Presentasi Tugas Akhir UNJUK KERJA NOISE RISE BASED CALL ADMISSION CONTROL (NB CAC) PADA SISTEM WCDMA Oleh: Devi Oktaviana (2206100632) Pembimbing: Ir. Achmad Ansori, DEA Co. Pembimbing: Ir. Suwadi, M.T 11:46:30
Pendahuluan WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) Teknologi generasi ketiga (3G) untuk GSM. Keunggulan 3G dengan generasi sebelumnya bl : 1.Dukungan terhadap pengembangan teknologi sangat baik. 2.W CDMA dapat mengakses beberapa layanan yang berbeda pada saat yang bersamaan. 3.Dapat diaplikasikan pada lingkungan interferensi yang tinggi. 4.Menyediakan kapasitas yang lebih besar daripada sistem FDMA, TDMA, maupun Narrowband CDMA. 5.Kerahasiaan yang tinggi. 6.Penggunaan spektrum radio yang efisien 7.Akses layanan yang cepat. Soft capacity Kapasitas dari WCDMA tidak memiliki batasan 11:46:30
PENDAHULUAN Karakteristik WCDMA Memiliki kecepatan chip tinggi (3.84 Mcps) dan data rate mencapai 2 Mbps, menggunakan dtkikh deteksi koheren pada uplink dan downlink berdasarkan penggunaan sinyal pilot, powercontrol yang cepatberadaptasi. Power Kontrol WCDMA Power Kontrol meliputi uplink power kontrol dan downlink power kontrol. Power kontrol downlink digunakan untuk memperbesar kapasitas sistem, sedangkan pada uplink digunakan untuk mengontrol hubungan dan batas threshold penerimaan mobile station. Power Kontrol yang digunakan pada proses uplink sempurna. 11:46:30
PENDAHULUAN Cell Breathing pada WCDMA Penyusutan sel pada proses breathing terjadi karena adanya peningkatan trafik yang menyebabkan peningkatan permintaan jumlah kanal yang lebih besar dari kapasitas maksimum sel. Penyebab dari peningkatan jumlah permintaan kanal, antara lain: Pertumbuhan jumlah user Mobilitas user Peningkatan intensitas trafik tiap user 11:46:30
Latar belakang Tugas Akhir Usaha a untuk mengatasi interferensi e e pada kanal komunikasi wcdma dengan mekanisme Call admission control Call Admission control yang digunakan berdasarkan nilai threshold yang ditentukan. Noise Rise based call admission control (NB CAC). 11:46:30
Rumusan MASALAH Permasalahan yang akandicari jawabnya adalah: Bagaimana mengatasi interferensi dengan menggunakan call admission control? Bagaimana kinerja noise rise based call admission control (NB CAC)? Bagaimana kinerja noise rise based call admission control dibandingkan dengan load based call admission control (LB CAC)? 11:46:30
BATASAN MASALAH Dalam pengerjaan tugasakhir akhir, permasalahan di atas dibatasi dengan asumsi sebagai berikut : Mobilitas dari user tidak dimodelkan, user diasumsikan terdistribusi uniform Setiap mobile station mempunyaikontrol daya yang sempurna pada proses uplink. Hanya digunakan untuk perhitungan 1 sel saja. 11:46:30
TUJUAN Penelitian yang dilakukan k pada Tugas Akhir inii bertujuan sebagai berikut : Mengatasi Interferensi pada kanal komunikasi WCDMA dan meningkatkan kualitas layanan denganmetode CAC menggunakan algoritma Noise Based Call Admission Control (NB CAC). Mengevaluasi besarnya presentaseprobabilitas yang terjadi dengan banyaknya jumlah user. Menganalisahasilyang gdiperolehdarialgoritma load based call admission control (LB CAC) dan noise rise based call admission control (NB CAC). 11:46:30
Model sistem Model sistem WCDMA User yang dalam keadaan bergerak tidak dimodelkan. Dalam simulasi ini hanya untuk perhitungan 1 sel. Dalam sel tersebut dibangkitkansejumlah user. Kemudianmasingmasing user tersebut dibangkitkan waktu awal panggilan dan waktu pendudukan. Kemudian dicari nilai probabilitas blocking dan probabilitas bilit dropping. 11:46:30
Model sistem Pembangkitan Trafik waktukedatangantiapuser dibangkitkan secara distribusi poison, sedangkan waktu pendudukan tiap user dibangkitkan secara distribusi eksponensial dimana : s n = waktu awal kedatangan d n = waktu akhir kedatangan h n = waktu pendudukan s n = jeda waktu antar panggilan n = jumlah panggilan dalam satu user
Pembangkitan trafik (2) Menggunakan distribusi poisson Menghitung awal kedatangan Waktu Kedatangan Panggilan Waktu Awal Panggilan Δs 1 s 1= Δs 1 Δs 2 s 2= s 1 + Δs 2 Δs 3 s 3= s 2 + Δs 3 Δs 4 s 4= s 3 + Δs 4 Δs 5 s 5= s 4 + Δs 5 Δs n s n= s n-1 + Δs n Menghitung akhir kedatangan panggilan Waktu Kedudukan Waktu Akhir Kedatangan h 1 d 1= h 1 h 2 d 2= d 1 + h 2 h 3 d 3= d 2 +h 3 h 4 d 4= d 3 +h 4 h 5 d 5= d 4 +h 5 h n d n= d n-1 +h n
Pembangkitan trafik (3) Parameter parameter penentuan untuk perhitungan trafik yang meliputi panggilan suara, panggilan Handover dan untuk komunikasi data Average Number of Call per hour (µ) Average Call Holding Time (λ) Voice Traffic (v) Handover Traffic (h) Data Traffic (d)
Noise Rise persamaan dari algoritma noise rise sebagai berikut : (1) Dimana L didapat dari persamaan berikut : dimana : W = chiprate WCDMA = 3,84 Mcps SIR = Signal to Interference Ratio voice = 7 db data = 5 db R = Laju data voice = 12,2 Kbps Data = 64 Kbps v = activity factor voice = 0,67 data = 1 (2)
Noise Rise (2) Perhitungan total load factor dalam uplink WCDMA dapat ditunjukkan dengan rumus sebagai iberikut (3) Dimana L j adalah load factor per user, K adalah total user dan t adalah rasio interferensi antara cell sendiri dengan cell tetangga diasumsikan sebesar 0,65. Dari persamaan (1),(2) dan (3) di atas maka persamaan dari Noise rise dapat disederhanakan sebagai berikut.
Noise Rise (3) Untuk perhitungan Noise rise dalam bentuk decibel (db) adalah dlhsebagai iberikut. Karakteristik noise rise 25 Noise Rise (db) 20 Noise Rise (d db) 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 Number of Users
ALGORITMA ADMISSION CONTROL Panggilan baru dapat diterima jika memiliki kondisi yang memenuhi syarat sebagai berikut. Dimana η th ho adalah reserved capacity untuk proses th_ho handover
Probabilitas Blocking Service trunk tidak tersedia. Diasumsikan tidak ada delay yang diberikan. User diberikan nada sibuk Dapat dikatakan bahwa ukuran dasar dari unjuk kerja trafik adalah probabilitas bahwa waktu menunggu layanan (service delay) melebihi dari waktu yang dispesifikasikan, dengan kata lain disebut juga sebagai Probabilitas Blocking.
Dropped Call Kondisi i pembicaraan yang berlangsung terputus sebelum pembicaraan tersebut selesai. Terjadi oleh berbagai hal yaitu : Rugi rugifrekuensiradio g (RF Loss), lemahnya sinyal yang diterima. Co Channel Channel Interferensi dan Adjacent Interferensi. Kegagalan Handover sebagai akibat dari tidak terdapatnya trafik kanal pada sel tetangga
Kongesti Trafik Keadaan dimana semua kanal trafik dalam keadaan penuh yang disebabkan bk karena pendudukan d kanal secara serempak. Terhadap trafik yang ditawarkan pada saat kongesti dapat dibedakan kedalam tiap model, yaitu: 1. Sistem rugi 2. Sistem tunggu 3. Sistem tahan/simpan Model operasi penanganan trafik terpenting adalah jumlah sumber panggilan dan distribusi waktu pendudukan
Diagram alir
Perbandingan probabilitas blocking dan dropping dengan ratarata jumlah user 0.4 0.35 0.3 BP (voice) DP (voice) D-BP (trafik data) Parameter Simulasi Nilai Rata-rata jumlah user 250-700 Rata-rata waktu pendudukan 120 detik Threshold 2.5 Algoritma Admission Control Noise-Rise Persentase Reserved Capacity 5% 0.25 P ro b a b ility 0.2 0.15 0.1 0.05 0 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Average Number of Users Kenaikan besarnya probabilitas dropping (DP) memiliki hasil yang lebih rendah dibandingkan dengan probabilitas blocking (BP)
Perbandingan Probabilitas Blocking, Probabilitas Dropping dan Probabilitas Blocking Data dengan variasi waktu pendudukan BlockingProbability (x100%) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 BP 1 menit BP 2 menit BP 3 menit BP 4 menit BP 5 menit BP 6 menit BP 7 menit Droppingprobability (x10 00%) 0.2 0.1 0 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Average Number of Users 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 DP 1 menit DP 2 menit DP 3 menit DP 4 menit DP 5 menit DP6 menit DP 7 menit Parameter Simulasi Nilai Rata-rata jumlah user 250-700 Rata-rata waktu pendudukan 60-420 detik Threshold 2.5 Algoritma Admission Control Noise-Rise Persentase Reserved Capacity 5% 0.2 01 0.1 0 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Average Number of Users Blockingprobability (x100%) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 D-BP 1 menit D-BP 2 menit D-BP 3 menit D-BP 4 menit D-BP 5 menit D-BP 6 menit D-BP 7 menit 0.1 0 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Average Number of Users
Perbandingan Probabilitas Blocking, Probabilitas Dropping dan Probabilitas Blocking Data dengan variasi waktu pendudukan Wkt Waktu Probabilitas bilit Probabilitas bilit Probabilitas bilit Pendudukan Blocking (voice) Droppng (voice) Blocking (data) 1 menit 0% 0% 0% 2 menit 0% 0% 2,32% 3 menit 5,08% 0% 22,77% 4 menit 22,81% 0,49% 52,66% 5 menit 32,52% 5,42% 69,77% 6 menit 58,42% 22,81% 78,19% 7 menit 74% 38,93% 82,66% Semakin lama waktu pendudukan pada komunikasi suara (voice) dan komunikasi data maka besarnya probabilitas blocking komunikasi suara (voice) maupun komunikasidata semakin besar. Demikian juga besarnya probabilitas dropping yang terjadi juga semakin besar.
Perbandingan probabilitas blocking dan probabilitas dropping dengan besarnya threshold Block king probability (x100%) 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 005 0.05 BP DP D-BP Parameter simulasi Nilai Rt Rata-ratat jumlah user 700 Rata-rata waktu pendudukan 120 detik Threshold 2.2-3 Algoritma CAC Noise-rise Nilai reversed capacity untuk 5% handover probabilitas blocking dan probabilitas dropping semakin besar dengan semakin bertambahnya nilai threshold 0 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 Noise Rise Threshold
Kesimpulan Hasil simulasi perbandingan antara probabilitas blocking dengan rata rata jumlah user terlihat bahwa nilai probabilitas blocking data (D BP) lebih besar dari probabilitas blocking (BP) danprobabilitas dropping (DP). Hal ini terlihat yaitu saat rata rata jumlah user 500 nilai D BP mencapai nilai 4% sedangkan nilai BP dan DP tetap bernilai 0%. Hal tersebut karena trafik komunikasi data memiliki bb beban yang lbihb lebih besar dibandingkan dengan trafikkomunikasi i suara. Sehingga banyak sekali data yang diblok terutama saat terjadi jam sibuk. Semakin lama waktu pendudukan pada komunikasi suara (voice) maupun komunikasi data maka besarnya probabilitas blocking dan probabilitas dropping semakin besar. Hal ini karena waktu pendudukan merupakan salah satu parameter utama dari penggunaan jalur trafik dan untuk melakukan pengukuran suatu trafik komunikasi harus diamati pola dari pendudukannya. Sehingga apabila semua kanal yang disediakan dalam keadaan penuhkarena pendudukankanal trafik secara serempakmaka tidak semua trafik yang ditawarkan dapat dilayani. Hal ini mengakibatkan adanya kenaikan probabilitas blocking dan probabilitas dropping.
Kesimpulan (2) Dari hasil simulasi perbandingan probabilitas blocking dan probabilitas dropping dengan besarnya threshold terlihat bahwa semakin besar nilai i thresholdh yang digunakan makaprobabilitas bilit blocking dan dropping yang terjadi semakin besar. Hal ini karena semakin besar threshold maka semakin banyak trafik yang dapat masuk pada sistem. Namun dengan adanya trafik yang tinggi menyebabkan interferensi juga semakin besar. Sehingga untuk memperoleh level QoS yang bagus pada algoritma Noise Rise digunakan threshold yang rendah. Dengan tujuan untuk membatasi bt ijumlah panggilan yang masuk pada sistem it dan untuk meminimalisasi terjadinya interferensi. Dari hasil simulasi perbandingan antara Load Based CAC dan Noise Rise based CAC terlihat bahwa tidak terdapat perbedaan yang spesifik hasil dari algoritma load based CAC dengan noise rise based CAC. Hal tersebut menunjukkan bahwa kedua algoritma CAC tersebut memiliki unjuk kerja yang sama. Perbedaannya hanya terdapat pada threshold yang digunakan. Untuk load faktor menggunakan threshold = 2,5dB sedangkan untuk noise rise menggunakan threshold = 0.6dB.
Daftar Pustaka Rachod Patachaianand, Kumbesan Sandrasegaran, Simulation of Call Admission Control in Multi Traffics WCDMA System, Institute of Information and Communication Technologies and Faculty of Engineering University of Technology Sydney (UTS) H. Holma, and A. Toskala, WCDMA for UMTS, 3rd Edition,John Wiley & Sons, 2004. TKK Comnet, S 72.3260 Radio Resource Management Method 3 op, vol 2008_L6 Suwadi, Ir. MT, Rekayasa Trafik Telekomunikasi, Institut Tekhnologi Sepuluh Nopember, 2007 Gatot Santosa, Sistemi seluler l WCDMA,edisi ipertama,graha Ilmu,Yogyakarta,2006 Priyan Mihira De Alwis, Call Admission Control and Resource Utilization in WCDMA Networks, Department of Electrical and Computer Engineering University of Canterbury,Chrischurch,New Zealand, February 2005
Terima Kasih