MEDIA ELEKTRIK, Volume 4 Nomor 2, Desember 2009

Transkripsi

1 MEDIA ELEKTRIK, Volume 4 Nomor 2, Desember 2009

2 Zulfajri Basri Hasanuddin, Analisis Karakteristik Trafik Soft Handof Telkkom Fleksi Pare-Pare ANALISIS KARAKTERISTIK TRAFIK SOFT HANDOFF PADA TELKOM FLEXI PARE-PARE Zulfajri Basri Hasanuddin Program Studi Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Hasanuddin Makassar Abstrak CDMA (Code Division Multiple Access) adalah akses multiuser dimana masing-masing user menggunakan kode yang unik dalam mengakses kanal yang terdapat dalam system. Analisa model trafik soft handoff pada Telkom Flexi Pare-pare untuk tugas akhir ini dilakukan pengambilan data trafik soft handoff pada PT. Telkom Wilayah pare-pare, yaitu Pare-pare 1 dan Pare-pare 2. Dari data tersebut dihitung Mobility Model yaitu tingkat panggilan keluar pada daerah handoff (λ), Soft handoff rate : new call origination rate per cell(λnc), incoming handoff call rate(λic), dan handoff generated in the hand off region(λgr), probabilitas bloking, dan drop call. Dengan adanya analisis trafik tersebut akan memberi gambaran model trafik system CDMA pada kota Pare-Pare yang dapat membantu dalam hal perencanaan jaringan di kota tersebut. Kata kunci : TrafiC Soft Handoff, CDMA, Telkom Fleksi Terdapat tipe handoff pada CDMA yang memungkinkan untuk melakukan handoff tanpa harus mengalami sambungan yang terputus yaitu soft handoff. Hal ini dapat dilakukan karena diantara sel site yang berdekatan pada CDMA menggunakan frekuensi yang sama, maka dimungkinkan untuk membangun hubungan dengan sel yang baru sebelum meninggalkan sel yang lama, dan hal ini dikenal dengan istilah handover make before break. Untuk memahami karakteristik trafik soft handoff pada sistem CDMA maka, dalam pembuatan tugas akhir ini akan dianalisis karakteristik trafik soft handoff pada sistem seluler CDMA dengan mengambil data trafik soft handoff PT TELKOM Flexi Pare-pare yaitu pada BTS Pare-pare 1 dan BTS Pare-pare 2. Dari data tersebut dihitung Rata-rata tingkat panggilan keluar pada daerah handoff (outgoing handoff), new call origination rate per cell, incoming handoff call rate, dan hand off generated in the handoff region. Diharapkan dengan analisa karakteristik trafik diatas dapat mengetahui kepadatan arus pembicaraan (traffic) pada daerah soft handoff yang dipengaruhi oleh faktor soft handoff region, mobility of mobile, drop call dan probabilitas blocking. Pada mobility model kita dapat mengetahuai besarnya tingkat arus kepadatan panggilan yang keluar pada daerah handoff, faktor yang mempengaruhi soft handoff rate pada daerah handoff adalah radius soft handoff region (R so ) yang dipengaruhi oleh a yaitu soft handoff region factor. SOFT HANDOFF PADA SISTEM CDMA Terdapat tiga macam handoff yang diterapkan pada sistem berbasis CDMA2000 1x: 1. Soft Handof Soft handoff (soft handover) adalah salah satu inovasi dalam mobilitas dimana mungkin dilakukan dengan teknologi CDMA. Hal ini berkaitan dengan teknik atau pemindahan dari satu sel ke sel yang lain tanpa memutuskan hubungan radio. Soft handoff memungkinkan mobile dilayani oleh dua BS, yang berarti : 1. Mobile menerima sinyal dari dua buah BS 2. Dua BS menerima sinyal dari satu mobile Soft handoff mengeliminasi efek ping pong (mobile bergerak di sepanjang daerah batas dari dua sel, akan bolak balik switch diantara dua BS). Soft handoff merupakan handoff yang terjadi antar 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. Hubungan akan diputuskan jika

3 MEDIA ELEKTRIK, Volume 4 Nomor 2, Desember 2009 proses penyambungan dengan BTS yang baru telah mantap untuk menghindari drop call. Metode pembentukan hubungan (kanal) baru terlebih dahulu sebelum memutus hubungan (kanal) lama ini dikenal dengan istilah make before break. Soft handoff PSTN MSC B S C Cell Site B Cell Site A Gambar 2. Dua type soft handoff Figure 8.22 Soft handoff in CDMA Gambar 1. Prosedur Handover Ada dua tipe soft handoff, yaitu : two way soft handoff terjadi ketika mobile station berkomunikasi dengan dua sektor pada sel yang berbeda, three way soft handoff terjadi ketika mobile station berkomunikasi dengan tiga sektor pada sel yang berbeda. 2. Softer Handoff Handoff yang terjadi antar sektor dalam satu sel dengan frekuensi pembawa dan BTS ayang sama. Handoff ini juga berbasis pada metode make before break. 3. Hard Handoff Tipe ini menggunakan metode break before make yang berarti harus terjadi pemutusan huubungan dengan kanal trafik lama sebelum terjadi hubungan baru. Hard handoff terjadi pada sistem dual mode dimana sistem akses radio CDMA2000 1x diopersasikan bersama-sama dengan sistem akses radio lainnya seperti CDMA IS-95 atau AMPS. Selain itu juga antara sektor atau sel dengan frekuensi pembawa yang berbeda. KONSEP DAN PARAMETER PERHITUNGAN 1. Mobility Model Mobilitas mobile pada daerah soft handoff dapat diestimasi oleh fungsi ukuran dan bentuk area sel, kepadatan panggilan ( density call ) dan kecepatan mobile pada area soft handoff. Berdasarkan asumsi bahwa sistem adalah sama dalam keseimbangan statistik. Rata rata tingkat handoff yang masuk ke dalam sebuah sel adalah sama dengan rata rata tingkat handoff yang keluar dari cell. Berdasarkan rumus Thomas, Rata rata tingkat handoff yang keluar dari sebuah sel λ adalah [3] : l = rvl p (call/hour) Dimana : r : populasi panggilan per unit area (call/km 2 ) V : kecepatan rata-rata mobile (km/jam) l : panjang lintasan daerah soft handoff(km) 2. Soft Handoff Boundary Pada soft handoff, ketika sebuah mobile melewati tepi sel, mobile selanjutnya memonitor kekuatan signal pilot pada sel tetangga. Mobile mengkombinasikan dua signal channel yang

4 Zulfajri Basri Hasanuddin, Analisis Karakteristik Trafik Soft Handof Telkkom Fleksi Pare-Pare berbeda untuk meningkatkan keseluruhan signal yang diterima. Adapun gambar Soft handoff Boundary dapat dilihat pada gambar 3 di bawah ini : Boundary B Boundary B ar eq Boundary B Boundary A Boundary A R so R eq Boundary A New Cell Incoming Handoff Generated Handoff Cell Gambar 4. Tipe panggilan pada model Soft Handoff trafik Gambar 3. Soft Handoff Boundary Radius tepi B bagian luar wilayah soft handoff didefenisikan sebagai berikut : R so = (1 + a) R eq Dimana a adalah sebuah faktor soft handoff region pada interval [0,1] dan ini mengidentifikasikan dari wilayah yang teroverlap antar sel. area of soft handoff a = area of cell region 3. Soft Handoff Type Terdapat tiga tipe panggilan didefinisikan dalam model trafik soft handoff seperti yang diilustrasikan pada gambar 4. Jenis panggilan pertama berhubungan dengan new call origination pada tepi sel A. Panggilan ini menempati sebuah channel dari permulaan panggilan sampai berakhirnya panggilan atau berpindah ke tepi sel B. Panggilan ini menempati kanal yang telah ditetapkan dari awal panggilan sampai panggilan selesai atau mobile bergerak dari tepi sel B. Tipe panggilan kedua berhubungan dengan panggilan handoff yang masuk ditepi sel B, panggilan ini melewati sel dari satu titik di tepi sel B ke titik yang lain. Tipe panggilan ketiga adalah panggilan pada daerah handoff yang overlap (Generated handoff call) antara tepi sel A dan tepi sel B. Karena daerah yang teroverlap adalah area layanan dari sel tetangga maka mobile yang berada pada daerah soft handoff diminta untuk melakukan panggilan ke sel target. Tiga tipe panggilan pada Soft Handoff dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini : 4. Soft Handoff Rate Asal panggilan baru (New calls originate) secara seragam dalam tepi A. Jika kita menentukan λa sebagai jumlah rata rata sebagai asal panggilan baru tiap detik setiap unit area, the avarage new call origination rate percall λnc adalah: λ nc =πr 2 eqλ a (call/hour) Jika durasi panggilan didstribusikan secara eksponen nilai tengah (mean) 1/μ D, kepadatan panggilan masuk handoff yang masuk adalah λ a /μ D (1-P B ), dimana P B adalah probabilitas blocking dari panggilan baru. Tingkat rata- rata panggilan handoff yang masuk λ ic dapat diperoleh sebagai berikut: λa λ ic = 2 V Rso (1-P B ) (call) μd Kecepatan rata-rata handoff (The average handoff rate) pada daerah handoff per sel λ gr adalah : λ gr = πλ a (R 2 so R 2 eq) (1 - P B ) (call/hour) 5. Dasar perhitungan Trafik Telkom Fleksi Pare-pare Pada dasarnya unjuk kerja atau performansi sistem seluler baik berbasis sistem CDMA maupun GSM dapat diukur dengan melihat beberapa parameter Quality of Service (QoS) jaringan. Parameter-parameter yang dipakai sebagai dasar pengukuran trafik Soft handoff adalah : Mobility model, Soft Handoff Rate, Block Call, dan Drop Call. Batasan yang dipakai oleh Telkom yang menunjukkan performansi yang bagus dalam sistem ini adalah sebagai berikut : 1. Block call < 1% 2. Drop call < 2%

5 MEDIA ELEKTRIK, Volume 4 Nomor 2, Desember 2009 Adapun tabel parameter perhitungan analisis Soft Handoff Rate dapat dilihat pada tabel 1 sebagai berikut : Adapun análisis perhitungan karakteristik soft handoff dilakukan pada wilayah BTS Parepare. Pada wilayah Pare-pare sendiri terdapat 5 BTS antara lain : BTS Suppa, BTS Pinrang Parepare 3, BTS Lapadde, BTS Pare-pare 2, dan BTS Pare-pare 1 Pengambilan data trafik soft handoff diambil pada BTS Pare-pare 2 terletak di Jalan Ganggawa yang merupakan daerah perkotaan dan padat penduduknya dan BTS Pare-pare 1 yang terletak di Jalan Jend.Sudirman. Adapun gambar jaringan BTS Pare-pare dapat dilihat pada Gambar 5. Berdasarkan Gambar 5 peta jaringan BTS Pare-pare di atas merupakan tipe two way soft handoff yang terjadi ketika mobile station berkomunikasi dengan dua sektor pada sel yang berbeda. Kedua BTS tersebut yaitu B TS Parepare 1 dan BTS Pare-pare 2 secara pendekatan memiliki daya pancar yang sama sehingga radius pada kedua BTS tersebut sama yaitu 5 km. Tabel 1. Parameter Analisis Soft Handoff Rate Parameter Waktu rata-rata Panggilan Nilai 120 detik Kecepatan MS pada mobilitas model 10 km/jam 30 km/jam 40 km/jam 60 km/jam 90 km/jam Radius sel 5 Km (Sumber : M. Cho,K. Park, D. Son, and K. Cho, Effect of soft handoffs on channel resources in DS-CDMA mobile systems. IEICE Transactions on Communications, Vol. E85-B, No.8 August 2003) 6. Probabilitas Blocking dan Drop Call Probabilitas Blocking dan Drop Call termasuk parameter-parameter yang menentukan dalam perhitungan trafik soft handoff dan diberikan oleh rumus berikut: probabilit as blocking = blocking x100% number of voice call voiceradiodrops drop= x100% voice normal release+ voicesystem drops HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 5. Peta Jaringan BTS Pare-Pare Kedua BTS tersebut mengunakan antena sektoral, dimana handoff terjadi pada sektor gamma(γ) = 62 0 dan beta (β) =65 0 pada Pare-pare 2 dan sektor alfa (α) = 62 0 padapare-pare 1. Adapun panjang lintasa daerah soft handoff nya sebesar 3.5 km. 1. Perhitungan dan Analisis Hasil Perhitungan Pada perhitungan mobility model yang menggunakan rumus Thomas : r.v.l l = p Untuk V = 10 (km/jam) Dik : r = panggilan/km 2 number of succesfull voice calls r = 2 0,522 ( p r ) 1380 r = 2 0,522. 3,14.( 5 ) = 33 panggilan/km 2 V = 10 km/jam Tingkat panggilan keluar pada daerah Handoff (outgoing handoff rate) adalah : r.v.l l = p

6 Zulfajri Basri Hasanuddin, Analisis Karakteristik Trafik Soft Handof Telkkom Fleksi Pare-Pare æ panggilanö æ km ö 33ç x10ç x3,5km 2 è km ø è jam l = ø 3.14 λ = 367 panggilan/jam Tabel. 2 Hasil perhitungan Mobility Model untuk Pare-Pare 1 λ(outgoing handoff Kecepatan (V) No. rate) (km/jam) (panggilan/jam) Tabel. 3 Hasil perhitungan Mobility Model untuk BTS Pare-Pare 2 λ(outgoing handoff Kecepatan (V) No. rate) (km/jam) (panggilan/jam) Tingkat rata-rata panggilan masuk (incoming) (λ ic ) pada daerah handoff Dik : la λ ic = 2 V R so (1-P B ) md l a = call/sec/km V = 30 km/jam Req = 3,5 km 1/µD = 120 second P B = 0,011 Untuk nilai a (soft handoff region) dengan interval 0-1, maka tingkat rata-rata panggilan masuk (incoming) pada daerah handoff adalah : Untuk a = 0,1 R so(0,1) = (1 + a ) Req = (1 + 0,1) 3,5 km = 3,85 km 0,009 λ ic = ,85 (1-0,011) 1/120 = 247 call/hour Tabel 4. Tingkat rata-rata panggilan masuk (incoming) pada daerah handoff pada Pare-Pare1 No a (soft handoff region factor) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 λ ic (call/hour) Gambar 6. Grafik Hasil perhitungan Mobility Model untuk BTS Pare-pare1 dan BTS Pare-Pare2 2. Analisis Soft Handoff Rate Pengukuran tingkat soft handoff yaitu : Tingkat rata-rata panggilan masuk pada daerah handoff (λ ic ) dapat dilihat pada tabel berikut ini : Rata- rata tingkat panggilan soft handoff yang dibangkitkan pada daerah handoff percell λ gr adalah : Dik : l a = call/sec/km 2 V = 30 km/jam Req = 3,5 km Req 2 = 12,25 km 2 1/µD = 120 second P B = 0,011

7 MEDIA ELEKTRIK, Volume 4 Nomor 2, Desember 2009 (0-1) dan probabilitas blocking (P B ). Perbandingan Rata- rata tingkat panggilan soft handoff pada daerah handoff percell (λ gr ) pada pare-pare 1 STO dan pare-pare 2 STO dapat dilihat pada gambar 8 dibawah ini : Gambar 7 Hasil perhitungan Tingkat rata-rata panggilan masuk pada daerah handoff (λ ic ) pada BTS Pare-pare1 dan BTS Pare-pare2 Untuk nilai a (soft handoff region) dengan interval 0-1, Rata- rata tingkat panggilan soft handoff yang dibangkitkan pada daerah handoff percell λ gr adalah : Untuk a = 0,1 R so(0,1) = (1 + a ) Req = (1 + 0,1) 3,5 km = 3,85 km R 2 so (0,1) = 3,85 2 km = 14,82 km 2 λ gr = 0,522x3,14. 0,009 (14,82-12,25). (1-0,011) = 0,522x0,0718 x 3600 = 135 call/hour Tabel 5 Rata- rata tingkat panggilan soft handoff pada daerah handoff percell λ gr pada BTS Pare-pare 1 a No. (soft handoff region λ gr (call/hour) factor) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0, Rata- rata tingkat panggilan soft handoff pada daerah handoff percell (λ gr ) dipengaruhi oleh a yaitu soft handoff region factor pada interval Gambar 8 Hasil perhitungan Rata- rata tingkat panggilan soft handoff pada daerah handoff percell (λ gr ) pada Pare-pare 1 dan Pare-pare 2 SIMPULAN Berdasarkan hasil analisis karakteristik softhandoff, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Tingginya soft handoff di pengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:, kecepatan mobile, dan kepadatan panggilan pada suatu area, 2. Semakin besar kepadatan panggilan perunit area dan kecepatan mobile maka semakin tinggi juga rata rata tingkat panggilan handoff ( l ). Dari kedua STO tersebut tingginya tingkat Soft handoff terdapat pada BTS pare pare 2 dengan nilai 62 call/hour sedangkan pada STO1 dengan nilai 33 call/hour. 3. Tingkat rata rata panggilan baru perunit area (λ nc ) STO 2 lebih besar yaitu call/hour dibandingkan dengan STO 1 yaitu 647 Call/hour Hal ini disebabkan oleh jumlah panggilan yang sukses (number of successfull voice call) pada STO 2 sangat besar sehingga mengakibatkan tingkat rata-rata kepadatan panggilan perunit area per detik (λ a ) juga besar. 4. Tingkat rata-rata panggilan masuk pada daerah handoff (λ ic ) dipengaruhi oleh probabilitas blocking (P B ), radius soft handoff region (R so )

8 Zulfajri Basri Hasanuddin, Analisis Karakteristik Trafik Soft Handof Telkkom Fleksi Pare-Pare yang dipengaruhi oleh a yaitu soft handoff region factor pada interval (0-1), Kepadatan panggilan perunit area, call duration time (µd) dan kecepatan mobile. 5. Semakin besar soft handoff region ( a ) maka tingkat rata-rata panggilan masuk pada daerah handoff (λ ic ) juga semakin besar dari kedua STO tersebut tingkat rata rata panggilan masuk yang terbesar adalah pada STO 2 yang memiliki probabilitas blocking (P B ) yaitu 0,015 yang lebih besar daripada STO 1 yaitu 0, Pada BTS Pare-pare 2 STO nilai drop call yaitu sebesar 2,1 % tidak memenuhi Standar Performance Quality Of Service yang bagus pada Telkom Flexi Pare-pare. Hal ini disebabkan karena coverage area yang kurang optimal, sehingga subscriber yang melakukan komunikasi mengalami kegagalan dalam berkomunikasi( drop call). DAFTAR PUSTAKA Daniel wong, Soft handoffs in CDMA Mobile Systems, IEEE Personal Communications, December Etemad Kamran CDMA 2000 EVOLUTION System Concepts and Design Principle. Canada : Jhon Willey & Sons. H. Xie and D. J. Goodman, Mobility models and biased sampling problem, 2 nd IEEE ICUPC Record, Vol.2,pp , Oct J Viterbi, Andrew CDMA Principle of Spread Spectrum Communication. Canada : Addison-Wesley Publishing Company. M. Cho,K. Park, D. Son, and K. Cho, Effect of soft handoffs on channel resources in DS- CDMA mobile systems. IEICE Transactions on Communications, Vol. E85-B, No.8 August 2003 R.P. Narrainen and F. Takawira, Performance analysis of soft handoff in CDMA celluler networks, IEEE Transactions on Vehicle Technology, Vol, 50, No. 5 November 2003 Santoso, Gatot Sistem Seluler CDMA(Code Division Multiple Access). Yogyakarta : Graha Ilmu Sirmayanti Modul Komunikasi Bergerak. Makassar. Tsang-Ling Sheu and Jaw- Huew Hou, On the Influences of Enlarging or Shrinking the Soft handoff Coverage for a celluler CDMA System Journal of Information Science And Engineering 23, January 2007.