OPTIMASI HANDOVER PADA JARINGAN GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATION (GSM) M.Yanuar Hariyawan, Hamid Azwar, Lena Miranti Siahaan Jurusan Teknik Telekomunikasi Politeknik Caltex Riau Kampus PCR, Jl.Umban Sari, Rumbai Pekanbaru 28265 Riau Telp: 0761-53939 Fax:0761 554224 ABSTRAK Meningkatnya kebutuhan jasa telekomunkasi dan user mengakibatkan alokasi frekuensi yang tersedia semakin padat. Untuk menjaga agar performa jaringan tetap bagus dan tidak mengecewakan user maka dilakukan optimisasi. Optimisasi juga bertujuan meningkatkan kapasitas jaringan dan dilakukan secara periodik. Pada paper ini, optimisasi yang dilakukan adalah optimisasi pada handover. Handover adalah suatu cara dimana memungkinkan user pindah pelayanan dari suatu sektor ke sektor lain baik dalam satu Base Transceiver Station (BTS) maupun antar BTS tanpa adanya pemutusan hubungan dan terjadi pemindahan frekuensi/kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem. Pada komunikasi bergerak, pelanggan memiliki tingkat mobilitas yang tinggi sehingga ada kemungkinan pelanggan bergerak dari satu sel menuju sel lain ketika sedang terjadi percakapan. Untuk menjamin bahwa pembicaraan akan terus tersambung diperlukan fasilitas handover, sehingga pembicaraan akan terus tersambung tanpa perlu melakukan pemanggilan ulang kembali atau inisialisasi ulang. Proses handover tidak selalu berjalan lancar. Kegagalan dapat mengakibatkan kualitas suara yang diterima menjadi tidak bagus dan panggilan terputus merupakan akibat yang paling buruk jika handover tidak dapat dilakukan. Untuk meningkatkan kesuksesan handover dilakukan optimisasi. Optimisasi dilakukan setelah drive test dan analisa data pengukuran tersebut. Paper ini bertujuan untuk menganalisa kegagalan handover yang terjadi pada jaringan GSM pada provider yang telah ditentukan dan akan dilihat letak permasalahan kegagalan handover yang datanya diperoleh dari drive test investigation dan memberikan rekomendasi pada pihak operator. Data performansi dari pengukuran yang dilakukan akan dibandingkan dengan suatu acuan nilai Key Performance Indicator (KPI) yang telah ditargetkan oleh operator GSM. Dari data drive test yang telah dilakukan pada bulan April dan Mei diperoleh HOSR yang meningkat, pada bulan April HOSR yang diperoleh adalah 96.7% dan pada bulan Mei HOSR yang diperoleh adalah 97.73%. Data tersebut merupakan data dari Base Transceiver Station (BTS) kota Pekanbaru yang pengukurannya (drive test) dengan menggunakan TEMS.8.0.3. Kata Kunci: Optimisasi, GSM, Handover, Drive Test, KPI, TEMS. I. PENDAHULUAN Sekarang ini hampir semua instrumen telekomunikasi bergerak menggunakan teknologi yang berbasis seluler. Pada komunikasi bergerak, ada kemungkinan user bergerak dari satu sel ke sel yang lain. Proses handover tidak selalu berjalan lancar, walaupun nilai ambang batas sudah dilewati namun handover tidak terjadi. Hal tersebut dikarenakan beberapa faktor sehingga menyebabkan kegagalan handover. Kegagalan handover belum tentu menyebabkan suatu panggilan terputus, bisa juga mengakibatkan kualitas suara yang diterima menjadi jelek. Panggilan terputus merupakan akibat yang paling buruk jika handover tidak dapat dilakukan. Untuk memperbaiki kinerja sistem tersebut dilakukan optimasi jaringan. Optimasi dilakukan setelah menganalisa data dari drive test, sehingga diketahui letak permasalahan terjadinya kegagalan handover. Beberapa teknik optimasi dilakukan [1], [2], [3], [4] dan [5]. Pada paper ini, optimasi handover pada jaringan GSM dilakukan dengan menggunakan software TEMS untuk mengetahui kondisi jaringan sehingga diketahui apakah sesuai dengan standar KPI dari operator GSM tersebut
dan memberikan rekomendasi kepada pihak operator jika hasil pengukuran tidak sesuai dengan KPI yang ditetapkan. II. Global System for Mobile Communication (GSM) Global System for Mobile Communication disingkat GSM adalah sebuah teknologi komunikasi selular yang bersifat digital. Teknologi GSM banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya telepon genggam. GSM dijadikan standar global untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia. Pada awalnya teknologi ini dirancang pada frekuensi 900 MHz (GSM 900). Pada perkembangan selanjutnya, teknologi GSM mulai dioperasikan pada frekuensi 1800 MHz atau disebut DCS 1800. 2.1 Handover Handover adalah suatu cara dimana memungkinkan user pindah pelayanan dari suatu sektor ke sektor lain baik dalam satu BTS maupun antar BTS tanpa adanya pemutusan hubungan dan terjadi pemindahan frekuensi/kanal secara otomatis yang dilakukan oleh sistem. Pada telekomunikasi, memungkinkan adanya berbagai alasan mengapa handover dapat dilakukan: Ketika telepon (user) berpindah dari suatu area yang dilungkupi oleh suatu sel dan memasuki kawasan yang dilingkupi oleh sel yang lain pula, maka panggilan tersebut dipindahkan ke sel kedua untuk mencegah terjadinya kegagalan panggilan (call termination) ketika user berpindah ke lokasi yang tidak dilingkupi oleh sel yang pertama tadi. Ketika kapasitas untuk koneksi panggilan baru dari sel yang ada telah digunakan, dan baik panggilan baru maupun yang sedang berlangsung yang bertempat di area yang juga dilingkupi oleh sel lain (overlap), maka panggilan tersebut ditransfer ke sel kedua dengan tujuan membebaskan beberapa kapasitas pada sel pertama untuk pengguna lain yang dapat dihubungkan ke sel tersebut. Pada jaringan GSM, ketika suatu kanal digunakan oleh suatu user mengalami interferensi dengan user lain yang menggunakan kanal yang sama dalam sel yang berbeda, panggilan tersebut dialihkan ke sel lain untuk menghindari inteferensi. Ada 2 jenis handover pada GSM, yaitu: 1. Internal Handover, yang terbagi atas intracell dan intercell. Intracell handover adalah pemindahan hubungan ke kanal yang berbeda pada satu BTS yang sama. Intercell handover adalah pemindahan hubungan ke kanal antar-bts yang berbeda dalam satu BSC. 2. Eksternal handover, yang terbagi atas MSC intra-handover dan MSC inter-msc. MSC intra-handover adalah pemindahan hubungan yang terjadi antar-bsc dalam satu MSC. MSC inter-handover adalah pemindahan hubungan yang terjadi pada 2 MSC yang berbeda. Gambar 2.6 Jenis-jenis handover Untuk menjelaskan klasifikasi di atas mengenai inter-cell dan intra-cell handover, dapat pula dibagi menjadi hard dan soft handover: Hard handover adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber dilepaskan dan setelah itu menyambung dengan sel tujuan. Sehingga koneksi dengan sel sumber terputus sebelum menyambung dengan sel target. Soft handover adalah suatu metode dimana kanal pada sel sumber tetap tersambung dengan user sementara secara paralel juga menghubungi kanal pada sel target. Pada kasus ini, sambungan ke target harus berhasil dahulu sebelum memutus sambungan dengan sel sumber..ketika panggilan dalam keadaan soft handover, sinyal yang terbaik dari semua penggunaan kanal dapat dimanfaatkan untuk panggilan pada saat itu atau semua sinyal
dikombinasikan agar dapat menghasilkan duplikat sinyal yang lebih baik. 2.2 Teori Optimasi Optimisasi ialah suatu proses untuk mencapai hasil yang ideal atau optimal (nilai efektif yang dapat dicapai). Optimasi dilakukan karena ada beberapa alasan yaitu : Perubahan lingkungan operasi jaringan: gedung baru, jalan baru, dan tumbuh tumbuhan baru. Perubahan struktur jaringan. Perubahan dalam distribusi BTS dan kapasitas sistem. User untuk layanan data dan suara meningkat, sehingga kemampuan jaringan yang ada dapat memburuk. Setiap mendapat keluhan dari pelanggan. Optimasi perlu dilakukan secara periode. Gambar 2.8.Proses Optimisasi [10] Optimisasi merupakan langkah penting dalam siklus hidup suatu jaringan. Keseluruhan proses optimisasi diperlihatkan gambar 2.8. Drive test dilakukan berkaitan dengan lokasi user. Setelah data terkumpul sepanjang luas cakupan RF langkah awal proses, dengan tujuan untuk mengumpulkan data pengukuran yang yang diinginkan, maka data ini akan diproses pada suatu perangkat lunak tertentu. Setelah masalah, penyebab dan solusi dapat diidentifikasi, langkah selanjutnya adalah melakukan pemecahan masalah tersebut. Gambar 2.8 menggambarkan bahwa optimisasi merupakan proses yang terus berjalan. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kualitas jaringan dan menjaga reliabilitas jaringan serta mengembangkan kapasitas jaringan. 2.3 TEMS TEMS adalah suatu software untuk mengukur parameter-parameter dari GSM. TEMS juga sebuah software buatan vendor ericsson untuk mengetahui kualitas radio jaringan GSM. Dengan menggunakan software ini dapat mengetahui level pancaran dari sebuah BTS, kualitas pancarannya dari BTS, dan hal lain yang menyangkut bagian radio dari jaringan GSM. Dengan menggunakan software ini dapat mengetahui level pancaran dari sebuah BTS, kualitas pancarannya dari BTS, dan hal lain yang menyangkut bagian radio dari jaringan GSM. Dengan software ini drive test dapat dilakukan. Dengan drive test dapat diketahui BTS mana saja yang melayani handphone user, kemampuan handover ke BTS lain (sesuai dengan planning GSM atau tidak) dan berbagai hal lainnya. 2.4 Drive Test Drive test adalah suatu pekerjaan yang bertujuan untuk mengumpulkan data dari hasil pengukuran kualitas sinyal suatu jaringan. Drive test dibedakan menjadi 2 macam, ada drive test outdoor dan drive test indoor. Drive Test digunakan untuk outdoor (luar ruangan) karena dilakukan dengan berkendaraan (drive) mobil sedangkan walk test untuk indoor (dalam ruangan) karena dilakukan dengan berjalan (walk). Istilah drive test lebih umum digunakan daripada walk test. Tujuan drive test adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui kondisi aktual RF (Radio Frequency) dari suatu BTS (Base Transceiver Station) maupun elemen BSS (Base Station Subsystem) pada khususnya, dan dari suatu network selular pada umumnya. 2. Mengetahui informasi-informasi optimisasi jaringan selular, seperti level daya terima (RxLev), kualitas sinyal terima (RxQual), quality of voice base on user experiences (SQI), jarak antara BTS dan MS, interferensi (C/I, C/A), dan juga untuk melihat proses handovernya. 3. Membantu dalam analisis dan mendeskripsikan statistik sistem telekomunikasi selular, karena drive test dapat dilakukan dalam proses mempersiapkan suatu network (RF Tuning Drive Test) dan dalam proses memperbaiki dan memaintain suatu network (RF Optimization Drive Test). III. PERANCANGAN 3.1 Perancangan Drive Test
Untuk melakukan drive test digunakan rancangan sebagai berikut: Gambar 3.1.Perancangan Drive Test Mobile Station (MS) atau yang biasa dikenal dengan Handset GSM menerima dan mengukur sinyal dari Base Tranciever Station (BTS), dan GPS akan memberitahukan lokasi (titik koordinat) BTS kemudian memberikan data ke laptop. Data akan diolah di laptop dan hasil pengolahan akan memberikan informasi kinerja jaringan pada lokasi/area tertentu. Pada saat drive test kecepatan kendaraan rata rata adalah 40 km/jam. Pengambilan data dilakukan pada bulan April dan Mei 2010. 3.2 Peralatan yang Digunakan 1. Handset GSM dan Kabel Data Handset GSM yang digunakan pada perancangan drive test ini adalah Sony Ericsson tipe K800i. 2. Global Positioning System (GPS) GPS yang digunakan dalam perancangan ini adalah GPS-GM-158-USB. 3. Portable PC (Laptop) Portable PC (Laptop) yang digunakan pada perancangan ini adalah Compaq nc6230. 4. HASP HL HASP HL berfungsi sebagai pengganti donggel (secara hardware) yang merupakan pelengkap software suatu perangkat supaya dikenali dalam suatu komputer. 3.3. Software Pengukuran Program/Sofware yang dilakukan saat pengukuran ini dengan menggunakan Software TEMS 8.0.3. Perangkat yang dibutuhkan saat menginstal Software antara lain: 1.TEMS Investigation 8.0.3 2.HASP HL 3.Driver handset 4.Driver GPS 3.4 Skala Parameter 3.4.1skala RxLevel Tabel 3.1. skala RxLev Hijau -10 sampai -70 Sangat baik Hijau Muda -70 sampai -80 Baik Kuning -80 sampai -90 Kurang baik Orange -90 sampai -100 Tidak baik Merah -100 sampai - Sangat tidak 120 baik 3.4.2 skala RxQual Tabel 3.2.skala RxQual Hijau 0-1 Sangat baik Hijau Muda 1-2 Baik Kuning 2-4 Kurang baik Orange 4-6 Tidak baik Merah 6-7 Sangat tidak baik 3.4.3.Skala C/I Tabel 3.3 Skala C/I Hijau 15-35 Sangat baik Kuning 10-15 Kurang baik Merah -5-10 Sangat tidak baik 3.4.4 Skala SQI Tabel 3.4. Skala SQI Hijau 18-30 Sangat baik Kuning 0-18 Kurang baik Merah -20-0 Sangat tidak baik 3.4.5 Skala TA Tabel 3.5 Skala TA Hijau 0-14 Sangat baik Hijau Muda 14-26 Baik Kuning 26-38 Kurang baik Orange 38-50 Tidak baik Merah 50-63 Sangat tidak baik IV. DATA DAN ANALISA 4.1 Hasil Drive Test bulan April Pada pengukuran bulan April diperoleh data sebagai berikut:
Tabel 4.1. Data bulan April Events Frekuensi Call Attempt 76 Call Drop 0 Handover 242 Handover failure 8 HOSR yang ditetapkan oleh operator adalah 98%. Dari data tersebut diketahui bahwa HOSR belum mencapai KPI, maka perlu dilakukan optimasi pada handover tersebut. 4.2 Hasil Drive Test bulan Mei Tabel 4.2 Data bulanmei Events Frekuensi Call Attempt 73 Call Drop 0 Handover 259 Handover failure 6 HOSR pada drive test ini adalah: Gambar 4.2 Radio Parameter Kegagalan handover RxQual Sub berada pada range yang sangat tidak bagus yaitu 9.05. RxQual yang tidak bagus tersebut disebabkan karena adanya interferensi. Hal tersebut dapat dilihat dari C/I yang berada pada range yang sangat tidak bagus. Rekomendasi pada kegagalan handover ini adalah down tilt antena, mengubah arah antenna atau mengganti frekuensi. 2. Kegagalan yang disebabkan karena fading dan interferensi. Dari perbandingan data tersebut terdapat peningkatan HOSR. Analisa dari beberapa kasus kegagalan handover tersebut adalah sebagai berikut: 1. Kegagalan handover yang disebabkan oleh interferensi. Gambar 4.3.Kegagalan Handover Gambar 4.1.Kegagalan Handover Kegagalan handover tersebut terjadi dari dari site _Jalan Durian 9 dengan ARFCN : 107 dan BSIC : 1 3 ke site yang memiliki ARFCN 115 dan BSIC 3-3 di daerah Jalan Durian. Nilai parameternya dapat dilihat pada gambar berikut ini: Kegagalan handover pada logfile ke -2 bulan Mei terjadi pada Time: 13:00:51.75 dari site MC_Taman Sari-9 dengan ARFCN : 123 dan BSIC : 4 3 ke site MC_Taman Sari-8 dengan ARFCN 107 dan BSIC 4-3 di daerah Taman Sari. Kegagalan handover ini disebabkan karena fading dan interferensi. Hal ini dapat dilihat dari RxLevel yang lemah baik pada serving sel maupun pada adjacent cell (neighbour). Selain itu, pada kegagalan handover ini, parameter C/I nya pun sangat tidak bagus. Nilai parameter RxLevel dan C/I dari kegagalan tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 4.4 Radio Parameter kegagalan handover Rekomendasi untuk kegagalan handover ini adalah penambahan site baru (new site) dan down tilt antena. 3. Kegagalan handover disebabkan lemahnya RxLevel.. Gambar 4.5 Radio Parameter Kegagalan handover ini disebabkan lemahnya Rxlevel adjacent cell. Rekomendasi untuk kegagalan handover ini adalah penambahan site baru (new site). V. Kesimpulan 1. Rekomendasi untuk kegagalan handover yang disebabkan karena interferensi adalah down tilt antena, mengubah arah antena atau mengganti frekwensi. 2. Rekomendasi untuk kegagalan handover yang disebabkan karena RxLev adalah penambahan site baru (new site). 3. Rekomendasi untuk kegagalan handover yang disebabkan Rxlevel adalah penambahan site baru. 4. Terjadi peningkatan HOSR. Pada bulan April HOSR yang diperoleh adalah 96.8 % dan pada bulan Mei HOSR yang diperoleh adalah 97.73%. 5. Rata rata kualitas suara (SQI) pada saat kegagalan handover masih berada pada range yang sangat bagus yaitu 20. SQI sangat baik pada skala >18. DAFTAR PUSTAKA [1] Luděk Zavodny, GSM Network Optimization by Genetic Algorithm, Institute of Radio Electronic, Faculty of Electrical Engineering and Communication, Brno University of Technology, Czech Republic, 2002 [2] Matías Toril, Salvador Pedraza, Ricardo Ferrer, Volker Wille, Optimization of Handover Margins in GSM/GPRS Networks, Dpt. Ingeniería de Comunicaciones. Universidad de Málaga.Campus de Teatinos s/n 29070 Málaga (Spain) [3] Luděk Zavodny, Stanislav Hanus, The Convergence of Genetic Algorithm in GSM Network Optimization,International Conference on Applied Electromagnetic and Communication, Dubrovnic, Croatia, 2003 [4] Syed Subhan Ali Rizvi, Dr. Amir Hassan Pathan, RF Optimization of GSM Network, SZABIST Karachi, Pakistan [5] Supri Purwo Putro, Analisis Kegagalan Handover (Saat Peralihan Frekuensi) Pada Sistem Code Division Multiple Acces (CDMA) Area Semarang Kota, Skripsi. Universitas Negeri Semarang. 2006. [6] Indra Bagus Eko Prasetyo, Simulasi Jaringan Wireless GSM Berbasis Perangkat Lunak, Skripsi, ITS, 2006 [7] Wibisono, G. Uke Kurniawan, Gunadi Dwi Hantoro (2008). Konsep Dasar Teknologi Seluler. Informatika: Bandung [8] http://elektroindonesia.com/elektro/el03a.ht ml [9] http://www.globalsinergi.com/news/2/peng enalan-tems [10] http://id.wikipedia.org/wiki/optimisasi [11] Goksel,Somer.Optimization and Log File Analysis in GSM.2003