PENGARUH FAKULTAS TEKNIKK UTARA MEDAN. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 PENGARUH STANDAR DEVIASI SHADOW FADING TERHADAP KINERJA ALGORITMA SUBOPTIMAL SIGNAL DEGRADATION HANDOFFF (SDH) Diajukan untuk memenuhi salah satu persyarata an dalam menyelesaikan pendidikann sarjana (S-1) pada Departemen n Teknik Elektro Oleh : MEDISKA SIMANJUNTAK NIM : PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIKK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 PENGARUH STANDAR DEVIASI SHADOW FADING TERHADAP KINERJA ALGORITMA SUBOPTIMAL SIGNAL DEGRADATION HANDOFF (SDH) Oleh: MEDISKA SIMANJUNTAK 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 05 Bulan Februari Tahun 2014 di depan Penguji : 1. Rahmad Fauzi ST, MT : Ketua Penguji (..) 2. Naemah Mubarakah, ST, MT : Anggota Penguji (..) Disetujui oleh : Pembimbing Tugas Akhir, Maksum Pinem, ST, MT NIP Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP

3

4 PENGARUH STANDAR DEVIASI SHADOW FADING TERHADAP KINERJA ALGORITMA SUBOPTIMAL SIGNAL DEGRADATION HANDOFF (SDH) Oleh: MEDISKA SIMANJUNTAK 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 05 Bulan Februari Tahun 2014 di depan Penguji: 1. Ketua Penguji : Rahmad Fauzi, ST, MT 2. Anggota Penguji : Naemah Mubarakah, ST, MT Diketahui oleh : Ketua Departemen Teknik Elektro, Disetujui oleh : Pembimbing Tugas Akhir, Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si NIP Maksum Pinem, ST, MT NIP

5 ABSTRAK Untuk kelangsungan komunikasi seluler, handoff sangat diperlukan agar percakapan yang terjadi antar pelanggan tetap berlangsung tanpa terputus, meskipun pelanggan berpindah sel/wilayah. Apabila terjadi kegagalan handoff berakibat dropcall yaitu terputusnya hubungan saat percakapan sedang berlangsung. Pada Tugas Akhir ini standar deviasi shadow fading berfungsi sebagai parameter kontrol, yang bertujuan untuk menganalisis bagaimana pengaruh parameter kontrol terhadap parameter kinerja, yaitu jumlah sinyal degradasi, delay, dan jumlah handoff. Algoritma handoff yang dievaluasi yaitu algoritma suboptimal Signal Degradation Handoff (SDH), dimana cost(c) adalah parameter pengendalian daya. Untuk memperoleh hasil pengaruh standar deviasi shadow fading terhadap kinerja algoritma suboptimal SDH dilakukan dengan cara simulasi. Dari hasil simulasi, seiring meningkatnya nilai standar deviasi shadow fading yang telah divariasikan antara 3 db sampai 12 db, pada cost(c) 0,0045 sampai 0,1 kejadian handoff semakin sering terjadi. Pada cost(c) 0,0045 sampai 0,65 jumlah sinyal degradasi mengalami kenaikan, tetapi ketika nilai cost(c) 0,0045 sampai 0,1 waktu tunda (delay) semakin singkat. Kata kunci : standar deviasi shadow fading (, algoritma suboptimal Signal Degradation Handoff (SDH). i

6 KATA PENGANTAR Puji syukur serta hormat kepada Tuhan Yang Maha Esa sumber segala pengetahuan yang telah memberikan hikmat, kekuatan, kebijaksanaan, serta bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat waktunya. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan program S-1 Jurusan Departemen Teknik Elektro di. Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik moril maupun material dari berbagai pihak. Dan pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orangtua saya, Ayahanda D. Simanjuntak dan Ibunda A. Hutabarat, yang menyayangi saya, mendidik, dan mendoakan saya. Dan juga rasa sayang kepada kakak, abang, dan adek saya yang selalu memberikan motivasi kepada saya. 2. Bapak Maksum Pinem, ST, MT, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, yang meluangkan waktunya untuk berdiskusi, memberikan masukan, bimbingan dan motivasi selama penulisan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Riswan Dinzi, MT, selaku dosen wali selama saya mengikuti perkuliahan. 4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 5. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. ii

7 6. Seluruh staff pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,, yang telah memberikan bekal ilmu pendidikan selama saya kuliah. 7. Seluruh staff karyawan Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 8. Sahabat seperjuangan: Lucky, Mutiara terimakasih untuk dukungan, motivasi, dan doa-doanya. 9. Teman-teman satu stambuk 2011: Sabet, K imel, K Feni, K Nevia, Akbar Bang apli, Bang daniel dan yang lainnya yang belum saya sebutkan. Penulis tetap menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum begitu sempurna baik dari segi materi, pengolahan, maupun penyajian. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun selalu penulis harapkan. Kiranya Tuhan selalu memberikan karunia-nya kepada kita semua. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Medan, Februari 2014 Mediska Simanjuntak iii

8 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii DAFTAR ISTILAH... ix DAFTAR SINGKATAN. xii DAFTAR LAMPIRAN...xiii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB 2 DASAR TEORI Konsep Seluler Frequency Reuse Cell splitting Fading Pada Lingkungan Bergerak Refleksi Difraksi Scattering Model Propagasi Pathloss iv

9 2.3.2 Shadow fading Fast Fading Model Pengukuran Level Sinyal Handoff dalam Sistem Seluler Tipe handoff Berdasarkan Transfer Kanal diantara BTS Handoff dalam Jaringan Seluler Protokol Handoff Proses Handoff Suboptimal Signal Degradation Handoff BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Pendahuluan Model Sistem Sampel Kuat Sinyal Rata-rata Kuat Sinyal Parameter Kinerja Handoff Standar Deviasi Shadow Fading Metode Suboptimal Signal Degradation Handoff (SDH) Flow Chart Evaluasi Metode Handoff dan Proses Handoff BAB 4 HASIL DAN ANALISA SIMULASI Umum Analisa Hasil Simulasi Analisis Pengaruh Parameter Kontrol (Standar Deviasi Shadow Fading) terhadap Parameter Kinerja Algoritma (SDH) v

10 BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Model sel berbentuk heksagonal..8 Gambar 2.2 Sketsa Tiga Mekanisme Propagasi Radio..11 Gambar 2.3 Hard handoff...16 Gambar 2.4 Soft handoff...17 Gambar 2.5 Handoff dalam elemen jaringan seluler..18 Gambar 3.1 Model lintasan dalam sistem kartesien...26 Gambar 4.1 Posisi MS terhadap BTS dengan (D=2000 meter), dan =1 meter).36 Gambar 4.2 Bentuk level sinyal diterima MS dari 3 BTS yang diproses sebelum menggunakan metode rata-rata eksponensial.37 Gambar 4.3 Bentuk level sinyal dari 3 BTS yang diproses dengan menggunakan metode eksponensial untuk memperhalus sinyal shadowing yang berfluktuasi.38 Gambar 4.4 Hubungan antara sinyal degradasi dengan cost(c) pada standar deviasi shadow fading 39 Gambar 4.5 Hubungan antara jumlah handoff dengan cost(c) pada standar deviasi shadow fading 40 Gambar 4.6 Hubungan antara delay dengan cost(c) pada standar deviasi shadow fading.41 vii

12 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Nilai Parameter yang digunakan dalam simulasi viii

13 DAFTAR ISTILAH Adjacent channel Interferensi antar kanal yang berdekatan. Antena omnidirektional Jenis antena ideal yang memancarkan daya ke semua arah dengan pola radiasi yang radial. BSC Perangkat yang berfungsi untuk mengontrol BTS dan juga untuk menghubungkan BTS dengan MSC. BTS BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio pada MS. Co-channel Interferensi antar sel yang menggunakan kanal frekuensi yang sama. Cluster Sekolompok sel bersebelahan yang masing-masing selnya memiliki seluruh alokasi frekuensi yang berbeda-beda dengan sel yang lain. Daerah sub-urban Daerah pinggiran kota yang terdiri dari rumah-rumah, bangunan-bangunan dengan penduduk yang sangat padat, namun trafik percakapan telepon terjadi pada saat tertentu saja. Daerah urban Daerah perkotaan yang terdiri dari gedung-gedung tinggi, rumah sakit serta trafik penggunaan telepon yang padat dan kepadatan trafik terjadi setiap saat. Delay handoff Lamanya kejadian handoff terjadi ketika MS tidak dilayani oleh BTS terdekat. ix

14 Drop Call Kejadian terputusnya panggilan secara paksa karena level sinyal terima dibawah level sinyal minimum. Difraction Pembelokan sinyal karena sinyal merambat ke sisi benda penghalang yang tajam. Fading Fluktuasi daya sinyal yang diterima yang diakibatkan oleh perubahan-perubahan pada medis transimisi. Handoff Perpindahan dari satu kanal menuju kanal lain karena MS bergerak dengan menjauhi sumber kanal lama. Hard handoff Tipe ini menggunakan metode break before make, yang berarti koneksi MS akan terputus dari BTS yang sedang melayaninya sebelum terkoneksi ke BTS baru. MS Perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. MSC MSC bertugas mengatur komunikasi antar pelanggan dan user jaringan dengan telekomunikasi lainnya. Multipath Peristiwa sinyal merambat dari pemancar ke penerima melalui beberapa jalur propagasi. Intracell handoff Intracell handoff merupakan transfer panggilan berlangsung dari saluran dalam satu sel ke saluran lain dalam sel yang sama. Intercell handoff inter-cell handoff adalah transfer panggilan atau sesi ke sel lain. x

15 Pathloss Disipasi daya pancar akibat pengaruh kanal propagasi, yang proposional terhadap jarak. Reflection Refleksi (pemantulan) terjadi ketika suatu sinyal elektromagnetik menemui permukaan yang relatif besar terhadap panjang gelombang sinyal. Scatter Peristiwa penyebaran sinyal akibat perambatan sinyal ke objek yang memiliki dimensi yang lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombang sinyal. Sel Area tertentu yang dicakup oleh BTS. Shadowing Peristiwa terhalangnya sinyal dari pemancar ke penerima sehingga sinyal mengalami fluktuasi secara lambat. Objek yang menghalangi perambatan sinyal seperti gedung, pepohonan, dan gunung. Soft handoff Soft handoff merupakan handoff yang terjadi antara sel dengan frekuensi pembawa yang sama, dimana MS memulai komunikasi dan membentuk hubungan dengan BTS yang baru terlebih dahulu sebelum memutuskan hubungan dengan BTS asal. Standar Deviasi Shadow fading Standar deviasi shadow fading adalah gambaran karakteristik lingkungan propagasi seluler, dimana sinyalnya mengalami fluktuasi karena adanya penghalang dari pemancar ke penerima. Objek yang menghalangi perambatan sinyal seperti pengunungan, hutan, bangunan, dan persimpangan jalan. xi

16 DAFTAR SINGKATAN BSC BTS GSM LOS MAHO MCHO MS MSC NCHO Qos : Base Station Controller : Base Tranceiver Station : Global System for Mobile Communication : Line of Sight : Mobile Assited Handoff : Mobile Controlled Handoff : Mobile Station : Mobile Switching Center : Network Controlled Handoff : Quality of Services xii

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Code Program Lampiran B Data Hasil Simulasi Lampiran C Flow Chart xiii