality of Service
IETF = Internet Engginering Task Force MAHO = Mobile assistedhandoff MCHO = Mobile Controlledhandoff NAHO = Network AssitedHandoff HHO = Horizontal handoff
VHO = Verticalhandoff RSS = Received Signal Strenght ASST =Aplication Signal Strenght Threshold