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 yang

  lain, 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

min

handoff 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 ......................................................................................................iv

DAFTAR GAMBAR .........................................................................................vii

DAFTAR TABEL .............................................................................................viii

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................ix

  BAB 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 WIRELESS

  4.1 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 ......................................................................... 37

  perbatasan 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 ........................... 38

  min

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 .......... 41

  min

Tabel 4.6 Pengaruh penyisipan WLAN terhadap nilai Probabilitas outage....... 42Tabel 4.7 Pengaruh penyisipan WLAN terhadap jumlah handoff ..................... 44

  MS = 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