analisis handover pada heterogeneous …digilib.unila.ac.id/29640/3/skripsi tanpa bab...
TRANSCRIPT
ANALISIS HANDOVER PADA HETEROGENEOUS NETWORK
MENGGUNAKAN OBJEK BERGERAK DENGAN PARAMETER
HANDOVER TRIGGER
(Skripsi)
Oleh
ABDURACHMAN ALHOFIKI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2017
ABSTRAK
ANALISIS HANDOVER PADA HETEROGENEOUS NETWORKMENGGUNAKAN OBJEK BERGERAK DENGAN PARAMETER
HANDOVER TRIGGER
Oleh
ABDURACHMAN ALHOFIKI
Penelitian ini memperhitungkan titik perpindahan pengguna yang selalu berpindahsecara acak / tidak teratur sehingga membuat nilai proses handover yang didapatberbeda-beda. Penelitian ini menggunakan empat skenario, yaitu 3G – CDMA <E, LTE – 3G & CDMA, CDMA – 3G & LTE, dan WIFI – WIFI. Penentuankondisi layanan jaringan untuk setiap skenario memperhitungkan beberapaparamater sebagai handover trigger yaitu RSSI dan Accessrate. Perhitungantersebut didapat dengan melakukan perhitungan titik perpindahan dengan metodeRandom Walkpoint.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai terbaik untuk skenario ke-1 terjadi padalayanan CDMA pada jarak 597 m dengan nilai RSSI -71 dan Accessrate 3,6MBps. Skenario ke-2 terjadi pada layanan CDMA pada jarak 400 m dengan nilaiRSSI -65 dan Accessrate 3,3 MBps. Skenario ke-3 terjadi pada layanan LTE padajarak 19 m dengan nilai RSSI -25 dan Accessrate 21 MBps. Skenario ke-4 terjadipada jarak 48 m dengan nilai RSSI -49 dan Accessrate 10 MBps. Skenario ke-3pada jaringan LTE memiliki nilai terbaik dengan delay 0,56 s , latency 0,08 ms,dan throughput 99%.
Kata Kunci : RSSI, Accessrate, Random Walkpoint, delay, latency, throughput
ABSTRACT
HANDOVER ANALYSIS ON HETEROGENEOUS NETWORK
USING MOVING OBJECT WITH HANDOVER TRIGGER PARAMETER
By
ABDURACHMAN ALHOFIKI
This study focuses on the point of movement for users whose movingrandomly/irregulary, which influenced the value of RSSI and access rates onhandover process. There are four seamless handover scenario, i.e., 3G to CDMA& LTE, LTE to 3G & CDMA, CDMA to 3G & LTE, and Wifi to Wifi. The RSSIand Accessrates were concerned as the parameters on the determination ofnetwork service condition for each scenario. The point of movement werecalculated by using the Random Walkpoint method.
The simalation results show that the best RSSI and Accessrate value, for thehandover from 3G to CDMA at the distance of 597 m are -71 dB and 3.6 MBpsconsecutively. Move over, from the scenario from LTE to CDMA the distance of400 m are -65 dB and 3.3 MBps. Furhtermore, from CDMA to LTE the distanceof 19 m are -25 dB and 21 MBps. Finally, for the distance of 48 m are -49 dB and10 MBps. He can be concluded that the scenario of handover from CDMA to LTEhas the best value with the delays of 0.56 s, 0.08 ms latency, and 99% throughput.
Keywords: RSSI, Accessrate, Random Walkpoint, delay, latency, throughput.
ANALISIS HANDOVER PADA HETEROGENEOUS NETWORK
MENGGUNAKAN OBJEK BERGERAK DENGAN PARAMETER
HANDOVER TRIGGER
Oleh
ABDURACHMAN ALHOFIKI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai GelarSARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG2017
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di daerah Bandar Lampung, Provinsi
Lampung pada tanggal 19 Maret 1994. Penulis merupakan
anak ke-4 dari 5 bersaudara dengan nama Ayah Edy
Supriyanto dan nama Ibu Sri Dahwia.
Riwayat pendidikan lulus Taman Kanak-Kanak (TK) di TK Al-Azhar Way Halim
pada tahun 2000, lulus Sekolah Dasar (SD) di SD Al-Azhar 2 Bandar Lampung
pada tahun 2006, lulus Sekolah Mengah Pertama (SMA) di SMPN 1 Bandar
Lampung pada tahun 2009, lulus Sekolah Mengah Atas (SMA) di SMA
Muhammadiyah 3 Yogyakarta pada tahun 2012 dan diterima di Jurusan Teknik
Elektro Universitas Lampung (Unila) pada tahun 2012.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Organisasi Himpunan Mahasiswa
Teknik Elektro (Himatro) Fakultas Teknik periode 2013-2014 sebagai anggota.
Pada tahun 2014-2015 penulis menjadi anggota Departemen Kerohanian di
Himatro. Pada tahun yang sama tahun 2014 penulis dipercaya menjadi Kepala
Departemen Mushola dan Kesektariatan (MK) pada Organisasi Forum
Silaturahmi Studi Islam (FOSSI) periode 2014-2015. Penulis juga menjadi
Kordinator dan asisten di Laboratorium Teknik Telekomunikasi periode 2015-
2016. Penulis pernah melakukan Kerja Praktik (KP) selama 40 hari (3 Agustus s.d
11 September 2015) di Telkom IdeC bandung pada bidang Machine to Machine
(M2M) dengan mengambil judul “Studi dan Analasis M2M di bidang
Transportasi”.
MOTTO
“JIKA KAMU BERBUAT BAIK (BERARTI)KAMU BERBUAT BAIK BAGI DIRIMUSENDIRI DAN JIKA KAMU BERBUAT
JAHAT, MAKA (KEJAHATAN) ITU BAGIDIRIMU SENDIRI, . . . “
AL-ISRA’ 17 ; 7
PERSEMBAHAN
Skripsi ini secara khusus penulis persembahkan kepada :
“Ayah dan ibu tercinta yang sudah memberikan seluruh
pengorbanannya kepada penulis dengan rasa ikhlas dan tanpa
rasa keluhan sedikitpun pada dirinya”
SANWACANA
Bismillahirahmanirrahim . . .
Segala puji bagi Allah Subhanallahu wa ta’ala yang telah memberikan rahmat dan
hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi dengan judul “ANALISIS HANDOVER PADA HETEROGENEOUS
NETWORK MENGGUNAKAN OBJEK BERGERAK DENGAN
PARAMETER HANDOVER TRIGGER” merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Lampung. Penulis dengan senang hati menerima kritik dan saran yang
bersifat membangun bila terdapat kekurangan dalam skripsi ini.
Selama melaksanakan penelitian, penulis banyak mendapatkan pengalaman yang
sangat berharga. Penulis mendapat bantuan baik moril, materi, bimbingan,
petunjuk serta saran dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak
langsung. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Kedua Orang Tua penulis yang senantiasa memberikan doa, dukungan, cinta
dan kasih sayang sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini;
2. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik;
3. Bapak Dr. Ing. Ardian Ulvan, S.T., M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik
Elektro;
4. Bapak Dr. Herman Halomoan S, S.T., M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik
Elektro;
5. Ibu Dr. Melvi, S.T., M.T. selaku Pembimbing utama atas kesediaannya
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik serta
semangat dalam penyelesaian skripsi ini;
6. Ibu Yetti Yuniati, S.T., M.T. selaku Pembimbing kedua atas kesediaannya
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan kritik serta
semangat dalam penyelesaian skripsi ini;
7. Bapak Dr. Ing. Ardian Ulvan, S.T., M.Sc. selaku Pembahas Utama atas
kesediaannya meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, saran dan
kritik serta semangat dalam penyelesaian skripsi ini;
8. Seluruh dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung atas pengajaran
dan bimbingannya yang diberikan selama ini kepada penulis;
9. Mbak Ning beserta seluruh jajarannya atas semua bantuannya menyelesaikan
urusan administrasi di Teknik Elektro Universitas Lampung selama ini;
10. Saudara-saudara seperjuangan Elektro 2012 “TERIMA KASIHKU PADA
KALIAN” atas kebersamaan dan kekeluargaan yang telah dibangun selama ini;
11. Saudara-saudara seperjuangan di Laboratorium Teknik Telekomunikasi dan
teman Kerja Praktik di Bandung serta Tim Asisten Angga, Gifinri, Taufik,
Andri, Dika, Risda, dan Ratih atas dukungan dan bantuannya kepada penulis;
12. Saudara-saudara asisten di Laboratorium Teknik Telekomunikasi Hanif, Adit,
Yosep, Fasyin, Sitro, Solihin, Haryo, Aryo, Kais dan seluruh teman-teman
yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dukungannya
kepada penulis;
13. Mas Qodar sebagai PLP di Laboratorium yang banyak membantu pada skripsi
ini;
14. Teman-teman KKN periode Januari 2016 Anggyka, Fifi, Nia, Vella, Silvi, dan
Budi atas dukungan dan semangat yang telah diberikan;
15. Almamater tercinta, atas kisah hidup yang didapatkan penulis selama kuliah.
Semoga kebaikan, kemurahan hati dan bantuan yang telah diberikan semua pihak
mendapat balasan yang setimpal dari ALLAH SWT dan semoga hari-hari kita
selalu indah dan menjadi lebih baik lagi.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan dan jauh dari
kesempurnaan, oleh karena itu masukan serta saran dan kritik yang membangun
sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa yang akan datang. Akhirnya
semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Aamiin
Bandar Lampung, 11 November
2017
Penulis
Abdurachman Alhofiki
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ............................................................................................. i
DAFTAR TABEL .................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ vi
DAFTAR SINGKATAN .......................................................................... ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian........................................................................ 3
1.3 Manfaat Penelitian...................................................................... 3
1.4 Rumusan Masalah ...................................................................... 4
1.5 Batasan Masalah ......................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka ............................................................................ 6
2.2 Handover.................................... ................................................ 8
2.2.1 Jenis-jenis Handover ......................................................... 8
2.2.2 Kelebihan dan Kekurangan Handover .............................. 10
ii
2.3 Handover Trigger................................... .................................... 10
2.3.1 Signal to Noise to Ratio (SNR) ........................................ 11
2.3.2 Carrier to Noise Rasio (CNR) .......................................... 11
2.3.3 Carrier to Interference ...................................................... 12
2.3.4 Received Signal Strength Indicator (RSSI)....................... 13
2.3.5 Access rate ........................................................................ 14
2.4 Handover Processing Time....................................................... . 17
2.4.1 Delay ................................................................................. 17
2.4.2 Latency .............................................................................. 17
2.4.3 Throughput........................................................................ 18
2.5 Mobility Models................................... ....................................... 20
2.5.1 Random Waypoint ............................................................. 21
2.5.2 Random Walkpoint ............................................................ 29
2.6 Level Handover........................................................................... 34
2.6.1 Fixed Probability Threshold (FPT)................................... 34
2.6.2 Fixed Hysteris Threshold (FHT)....................................... 34
2.6.3 Handover Hysteris Threshold (HHT) ............................... 35
2.7 Heterogeneous Network (HetNet) .............................................. 35
2.7.1 Third Generation Technology (3G) .................................. 35
2.7.2 Long Term Evolution (LTE).............................................. 37
2.7.3 Code Division Multiple Access (CDMA).......................... 42
2.7.4 Wireless Fidelity (WIFI) ................................................... 45
iii
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................... 48
3.2 Alat dan Bahan ........................................................................... 48
3.3 Metodologi Penelitian.................................... ............................ 49
3.4 Skema Waktu Penelitian ............................................................ 54
3.5 Diagram Alir Penelitian.............................................................. 55
3.6 Diagram Alir Pemodelan Sistem ................................... ............ 56
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Physical Layer ............................................................................ 58
4.1.1 Perhitungan Random Walkpoint, RSSI dan Accessrate.. 59
4.1.2 Perhitungan Delay, Latency, dan Throughput ................ 67
4.2 Grafik Perbandingan Parameter Setiap Arsitektur Jaringan....... 71
4.2.1 Third Generation Technology (3G) ................................ 72
4.2.2 Long Term Evolution (LTE) ........................................... 77
4.2.3 Code Division Multiple Access (CDMA) ....................... 81
4.2.4 Wireless Fidelity (WIFI)................................................. 84
4.3 Tabel Keseluruhan Hasil Simulasi.................................... ......... 87
BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................ 88
5.2 Saran ........................................................................................... 89
DAFTAR PUSTAKA
iv
DAFTAR TABEL
TABEL Halaman
2.1 Nilai RSSI dan Access Rate Setiap Jaringan................................... 16
2.2 Nilai Parameter Setiap Jaringan ..................................................... 17
2.3 Parameter Code Bits, Code Rate dan MSC pada Jaringan LTE .... 19
3.1 Rencana Kerja Penelitian ............................................................... 54
4.1 Jarak Resultan Random Walkpoint Mobility ................................... 65
4.2 Nilai RSSI dan Accessrate Berdasarkan Nilai Jarak Asumsi ......... 67
4.3 Nilai Delay Setiap Arsitektur Pada Titik Perpindahan .................. 70
4.4 Nilai Latency Setiap Arsitektur Setiap Titik Perpindahannya ....... 71
4.5 Nilai Throughput Setiap Arsitektur Setiap Titik Perpindahannya .. 71
4.6 Perbandingan Nilai Jaringan Antara 3G dengan CDMA & LTE .. 73
4.7 Nilai Perbandingan Nilai Jaringan Antara LTE dengan 3G ........... 77
4.8 Nilai Perbandingan Nilai Jaringan Antara CDMA dengan 3G & LTE 81
4.9 Nilai Perbandingan Nilai Jaringan Antara Wifi dengan Wifi ........ 85
v
4.10 Tabel Nilai Terbaik Berdasarkan Jarak Setiap Skenario ............... 87
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Perbandingan Antara Hard Handover dan Soft Handover. ............ 9
2.2 Ilustrasi CNR................................................................................... 12
2.3 Ilustrasi Kanal Frekuensi yang Mengalami Interferensi ................ 13
2.4 Ilustrasi Penentuan RSSI ................................................................ 14
2.5 Kategori Model Mobilitas dalam Jaringan Mobile ........................ 20
2.6 Gerakan Node dalam Model Acak Waypoint ................................. 22
2.7 Random Waypoint on a Non-convex Swiss Flag Domain............... 23
2.8 Random Waypoint on a Non-convex City Section Domain ............ 23
2.9 Restricted Random Waypoint on a Plane with Four Squares ........ 24
2.10 Restricted Random Waypoint Fish in a Bowl ................................ 25
2.11 Random Waypoint on a Sphere ...................................................... 26
2.12 Random Waypoint (or Random Walk) with Wrapping .................. 26
2.13 Random Waypoint With Billiard Like Reflection .......................... 27
vii
2.14 Model Markov Of Location Transisi Seluler ................................. 28
2.15 Gerakan Node dalam Random Walkpoint ...................................... 29
2.16 Markov Chain Dan Probabilitas Matriks Markov Model Mobilitas
Random Walk ................................................................................. 32
2.17 Arsitektur Jaringan 3G ................................................................... 36
2.18 Arsitektur LTE ............................................................................... 37
2.19 Arsitektur UMTS ........................................................................... 38
2.20 Komunikasi Jaringan EPC ............................................................. 40
2.21 Arsitektur EPC ............................................................................... 40
2.22 Pembagian Fungsi E-UTRAN dan EPC ........................................ 42
2.23 Arsitektur Sederhana CDMA ......................................................... 44
2.24 Arsitektur Jaringan Sederhana Wifi ............................................... 46
3.1 Pemodelan Sistem yang Dianalisa ................................................. 50
3.2 Handover Jaringan ......................................................................... 51
3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 55
3.4 Diagram Alir Pemodelan Sistem .................................................... 56
4.1 Simulasi Pergerakan Pertama User Dengan Random Walkpoint ... 60
4.2 Simulasi Pergerakan Kedua User Dengan Random Walkpoint ..... 62
viii
4.3 Simulasi Pergerakan Ketiga User Dengan Random Walkpoint ..... 63
4.4 Simulasi Pergerakan Keempat User Dengan Random Walkpoint . 64
4.7 Grafik Nilai RSSI, Accessrate Delay, Latency, Dan Throughput
3G – CDMA & LTE ...................................................................... 75
4.8 Grafik Nilai RSSI, Accessrate Delay, Latency, Dan Throughput
LTE – 3G & CDMA ...................................................................... 79
4.9 Grafik Nilai RSSI, Accessrate Delay, Latency, Dan Throughput
CDMA – 3G & LTE ...................................................................... 83
4.10 Grafik Nilai RSSI, Accessrate Delay, Latency, Dan Throughput
WIFI – WIFI .................................................................................. 87
4.11 Tabel Nilai Terbaik Jaringan Handover ......................................... 89
DAFTAR SINGKATAN
3G : Third Generation Technology
APN : Access Point Nama
BER : Bit Error Rate
BTS : Base Transceiver Station
BSC : Base Station Controller
BSS : Base Station Subsystem
bps : Bits per second
CDMA : Code Divison Multiple Access
CINR : Carrier to Interference plus Noise Ratio
CRC : Cyclic Redundancy Check
EPC : Evolved Packet Core
E-UTRAN : Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network
FDD : Frequency Division Duplexing
FPT : Fixed Probability Threshold
FHT : Fixed Hysteris Threshold
HHT : Handover Hysteris Threshold
GSM : Global System for Mobile Communication
GMSC : Gateway Mobile Switching Center
x
HetNet : Heterogeneous Network
HOSR : Handover Success Rate
HLR : Home Location Register
HSS : Home Subscriber Server
LTE : Long Term Evolution
MS : Mobile Station
MRW : Markov Random Walk
MUD : Multiuser Detection
ME : Mobile Equipment
MT : Mobile Termination
MSC : Mobile Switching Center
NSS : Network Subsystem
PDN : Packet Data Network
RSSI : Received Signal Strength Indicator
RWP : Random Waypoint
RE : Resource Element
SIM : Subscriber Identity Module
SNR : Signal to Noise Ratio
TDD : Time Division Duplexing
TE : Terminal Equipment
UE : User Equipment
xi
UMTS : Universal Mobile Telephone System
UICC : Universal Integrated Circuit Card
USIM : Universal Subscriber Identity Module
VLR : Visitor Location Register
VoIP : Voice over Internet Protocol
WIFI : Wireless Fidelity
WWP : Weighted Waypoint
WLAN : Wireless Local Area Network
WiMax : Worldwide Interoperability for Microwave Access
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pada jaman modern ini, telekomunikasi merupakan jaringan yang sangat
berpengaruh pada kehidupan manusia. Bahkan, saat ini semua aktivitas manusia
selalu berkaitan dengan jaringan telekomunikasi, baik di lingkungan kerja maupun
lingkungan keluarga. Teknologi telekomunikasi setiap tahunnya pasti selalu
mengalami perkembangan pada arsitektur, teknologi dan platform yang
mendukungnya. Kondisi tersebut disebabkan karena jaringan telekomunikasi
merupakan hal yang selalu berkembang sesuai dengan kebutuhan manusia di era
modern ini. Aktifitas user dengan tingkat mobilitas yang tinggi dari satu tempat
ketempat lain menyebabkan akses jaringan yang diterima selalu berubah disetiap
perpindahannya. Kondisi tersebut bertolak belakang dengan sifat umum manusia
dengan tingkat mobilitas yang tinggi mengharapkan sistem jaringan yang diterima
tetap baik. Hal ini dikarenakan bandwidth dan kecepatan akses pada titik-titik
perpindahan yang dilakukan user berbeda, oleh karena itu perpindahan user
merupakan pengaruh besar terhadap didapatnya akses informasi.
Pada penelitian ini penulis fokus pada Heterogeneous Network (Hetnet)
merupakan jaringan yang memiliki setiap platform teknologi yang berbeda
2
disetiap kanalnya. Jika dikaitkan dengan perpindahan mobilitas user yang selalu
berubah, perhitungan untuk setiap frekuensi selnya dibutuhkanlah proses yaitu
handover yang secara khusus dinamakan Inter-Radio Access Technology
handover. Proses yang berlangsung untuk setiap jaringan pada kondisi handover
tidak mungkin terjadi tanpa adanya faktor pemicu. Pada umumnya faktor pemicu
tersebut sering disebut handover trigger. Beberapa parameter yang menyebabkan
terjadinya handover, diantaranya yaitu SNR (Signal to Noise Ratio) atau Eb/Eo,
Carrier to Interface plus Noise Ratio (CINR), Received Signal Strength Indicator
(RSSI). Parameter yang digunakan pada penelitian ini yaitu proses handover
dengan parameter kecepatan akses data (SNR) dan daya terima jaringan (RSSI).
Kombinasi parameter RSSI dengan daya terima pada band frequency channel
pilot merupakan parameter layer physic. Untuk R, adalah kecepatan akses pada
mobile station.
Pada skripsi ini penulis akan membahas bagaimana proses handover yang terjadi
pada hetnet dengan handover trigger RSSI dan access rate dengan melihat titik
perpindahan pada tiap-tiap pergerakan user. Penulis juga akan membahas
bagaimana handover pada layer satu terkait dengan Fixed Probability Threshold
(FPT), Fixed Hysteris Threshold (FHT) dan Handover Hysteris Threshold (HHT).
3
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun Tujuan penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Mendapatkan hasil analisa proses handover pada Heterogeneous Network
(HetNet) di layer satu menggunakan metode Random Walkpoint untuk
perpindahan jarak user
2. Mendapatkan hasil uji level RSSI dan access rate untuk menentukan
apakah Fixed Probability Threshold (FPT), Fixed Hysterus Threshold
(FHT) dan Handover Hysteris Threshold (HHT) pada setiap jarak
perpindahan yang didapatkan dengan metode Random Walkpoint
3. Menganalisa handover delay, latency dan throughput setiap jarak
perpindahan yang didapatkan dengan metode Random Walkpoint
1.3 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan pada penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Mendapatkan hasil pemodelan dan simulasi proses handover pada HetNet
yang memudahkan proses realisasi ke dalam bentuk nyata dan didapatkan
hasil yang optimal
2. Hasil pemodelan dan simulasi proses handover dapat dijadikan sebagai
pembanding pada perangkat yang dapat mengakses handover pada HetNet
4
1.4 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana proses handover pada Heterogeneous Network (HetNet) pada
layer satu dengan memperhitungkan pergerakan user dengan metode
Random Walkpoint
2. Bagaimana pengaruh level RSSI dan access rate pada Fixed Probability
Threshold (FPT), Fixed Hysteris Threshold (FHT) dan Handover Hysteris
Threshold (HHT) pada setiap jarak perpindahan yang didapatkan dengan
metode Random Walkpoint
3. Bagaimana pengaruh handover delay, throughtput dan latency yang
didapat pada setiap jarak perpindahan dengan metode Random Walkpoint
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Proses handover yang dibahas hanya pada HetNet.
2. Perhitungan dan analisa proses handover dalam skenario dilakukan pada
kondisi processing time handover dengan memperhitungkan model
pergerakan user.
3. Platform jaringan yang menjadi basis skenario HetNet meliputi jaringan
Third Generation Technology (3G), Long Term Evolution (LTE), dan
Wireless Fidelity (WIFI).
4. Menggunakan metode Random Walkpoint menyebabkan pengaruh
kecepatan dan percepatan user pada analisis handover ini diabaikan
sehingga dianggap tetap atau konstan.
5
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan penelitian ini terdiri dari lima bab, yaitu sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Memuat latar belakang, tujuan, perumusan masalah, batasan masalah, manfaat
penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Memuat kajian dan tinjauan dari beberapa hasil penelitian terdahulu yang
berhubungan dengan topik skripsi ini.
BAB III METODE PENELITIAN
Memuat langkah–langkah penelitian yang akan dilakukan seperti alat, bahan dan
tempat serta metode penelitian yang digunakan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Membahas tentang hasil penelitian yang telah dilakukan dan menganalisa hasil
perhitungan yang diperoleh saat proses simulasi handover selesai dilakukan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Memuat tentang kesimpulan dan saran tentang penelitian yang telah dilakukan
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka
Penulis [1] melakukan penelitian mengenai analisis handover pada heterogeneous
network menggunakan Received Signal Strength Indicator (RSSI) dan access rate
sebagai handover trigger. Penelitian tersebut fokus pada pembahasan handover
antar platform jaringan yang berbeda. Membandingkan nilai RSSI dan access rate
pada proses handover disetiap masing-masing jaringan yang ada sehingga
didapatkan nilai-nilai pembanding dan nilai throughtput, Latency, Delay untuk
mengetahui kapan proses terjadinya handover. Hasil analisis yang didapat pada
penelitian tersebut, yaitu yang pertama nilai RSSI terendah pada jaringan WIFI
yaitu dengan nilai -76.9 dBm dan tertinggi pada jaringan GSM dengan nilai -
44.08 dBm. Kedua nilai access rate terendah pada jaringan GSM dengan nilai
0.39 Mbps dan tertinggi pada jaringan LTE dengan nilai 18.06 Mbps. Throughput
terbaik terdapat pada jaringan LTE dengan nilai 76.1%, Delay terbaik terjadi pada
jaringan target GSM dengan nilai 5.3 ms dan Latency terbaik tejadi pada jaringan
GSM dengan nilai 41 ms.
Penulis [2] melakukan penelitian mengenai analisis perpindahan kanal
komunikasi dalam satu BSC pada sistem GSM berdasarkan data Drive Test
7
menggunakan TEMS Investigation 4.1.1. Penelitian tersebut dilakukan untuk
mengetahui proses, penyebab, tingkat keberhasilan dan hal-hal yang berkaitan
dengan kegagalan pada algoritma serah-terima pada sistem GSM. MS akan
melakukan pengukuran daya terima oleh sel-sel GSM yang ada disekitarnya, dan
apabila MS bergerak menjauhi sel layanan dan mendekati sel lain. Pada penelitian
tersebut pemilihan alokasi tiga waktu sangat berpengaruh pada HOSR dengan
nilai tertinggi yaitu pada malam hari. Saat malam hari traffic penggunaan jaringan
telekomunikasi cukup padat, mengakibatkan banyak proses handover yang
dilakukan. Banyak dari pengguna yang akhirnya diputuskan jaringannya karena
padatnya proses handover disetiap sel.
Penulis [3] melakukan penelitian mengenai analisa metode handover pada
jaringan WiMAX. Penelitian ini penulis melakukan analisis handover dengan
mensimulasikan menggunakan optimized engineering tools, yang dilakukan
dengan pengujian tiga skenario yang berbeda interval waktu antara pengiriman
paket dan penerimaan paket dengan besarnya trafik kiriman 64 Kpbs (low
bandwidth) metode hard handover dan soft handover. Mekanisme handover pada
layanan VoIP bekerja ideal dan efektif pada jaringan WiMAX karena didapat rata-
rata nilai pada jitter 0.001 ms – 0.02 ms pada metode hard handover dan 0.0011
ms – 0.31 ms dengan metode soft handover. Saat penambahan beban dilakukan,
terjadi kenaikan Delay secara signifikan. Rata-rata untuk masing-masing nilai
yang didapat 10.5 ms – 35 ms metode hard handover dan 10.5 ms – 39 ms soft
handover. Sehingga membuktikan bahwa aplikasi voice over internet protocol
pada penelitian ini sangat sensitif.
8
2.2 Handover
Mobile station (MS) yang sedang melakukan komunikasi akan selalu mencari
hubungan dengan Base Transceiver Station (BTS) terdekat. Ketika MS menjauhi
BTS awal yang sedang tersambung, MS akan melakukan pengalihan hubungan
kanal traffic secara otomatis pada BTS yang terdekat. Proses ini disebut dengan
handover. Pada proses ini perlunya perangkat tambahan untuk mendeteksi sebagai
perubah status dedicated node (persiapan handover) dan perangkat switch
komunikasi dari suatu sel ke sel lain.
2.2.1 Jenis-Jenis handover
1) Hard handover
Hard handover merupakan proses pengalihan panggilan terhadap sel asal
pada pengguna yang bergerak dengan pemutusan hubungan komunikasi ke sel
baru yang tersambung. Proses ini sering disebut “break-before-make”.
Perubahan frekuensi sering menyebabkan proses ini terjadi, mengakibatkan
pengguna harus menggunakan kanal frekuensi yang baru, karena kanal
frekuensi lama harus dalam kondisi terputus (inter-frequency hard handover).
Proses pengalihan ini membutuhkan waktu jeda dalam berkomunikasi.
2) Soft Handover
Soft handover merupakan kebalikan dari hard handover, pada proses
pengalihan panggilan tanpa adanya proses pemutusan terlebih dahulu.
Biasanya proses ini dilakukan pada sistem Code Division Multiple Access
(CDMA) pada karakter Universal Mobile Telephone System (UMTS), yang
artinya kanal frekunsinya selalu sama walaupun melewati sel yang berbeda
9
(intra-frequency soft handover). Sinyal komunikasi yang melemah karena
BTS yang semakin jauh saat sambungan awal merupakan penyebab utama
proses ini terjadi. Sehingga dalam beberapa saat pengguna yang sedang dalam
kondisi tersebut mendapatkan layanan paralel yang diterima secara bersamaan
oleh kedua BTS.
3) Softer handover
Softer handover merupakan proses pengalihan yang menggunakan kanal
frekuensi yang sama dan BTS yang sama, namun proses pengalihan ini
menggunakan beberapa sektor yang dibagi di dalam suatu sel. Hal ini
dilakukan karena faktor kepadatan lalu lintas komunikasi pada suatu sel.
Dengan demikian, pengguna akan mendapatkan pelayanan komunikasi dengan
sinyal komunikasi lebih kuat pada sektor-sektor tertentu. Layanan yang
menggunakan sistem ini adalah CDMA 2000 [4].
Gambar 2.1 Perbandingan antara Hard Handover dan Soft Handover.
10
2.2.2 Kelebihan dan kekurangan dari jenis Handover
1) Hard Handover
Kelebihan handover jenis ini adalah bisa dipakai pada sistem satu panggilan
per kanal frekuensi. Perangkat yang menggunakan proses ini tidak
memerlukan kemampuan untuk menerima dua atau lebih sinyal secara paralel,
sehingga dapat dikatakan lebih murah. Proses handover yang sedang
melakukan pemutusan terhadap kanal frekuensi sebelumnya apabila terjadi
kegagalan, maka jaringan komunikasi yang sedang berlangsung akan terjadi
pemutusan. Sering kali terjadinya panggilan berakhir secara tidak normal.
Teknologi yang menggunakan hard handover ini biasanya memiliki
kemampuan untuk melakukan re-establish (membangun kembali) koneksi ke
sel asal jika terjadi kegagalan saat menyambungkan ke sel tujuan.
2) Soft Handover
Kelebihan soft handover adalah ketika terjadinya pemindahan koneksi dari sel
awal ke sel tujuan, jaringan yang terhubung sudah benar-benar baik dan siap
untuk digunakan. Terjadinya kegagalan pengalihan akan lebih diminimalisir.
Selain itu, kualitas dan kestabilan kanal pada soft handover lebih terpelihara
dibandingkan hard handover, maka apabila terjadi kegagalan pengalihan
faktor penyebabnya bukan dari soft handover itu sendiri, melainkan adanya
gangguan atau interferensi pada jaringan [5].
2.3 Handover Trigger
11
Ketika MS pengguna bergerak dari suatu sel ke sel lain, maka sistem jaringan
yang terdapat pada MS tersebut akan menghitung nilai trigger perpindahan pada
setiap jarak yang ditempuh. Parameter utama yang dimiliki saat handover
berlangsung, yaitu Signal to Noise Ratio (SNR) merupakan perbandingan
kekuatan sinyal informasi terhadap sinyal derau, Carrier ro Interferensi Plus
Noise Ratio (CINR) merupakan rasio keefektifan sinyal, Received Sinyal Strength
Indicator (RSSI) merupakan kekuatan sinyal yang diterima oleh perangkat
pengguna, dan Access rate merupakan kecepatan jaringan yang diterima MS.
Parameter trigger tersebut untuk menentukan kapan akan terjadinya handover
pada setiap kondisi yang terjadi.
2.3.1 Signal to Noise Ratio (SNR)
Signal to Noise Ratio (SNR) merupakan perbandingan antara kekuatan sinyal
derau dengan sinyal informasi yang diterima oleh MS. Nilai SNR ini dilihat
untuk menentukan kualitas medium saat dilakukannya proses Handover.
Perhitungan untuk menentukan nilai SNR adalah sebagai berikut :
(2.1)
Keterangan :
SNR : Signal to Noise Ratio (dB)
Besar kecil nilai SNR yang didapat merupakan parameter yang sangat
diperhatikan, karena semakin besar nilai SNR maka semakin baik sinyal yang
diterima. Apabila saat dilakukannya perhitungan atau simulasi nilai SNR yang
12
didapat pada BTS awal lebih kecil dibandingkan pada BTS targer, maka nilai
ini memungkinkan akan terjadinya proses handover pada MS [6].
2.3.2 Carrier to Noise Rasio (CNR)
CNR merupakan salah satu parameter kualitas sinyal dimana mencari
perbandingan noise dengan daya sinyal informasi pada MS. Setiap simbol
informasi akan dibandingkan dengan keseluruhan noise yang ada dalam
bandwidth tertentu menggunakan Carrier to Noise Rasio. Berikut formula
yang digunakan dalam menentukan CNR :
(2.2)
Keterangan :
C/N : Carrier to Noise (dB)
fb : Bit rate total (Bit)
Bw : Bandwidth frekuensi (Hz)
CNR ini menunjukkan perbandingan kuat sinyal noise dan sinyal radio pada
MS. Semakin besar nilai CNR yang didapat maka semakin bagus sistem
tersebut dalam menerima informasi [7].
13
Gambar 2.2 Ilustrasi CNR
2.3.3 Carrier to Interference
Carrier to Interference merupakan perbandingan antara rata-rata co-
channel interference power atau crosstalk dengan power sinyal informasi
(carrier), dari transmitter lain. Carrier interference menunjukkan kualitas
dari BER (Bit Error Rate) yang berarti semakin kecil nilai BER maka
semakin tinggi nilai Carrier to interference, begitupun sebaliknya [7].
Rumus yang digunakan yaitu :
(2.3)
Sinyal interferensi ini menjadi noise bagi sinyal penginderaan jauh. Selain
C/N, carrier to interference ini bisa dijadikan parameter kualitas.
Frequency
Amplitude
14
Gambar 2.3 Ilustrasi kanal frekuensi yang mengalami interferensi
2.3.4 Received Sinyal Strength Indicator (RSSI)
RSSI adalah parameter daya terima yang digunakan oleh MS untuk
menampilkan seluruh sinyal pada lebar frekuensi yang akan diukur. Nilai
RSSI ini sangat berpengaruh pada saat terjadinya proses handover. Saat
proses handover, daya sinyal pada setiap BTS awal, BTS target dan MS
akan dilakukan penjumlahan untuk dilakukan pengukuran. Menggunakan
RSSI dapat diketahui besar tingkat sensivitas MS. Satuan yang digunakan
pada RSSI adalah dBm[8]. Berikut persamaan untuk menghitung nilai
RSSI oleh MS :
(2.4)
Keterangan :
RSSI : Daya terima (dB)
Gambar 2.4 Ilustrasi penentuan RSSI
15
Berdasarkan Gambar 2.4 diatas, dapat dilihat bahwa parameter RSSI
dihasilkan dari penjumlahan sektor BTS yang berhubungan antara MS
sesuai dengan phasa tegangannya.
2.3.5 Access rate
Access rate merupakan kecepatan jaringan pada sistem telekomunikasi
saat MS menerima sinyal dari Base Transceiver Station (BTS) yang
sedang terhubung. Access rate ini adalah perkalian bandwidth dengan
logaritma yang merupakan pembanding antara daya pada MS dengan daya
noise saat transmisi. Berikut persamaan access rate [9] :
R = B Log2 (SNR) (2.5)
Keterangan :
R : Access rate (bps)
B : Bandwidth (Hz)
Daya receiver yang diukur oleh MS dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan Friss, yaitu :
(2.6)
Keterangan :
Pr : Daya pada receiver (watt)
Pt : Daya pada transceiver (watt)
Gt : Penguat tranceiver (dB)
Gr : Penguat receiver (dB)
C : 3x108 m/s
D : Jarak (m)
16
L : Pathloss (dB)
F : Frekuensi (Hz)
Adapun perhitungan Pathloss adalah sebagai berikut :
L = 10 Log D (2.7)
Keterangan :
L : Pathloss (dB)
D : Jarak (Meter)
Pada handover trigger, parameter yang digunakan adalah nilai perhitungan RSSI
dan access rate yang terjadi disetiap skenario antar jaringan.
Pada proses handover, MS yang selalu memerlukan kecepatan akses yang cepat
dan baik akan menyeleksi nilai access rate dengan perbandingan antara jarak BTS
awal dan BTS tujuan. Nilai access rate merupakan nilai yang diperlukan untuk
terjadinya proses handover. Apabila nilai access rate yang didapat pada suatu titik
pergerakan MS menuju BTS target ternyata nilai access rate pada BTS target
lebih besar nilainya dibanding dengan BTS awal, maka proses handover
dimungkinkan akan terjadi saat itu. Karena semakin besar nilai access rate yang
didapat maka nilai bandwidth yang besar semakin baik koneksi tersebut.
Berikut nilai RSSI dan Access rate pada setiap arsitektur jaringan yang ada :
Tabel 2.1 Level Nilai RSSI dan Access Rate Service Untuk User Setiap Jaringan
[9]
Handover Trigger CDMA 3G LTE WIFI
RSSI (dBm) -104 -70 -44 -37
Access rate (bps) 75K 384K 27M 11M
17
Proses handover akan terjadi apabila nilai RSSI pada masing-masing jaringan
telah mencapai pada nilai ambang atas. Nilai ambang atas untuk setiap jaringan
yang ada dapat dilihat pada Tabel 2.1 diatas. Untuk nilai access rate tersebut
merupakan nilai kecepatan terendah yang dihasilkan pada setiap jaringan. Berikut
merupakan nilai parameter untuk menentukan besar daya yang diterima pada
masing-masing jaringan, yaitu daya transceiver, jarak, frekuensi dan bandwith,
dapat dilihat pada Tabel 2.2
Tabel 2.2 Nilai Parameter Setiap Jaringan [12][13][14][15]
Parameter WIFI 3G LTE CDMA
Frekuensi downlink 2.4 GHz 935–960 MHz 1742–1762 MHz 869-894MHz
Bandwidth Carrier 5 MHz 2 MHz 20 MHz 1.25 MHz
Daya transceiver 13 Watt 60 Watt 100 Watt 25 Watt
Jumlah Paket 3.2 Mbit 1.6 Mbit 86.4 Mbit 2.413 Mbit
2.4 Handover Processing Time
18
Handover processing time merupakan parameter yang akan didapatkan setelah
dilakukannya analisis pada simulasi handover di setiap jaringan yang akan
dilakukan. Parameter yang didapat, yaitu : Delay, Throughput, dan Latency [10].
2.4.1 Delay
Delay adalah keterlambatan dalam waktu transmisi data dari pengirim ke
penerima, satuan Delay adalah detik (s). Berikut persamaan yang
digunakan untuk menghitung nilai Delay [10] :
(2.8)
Keterangan :
F : Frekuensi (Hz)
L : Jumlah Paket (bits)
2.4.2 Latency
Latency merupakan jumlah waktu yang dibutuhkan paket data untuk
berpindah diseluruh koneksi jaringan. Fungsi Latency ini adalah sebagai
lamanya waktu yang dibutuhkan Mobile station untuk berpindah dari
jaringan satu ke jaringan lain dengan plathform dan arsitektur yang
berbeda. Latency merupakan nilai perhitungan dalam menghitung
panjangnya proses handover ketika MS mendeteksi ada jaringan target
yang memenuhi dalam melakukan proses handover. Berikut persamaan
yang digunakan dalam menghitung Latency [10] :
(2.9)
Keterangan :
C : 3 x 106
19
2.4.3 Throughput
Throughput merupakan kecepatan rata-rata data yang diterima dalam
selang waktu pengamatan tertentu, Throughput biasa disebut bandwidth
yang sebenarnya, nilai Throughput didapat dengan melakukan pengukuran
jumlah data oleh satuan waktu dan saat kondisi jaringan sedang melakukan
transfer data pada ukuran tertentu. Satuan Throughput yaitu bits per
second (bps), berikut persamaan dalam mendapatkan nilai Throughput.
(2.10)
Persamaan diatas digunakan untuk jaringan 3G, CDMA, dan Wifi.
Berbeda dengan jaringan LTE. Persamaan yang digunakan adalah sebagai
berikut :
Throughput= ((NRE-NcRE-NrRe)×Code bits×Code rate×Nrb×1000))-
CRC (2.11)
Keterangan :
NRE:Jumlah resource element (RE) dalam 1 ms (168)
NcRE:Jumlah control chanel (RE) dalam 1 ms (36)
NrRE:Jumlah reference signal RE dalam 1 ms (12)
Code bis:Modulation efesiency
Code rate: Chanel coding rate
Nrb: Jumlah resource blok yang akan digunakan
CRC: Cyclic redundancy check (24 bits)
20
Parameter perhitungan Throughput jaringan LTE yang digunakan pada
Persamaan 2.11 dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Parameter Code Bits, Code Rate dan MSC pada Jaringan LTE.
MSC Code Bits Code Rate
QPSK1/3 2 0.33
QPSK1/2 2 0.5
QPSK2/3 2 0.67
16QAM1/3 4 0.33
16QAM1/2 4 0.5
16QAM4/5 4 0.8
Jumlah user yang digunakan pada perhitungan ini sejumlah 30. Hal
tersebut merupakan asumsi penulis terkait sistem jaringan LTE yang
apabila nilai Throughputnya tergantung dari banyaknya user disuatu lokasi
tersebut. Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Throughput(%) =
100% (2.12)
2.5 Mobility Models
Dunia komunikasi memiliki model yang berfungsi sebagai gambaran ilustrasi
pergerakan node/user. Model ini digunakan untuk mengilustrasikan node/user
pada kehidupan sehari-hari yang bergerak sesuai keinginan node/user tersebut.
Model ini dinamakan model Model Mobilitas (Mobility Models).
21
Model mobilitas dirancang untuk menggambarkan pola pergerakan pengguna
ponsel dan bagaimana menampilkan lokasinya, kecepatan dan percepatan yang
berubah dari waktu ke waktu. Sejak pola model mobilitas ditemukan, model ini
memiliki peran penting dalam menentukan kinerja protokol sistem atau jaringan,
biasanya pengamatan yang dilakukan pada kehidupan nyata ditargetkan dengan
cara yang wajar [11]. Pada Gambar 2.5 dapat dilihat urutan Mobility models [11] :
Gambar 2.5 Kategori Model Mobilitas dalam Jaringan Mobile
Pembahasan pada mobility models ini penulis lebih memfokuskan pada model
Random Waypoint model dan Random Walk model saja, karena terkait simulasi
yang akan digunakan lebih erat hubungannya dengan Random Waypoint. Berikut
penjelasan dan perbandingan antara Randon Waypoint dan Random Walk.
2.5.1 Random Waypoint
Model mobilitas waypoint random (RWP) telah banyak digunakan dalam
simulasi jaringan bergerak ad hoc. Model mobilitas ini sederhana dan
mudah untuk model stokastik [20]. Penerapan model mobilitas ini yaitu
masing-masing mobile node secara acak memilih satu lokasi di bidang
simulasi sebagai tujuan. Perjalanan menuju tujuan ini dilakukan dengan
22
kecepatan konstan yang dipilih seragam dan secara acak, dimana
parameter V merupakan kecepatan maksimum yang diambil pada simulasi
untuk setiap mobile node. Kecepatan dan arah node dipilih secara manual
untuk tiap titik perpindahannya. Setelah mencapai tujuan, node berhenti
dengan durasi yang telah ditentukan. Setelah durasi yang diberikan
tersebut, node kembali menuju tujuan secara acak. Proses diulang terus
menerus sesuai dengan data yang dibutuhkan. Pergerakan node dari posisi
awal (waypoint) ke level tujuan berikutnya (waypoint) didefinisikan
sebagai jangka waktu satu gerakan, periode gerakan, atau waktu transisi.
Jarak yang ditempuh antara gerakan node dari waypoint ke waypoint
berikutnya didefinisikan sebagai panjang transisi. Titik tujuan
("waypoints") secara seragam dipilih secara acak di daerah sistem. Gambar
2-6 menunjukkan contoh pergerakan pola node mobile menggunakan
model mobilitas random waypoint mulai pada titik yang dipilih secara
acak.
Gambar 2.6 Gerakan node dalam model acak Waypoint
23
2.5.1.1 RWP on General Connected Domain
Pada umumnya adalah varian dari model RWP klasik, di mana bisa
mengasumsikan bahwa luas permukaan A adalah cembung, tetapi
menganggap bahwa A adalah domain yang terhubung di mana distribusi
seragam didefinisikan dengan baik. Untuk dua poin m, n pada A, bisa disebut
l (m, n) jarak dari m ke n terhadap A, yaitu panjang minimal jalan
sepenuhnya di dalam A yang menghubungkan m dan n. H adalah himpunan
jalur terpendek antara titik akhir. Aturan perjalanan pemilihan mengambil
titik akhir baru seragam di A, dan jalur berikutnya adalah jalan terpendek
untuk endpoint ini. Jika ada beberapa jalur terpendek, salah satunya adalah
dipilih secara acak menurut beberapa distribusi probabilitas pada set jalur
terpendek.
Gambar 2.7 Random Waypoint on a non-convex Swiss flag domain
Kecepatan numerik sewaktu-waktu dapat dipindah ke tepi grafik. Jarak
dari satu lokasi ke lokasi lain adalah travel-time. Sebuah mobile dimulai
dari lingkaran yang dipilih secara acak dan pergi bersama sebagai jalan
menuju lingkaran lain yang dipilih secara acak
24
Gambar 2.8 Random waypoint on a non-convex city section domain
2.5.1.2 Restricted RWP
Variasi lain dari RW dalam bentuk umum adalah restricted random
waypoint model mobilitas [25] seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9
dimana domain A terhubung tetapi tidak harus cembung dan dapat
digunakan untuk jaringan besar ad hoc dengan rintangan.
Gambar 2.9 menunjukkan contoh dari RWP terbatas pada pesawat dengan
empat kotak sebagai sub-domain. Hal ini menunjukkan pandangan ideal
dari empat kota yang diwakili oleh kotak. Sebuah bergerak mobile node
sesuai dengan waypoint acak dalam persegi untuk nomor acak kunjungan
dan kemudian mengambil titik seragam secara acak di lain persegi yang
dipilih secara acak sebagai tujuan. Angka ini menunjukkan contoh jalur
gerakan mobile. Kecepatan perjalanan yang dipilih sesuai dengan
distribusi yang tergantung pada asal dan tujuan kotak.
25
Gambar 2.9 Restricted random waypoint on a plane with four squares
2.5.1.2.1 Fish in a Bowl
Model ini adalah waypoint acak dibatasi pada domain yang
didefinisikan oleh volume mangkuk seperti ditunjukkan pada Gambar.
2.10 Oleh karena itu waypoints mangkuk ini juga dibatasi. Angka
tersebut menunjukkan hanya volume mangkuk, tapi tidak seluruh
lingkup. Volume mangkuk dianggap domain A1, dan volume bola
dianggap domain A.
Jadi, domain A1 adalah bagian dari domain A, yaitu, A1 ∈ A. Hal ini
dapat juga dikatakan bahwa waypoints dibatasi untuk subset A1 dari
domain A, di mana A1 adalah himpunan titik-titik pada permukaan
mangkuk ini.
Gambar 2.10 Restricted random waypoint fish in a bowl
26
2.5.1.2.2 Space Graph
Ini adalah kasus khusus dari waypoint dibatasi di mana ruang grafik itu
sendiri adalah seluruh A dan himpunan simpul A1 berada dalam domain
grafik ruang A. Grafik ruang mirip dengan bagian kota (Gambar. 2.9),
tetapi berbeda dari bagian kota grafik bahwa waypoints dibatasi menjadi
simpul.
2.5.1.3 RWP on Shpere
Selain itu, ada kasus khusus dari model mobilitas RWP dikenal sebagai
waypoint acak pada bola. Gambar 2.11 menunjukkan RWP pada lingkup
di mana domain A memiliki unit bola. Model ini merupakan model
sirkulasi pesawat sederhana. Berikut A adalah unit lingkup 3. H adalah
himpunan jalur terpendek ditambah jeda.
Jalur terpendek antara dua titik adalah busur terpendek pada lingkaran
besar yang berisi dua titik (Gambar. 2.11). Jika dua titik berada di diameter
lingkaran besar yang sama, dua busur memiliki panjang yang sama
(dengan cara, ini terjadi dengan probabilitas 0). Aturan perjalanan transisi
mengambil jalan endpoint seragam pada bola, dan jalan adalah jalan
terpendek untuk itu (jika ada dua, satu dipilih dengan probabilitas 0,5).
Gambar 2.11 Random Waypoint on a sphere
2.5.1.4 RWP with Wrapping
27
Hal ini digunakan terutama Karena kesederhanaan IMS. Tidak seperti pada
waypoint, distribusi lokasi dan kecepatan pada saat random adalah sama
seperti pada saat transisi, dan simpul mengambil arah, durasi perjalanan,
dan kecepatan numerik. Simpul bergerak dalam arah tertentu dengan
kecepatan numerik yang diberikan untuk durasi perjalanan yang diberikan.
Domain A adalah persegi panjang [0, a1] × [0, a2] seperti yang
digambarkan pada Gambar. 2.12 domain adalah tertutup, dibatasi,
terhubung (tidak harus cembung) bagian dari A2 atau A3. Jalur dibungkus
segmen, yang didefinisikan pada gambar berikut :
Gambar 2.12 Random waypoint (or random walk) with wrapping
2.5.1.5 RWP with Refrlection
Model ini menikmati beberapa kesederhanaan akhir yang sama, tetapi
langkah-langkah perantara yang lebih rumit. Hal ini juga dikenal sebagai
random walk dengan refleksi. Seperti membungkus Model, domain A
adalah persegi panjang [0, a1] × [0, a2] seperti yang digambarkan pada
Gambar. 2.13, dan domain A adalah tertutup, dibatasi, terhubung (tidak
harus cembung) bagian dari A2 atau A3.
28
Gambar 2.13 Random waypoint with billiard like reflection
2.5.1.6 Weighted Waypoint Mobility
Weighted waypoint (WWP) Model mobilitas [21] adalah variasi dari
model RWP di mana tujuannya adalah tidak murni acak. Misalnya, para
pejalan kaki di kampus, driver di kota, dan batalyon di bidang
pertempuran dapat memilih tujuannya berdasarkan lokasi yang biasanya
terkenal sehingga orang tersebut cenderung lebih sering mengunjunginya
daripada orang lain atau kriteria lain yang akan memenuhi tujuannya.
Perbedaan utama dari model WWP dan model RWP populer adalah
sebagai berikut:
Mobile node tidak lagi secara acak memilih tujuan. Memodelkan
perilaku tersebut dengan mengidentifikasi lokasi yang sering dijumpai
dilingkungan yang akan dimodelkan dan menetapkan bobot yang
berbeda sesuai dengan probabilitas untuk memilih tujuan dari daerah
yang dituju.
WWP memilih lokasi tujugan selanjutnya tergantung pada kedua
lokasi dan waktu. Menggunakan model time-varian Markov untuk
menangkap lokasi ini dan bergantung pada time-dependent.
29
Jeda waktu disetiap lokasi berbeda
Gambar 2.14 Model Markov of location transisi seluler
Gambar 2.14 menunjukkan contoh model markov of location transisi
seluler node antara lima lokasi untuk model WWP. Lokasi yang berbeda
memiliki berbagai atraksi untuk memenuhi kebutuhan berbeda untuk node
yang berbeda. Node mobile pindah ke lokasi yang berbeda seperti pada
Gambar 2.7.
Probabilitas transisi untuk jenis lokasi yang berbeda diatur sesuai dengan
bobot atau popularitas. Statistik tentang parameter berikut harus
digunakan: (a) Distribusi waktu jeda di lokasi yang berbeda, (b) time-
varian probabilitas transisinya diberikan berdasarkan jenis lokasi dan
waktu
2.5.2 Random Walkpoint
Model Random Walkpoint awalnya diusulkan untuk meniru gerakan tak
terduga dari partikel dalam fisika. Hal ini juga disebut sebagai Gerak
Brown[17]. Beberapa node mobile diyakini bergerak dengan cara yang tak
terduga. Ini berarti bahwa jika berjalan secara acak dengan langkah-
30
langkah yang sangat kecil, maka akan mendapatkan perkiraan untuk
gerakan Brown. Model mobilitas Random Walk diusulkan untuk meniru
perilaku gerakanny. Gerak Brown dalam beberapa dimensi adalah batas
skala dari random walk dalam jumlah yang sama dari dimensi tersebut,
Namun gerak Brown merupakan batas dari kedua proses stokastik
sederhana seperti berjalan secara acak yang lebih berlaku untuk ponsel
adhoc Network . Model ini hampir sama dengan model Waypoint, hanya
saja pada model ini node melakukan perubahan kecepatan dan arahny pada
setiap interval waktu. Model Random walk merupakan proses mobilitas
tanpa memori yang artinya informasi status sebelumnya tidak digunakan
untuk perlakuan selanjutnya.
Gambar 2.15 Gerakan Node dalam Random Walkpoint
Berikut penjabaran karakteristik dari Random Walk (RW):
1. Nodes mengubah kecepatan dan arah setiap interval waktu, dan
mobilitas. Model RW memiliki waktu jeda nol
2. RW dapat mempertahankan hambatan yang biasanya ponsel/node
tidak bisa bergerak melewatinya.
Kilometer
K
i
l
o
m
e
t
e
r
31
3. Kecepatan v (t) dapat dipilih dari rentang yang telah ditetapkan [Vmin,
Vmax] oleh setiap node mengikuti distribusi seragam atau distribusi
Gaussian pada setiap interval baru t, di mana Vmin dan vmax adalah
kecepatan minimum dan kecepatan maksimum.
4. Seperti kecepatan, setiap node memilih θ arah baru (t) secara acak dan
merata dari rentang [0, 2π].
5. Sebuah simpul bergerak dengan vektor kecepatan [v (t) cos θ, v (t) sin
θ] selama waktu Interval t.
6. Setiap node ponsel memantul dari batas simulasi dengan sudut θ (t)
atau [π - θ (t)] ditentukan oleh arah masuk ketika simpul mencapai
batas.
7. Model ini merupakan memoryless karena tidak memperdulikan yang
berkaitan dengan kecepatan dan arah yang lampau, dan kecepatan yang
akan datang bebas dari kecepatan arus, dan kemudian terus bergerak
sepanjang jalan yang baru.
8. Mobilitas node dianalisis dengan memperbaiki kerangka acuan dari
satu dengan format lain sebagai penghubung atau konektivitas antara
dua node ponsel tergantung pada gerakan relatif dari node, dan untuk
setiap pergerakan node, yang kerangka acuan dari node lain
diterjemahkan dengan jarak yang sama di berlawanan arah.
9. Vektor mobilitas [v (t), θ (t)] node selama interval waktu dapat
diperoleh sebagai perbedaan vektor mobilitas dua node. Vektor
kecepatan dari mobile node dilihat oleh kerangka acuan yang lain akan
32
menjadi dua kali lipat kecepatan aktual karena kerangka acuan
terhadap node lain adalah untuk dipertimbangkan.
2.5.2.1 Markovian Random Walk Mobility
Markov random walk (MRW) Model mobilitas [19], bentuk modifikasi
dari model random walk, menggunakan rantai Markov untuk model
gerakan memperkenalkan memori dalam perilaku gerakan dalam jaringan
ad hoc mobile. Model ini juga dikenal sebagai versi probabilistik model
random walk. Pergerakan Koordinat x dan y diwakili menggunakan tiga
keadaan dalam model :
Keadaan nol (0) menunjukkan posisi saat ini dari mobile node.
Keadaan satu (1) merupakan posisi sebelumnya mobile node.
Keadaan dua (2) merupakan posisi berikutnya dari mobile node.
Gambar 2.16 menggambarkan rantai Markov untuk gerakan koordinat x
dan y dari mobile node. Setiap entri dari probabilitas matriks P (i, j)
merupakan probabilitas yang mobile akan pergi dari kondisi i ke kondisi j.
Artinya, P (i, j) dinyatakan sebagai berikut :
[
]
Nilai-nilai dalam matriks tersebut digunakan untuk memperbarui posisi
mobile node x dan y. Nilai-nilai tertentu yang ditunjukkan dalam matriks
P1 telah digunakan untuk simulasi dan telah digambarkan dalam rantai
flowchart Markov pada gambar 2.16 berikut :
33
Gambar 2.16 Markov chain dan probabilitas matriks Markov Model
mobilitas random walk [19]
X’ : Kordinat x selanjutnya X : Kordinat x saat ini
Y’ : Kordinat y selanjutnya X : Kordinat y saat ini
[
]
Setelah probabilitas transisi state didefinisikan, mobile node dapat
mengambil langkah di salah satu dari empat arah yang memungkinkan ke
utara, selatan, timur, atau barat selama terus bergerak tanpa waktu jeda.
Sifat model mobilitas ini dirangkum di bawah ini:
Pemotongan arah horisontal dan vertikal serta berhenti tidak mungkin
untuk interval waktu lebih dari satu langkah dalam model ini.
Setelah mobile node mulai bergerak itu kemungkinan akan tetap dalam
arah yang sama karena probabilitas bahwa itu tetap di keadaan (1) atau
(2) dari rantai Markov lebih besar dari probabilitas bahwa itu akan
kembali ke keadaan (0) .
Model ini tidak memungkinkan perubahan tiba-tiba dalam perjalanan
gerakan karena tidak ada satu langkah transisi antara keadaan (1) dan
34
(2). Ini menyatakan bahwa mobile node harus berhenti sebelum
mengubah jalan
2.5.2.2 Random Walk with Drift Mobility
Node bergerak secara acak seperti dalam kasus model random walk, tetapi
probabilitas cloud memiliki arah umum dari cloud sebelumnya. Model ini
juga dikenal sebagai gerak Brown dengan mobilitas pergeseran di mana
gerak dapat dinyatakan sebagai berikut :
C (t) = X (t) + μtC(t) = X(t) + μt (2.10)
Dimana :
C (t) = gerak Brown dengan proses pergeseran
X (t) = gerak Brown Standar atau proses berjalan secara acak
ditetapkan sebelumnya
μ = Drift-off rate dari gerak Brown atau proses random walk
Jika semua node mobile sistem memiliki kecepatan gerak yang sama dan
arah, seluruh proses juga akan menjadi proses Brown biasa karena semua
node akan memiliki nol relatif kecepatan gerak dengan menghormati satu
sama lain [22]. Ketidakpastian lokasi mobile node dalam jaringan ad hoc
meningkat dalam setiap waktu. Sebuah model time-varying yang baik
untuk kondisi tersebut dari mobile node adalah gerak Brown 2D dengan
proses pergeseran [23].
Berdasarkan perbandingan antara model Random Waypoint dengan model
Random Walk, penulis akan menggunakan model Random Walk dimana titik point
gerak berjalan yang digunakan sesuai nilai yang didapat dengan Random
Walkpoint. Pada Random walk ini penulis membatasi untuk kecepatan dan waktu
35
jeda yang digunakan adalah tetap, sebagaimana yang telah diketahui untuk model
Random Walk kecepatan selalu konstan dan waktu jeda tidak ada.
2.6 Level Handover
Level Handover merupakan proses pemutusan jaringan yang dilakukan MS saat
akan dilakukannya pemindahan jaringan awal ke jaringan target (Handover).
Perpindahan ini dilakukan dengan mengukur nilai RSSI dan access rate yang
diukur oleh MS. Kondisi Level Handover dibagi menjadi 3, yaitu :
2.6.1 Fixed Probability Threshold (FPT)
FPT merupakan kondisi dimana nilai RSSI atau access rate yang diukur
oleh MS sudah mendekati ambang bawah dan handover belum dapat
dilakukan.
2.6.2 Fixed Hysteris Threshold (FHT)
FHT merupakan kondisi dimana nilai RSSI dan access rate yang diukur
oleh MS terus menerus mengalami penurunan dan mengakibatkan kanal
komunikasi dari transceiver target akan terhubung terhadap MS walaupun
nilai RSSI dan access rate BTS target masih lebih rendah dari BTS awal.
Kondisi ini handover belum dapat dilaksanakan karna nilai RSSI dan
access rate jaringan target belum mencapai batas minimum handover
trigger target.
2.6.3 Handover Hysteris Threshold (HHT)
36
HHT merupakan kondisi dimana nilai RSSI dan access rate BTS awal
yang diukur oleh MS lebih kecil dari BTS target. Kondisi ini sangat
memungkinkan MS akan melakukan handover [18].
2.7 Heterogeneous Network (HetNet)
Heterogeneous Network atau Hetnet merupakan sistem jaringan yang digunakan
pada setiap jaringan telekomunikasi modern saat ini. Hetnet merupakan penerapan
standar teknologi akses yang diberikan pada setiap jaringan yang telah digunakan
disetiap jaringan. Banyak faktor pembeda untuk setiap jaringan misalnya, layanan,
konfigurasi, topologi dan arsitektur. Contoh arsitektur jaringan yang sudah ada
pada saat ini yaitu Third Generation Technology (3G), Long Term Evolution
(LTE), Code Division Multiple Access (CDMA) dan Wireless Fidelity (WIFI).
Setiap arsitektur jaringan diatas memiliki fungsi masing-masing. Setiap
arsitekturnya memiliki keunggulan dan kekurangan. Hal ini dapat dilihat dari
seberapa banyak user yang menggunakan dan seberapa baiknya kualitas jaringan
yang diberikan.
2.7.1 Third Generation Technology (3G)
3G merupakan teknologi yang memiliki karakteristik open standard
interface (yang masih bisa dikembangkan instrumennya pada sistem
jaringan), roaming access (jangkauan luas), interoperabilitas dan juga
kemudahan dalam penggunaan SIM card di handset yang berbeda
sehingga menjadikan faktor penyebab perkembangan jaringan GSM
(Global System for Mobile Communication) yang ada saat ini.
Arsitektur jaringan 3G terdiri dari 3 komponen penting yaitu:
37
1. Mobile Station (MS)
2. Base Station Subsystem (BSS)
3. Network Subsystem (NSS)
Gambar 2.17 Arsitektur Jaringan 3G
Adapun Karakteristik yang dimiliki pada arsitektur jaringan 3G adalah
sebagai berikut :
1. Mendukung dua mode dasar FDD : (2x5 MHz) dan TDD (1x5 MHz)
bergantung pada regulasi telekomunikasi.
2. High chip rate (3.84 Mbps) dan data rate hingga 2Mbps
3. Menggunakan deteksi koheren pada arah uplink dan downlink
berdasarkan penggunaan sinyal pilot
4. Peran antar sel asynchronous
5. Fast adaptive power control
6. Seamless inter-fregquency handover
7. Handover intersystem yaitu antara GSM dan WCDMA
38
8. Mendukung pengembangan sistem untuk deteksi dan transmisi yang
lebih maju seperti pada multiuser detection (MUD) dan smart
adaptive antena
2.7.2 Long Term Evolution (LTE)
LTE (Long Term Evolution) adalah peningkatan dari jaringan
telekomunikasi 3G dan memiliki 10x lebih cepat dari 3G. Arsitektur yang
dimiliki LTE dibuat dengan berbasis IP dan signalling menggunakan
protocol diameter.
Gambar 2.18 Arsitektur LTE
Arsitektur jaringan tingkat tinggi LTE terdiri dari tiga komponen utama,
yaitu:
a. User Equipment (UE) atau peralatan Pengguna
User Equipment (UE) pada UMTS dan GSM merupakan Mobile
Equipment (ME) yang arsitektur internalnya identik digunakan pada LTE.
39
Ada 3 modul penting yang terdapat pada peralatan mobile, diantaranya
Mobile Termination (MT) berfungsi untuk berkomunikasi, Terminal
Equipment (TE) berfungsi untuk mengakhiri aliran data, dan Universal
Integrated Circuit Card (UICC) atau kartu SIM. Menjalankan kartu SIM
tersebut dibutuhkan sebuah Universal Subscriber Identity Module
(USIM). Kartu tersebut memiliki informasi tentang pengguna ponsel.
b. Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN)
Berikut merupakan ilustrasi dari E-UTRAN :
Gambar 2.19 Arsitektur UMTS
E-UTRAN menangani komunikasi radio antara ponsel dan evolved
packet core dan hanya memiliki satu komponen, BTS evolved, yang
disebut eNodeB atau eNB. BTS yang berfungsi sebagai pengontrol
ponsel dalam suatu sel bisa juga disebut eNB.
Berikut penjelasan fungsi lain dari eNB :
eNB menggunakan sistem analog untuk menerima transmisi radio
dan proses pensinyalannya menggunakan antarmuka udara LTE.
40
Pengoperasian tingkat rendah pada setiap ponsel eNB dapat
mengontrolnya dengan cara mengirim sinyal pesan sama seperti saat
proses handover.
Setiap EPC dihubungkan eNB dengan antarmuka S1 yang terhubung
dengan BTS menggunakan antar muka X2. Home eNB (HeNB)
merupakan BTS sebagai penyedia femtocell di rumah.
c. Evolved Packet Core (EPC)
EPC berkomunikasi melalui paket jaringan data di dunia luar seperti
internet, jaringan perusahaan swasta atau subsistem IP multimedia.
Antarmuka antara bagian-bagian yang berbeda dari sistem dilambangkan
dalam Uu, S1 dan SGI seperti yang ditunjukkan di bawah ini:
Gambar 2.20. Komunikasi jaringan EPC
Ada beberapa komponen yang belum ditampilkan dalam diagram untuk
membuatnya tetap sederhana. Seperti Equipment Identity Register (EIR),
Policy Control and Charging Rules Function (PCRF), dan Sistem
Peringatan Gempa Bumi dan Tsunami (Earthquake and Tsunami
Warning System – ETWS).
41
Gambar 2.21 Arsitektur EPC
Berikut merupakan penjelasan singkat dari masing-masing
komponennya:
Home Subscriber Server (HSS) merupakan database informasi
tentang semua pelanggan operator jaringan.
Packet Data Network (PDN) Gateway (P-GW) berkomunikasi
dengan dunia luar seperti jaringan paket data PDN, dengan
menggunakan antarmuka SGI. Access Point Nama (APN) akan
mengidentifikasi setiap PDN.
Serving Gateway (S-GW) berfungsi menjadi router, data BTS dan
PDN gateway akan diteruskanya.
Mobility Management Entity (MME) berfungsi sebagai pengontrol
operasi tingkat tinggi ponsel dengan melakukan pengiriman pesan
dan Home Subscriber Server (HSS).
Policy Control and Charging Rules Function (PCRF) merupakan
komponen yang tidak ditampilkan namun berfungsi melakukan
kontrol untuk proses tertentu dan menyediakan kebijakan pengaturan
aliran keputusan pada pembiayaan/charging.
42
Antarmuka antara serving dan PDN gateway dikenal dengan S5/S8.
Keduanya memiliki implementasi yang sedikit berbeda. Disebut S5 jika
kedua perangkat berada dalam jaringan yang sama, dan S8 jika berada di
jaringan yang berbeda.
Fungsi Pembagian antara E-UTRAN dan EPC
Diagram berikut ini menunjukkan pembagian fungsi antara E-UTRAN
dan EPC untuk jaringan LTE:
Gambar 2.22 Pembagian Fungsi E-UTRAN dan EPC
2.7.3 Code Division Multiple Access (CDMA)
CDMA merupakan teknologi yang mengakses jaringan dari titik yang
saling berjauhan untuk tidak saling mengganggu proses transmisi sinyal
saat dilakukan. Arti teknik Multiple Access adalah bagaimana spektrum
tersebut dibuat menjadi kanal-kanal yang mentransmisikan sinyal untuk
pelanggan. Arsitektur CDMA dibagi menjadi 9 :
1) Mobile Station (MS)
43
MS atau Mobile Station merupakan perangkat yang berfungsi
memproses dan membentuk voice dan data.
2) Base Transceiver Station (BTS)
BTS atau Base Transceiver Station merupakan perangkat yang
berfungsi untuk mengalokasikan daya dan juga mentransmisikan sinyal
ke pengguna. Maksud dari Transceiver disini adalah sebagai
Transmitter atau pengirim dan Receiver atau penerima. Artinya, BTS
merupakan penghubung antar layanan.
3) Base Station Controller (BSC)
BSC atau Base Station Controller merupakan pengatur seluruh BTS
didaerah cakupan dan pengatur paket data dari BTS menuju PSDN.
4) Mobile Switching Center (MSC)
MSC atau Mobile Switching Center merupakan sebuah interface antara
BSC dengan Public Switched Telephone Network (PSTN) dijaringan
data Integrated Services Digital Network (ISDN) yang memiliki fungsi
pengatur komunikasi pelanggan seluler dengan pelanggan
telekomunikasi lainnya.
5) Home Location Register (HLR)
HLR atau Home Location Register merupakan database yang berisi
management dari MS untuk menyimpan seluruh data user baik dari
lokasi dan Shared Secret Data (SSD).
6) Visitor Location Register (VLR)
VLR atau Visitor Location Register merupakan memori data pelanggan
yang didapat dari HLR yang digunakan sebagai pengontrol panggilan.
44
7) Authentication, Authorization, Accounting (AAA)
AAA merupakan arsitektur dari CDMA yang melakukan proses
pembuktian keaslian pelanggan, pengesahan, dan pelaporan pada
jaringan paket data dengan remote Access dial-in user service protocol.
8) Gateway Mobile Switching Center (GMSC)
GMSC atau Gateway Mobile Switching Center merupakan penyedia
hubungan dan pemutusan jaringan dari panggilan dan penggunaan data
pelanggan.
9) Short Message Service Center (SMSC)
SMSC atau Short Message Service Center merupakan penyimpan,
pengajuan, dan penyampain pesan singkat [16].
Berikut Arsitektur sederhana pada 3G CDMA :
Gambar 2.23 Arsitektur sederhana CDMA
Protokol dan fungsi pada setiap bagian arsitektur sederhana CDMA :
1. Protokol Signalling (pengontrol panggilan)
Pada bagian protokol ini memiliki 2 bagian penting, yaitu:
45
SIP (Session Initiation Protocol) berfungsi sebagai pembangun koneksi,
memodifikasi dan menterminasi komunikasi multimedia, suara, dan
conference antar MGC
SIP-T (SIP for Telephony) berfungsi sebagai protokol standar signalling
untuk mengidentifikasi payload ISUP dan PSTN.
2. Protokol Pengontrol Media Gateway (MGW)
Terdapat 2 bagian yang terdapat pada MGW yaitu :
MGCP (Media Gateway Controll Part) berfungsi mengontol operasi
translasi (routing) voice (trunk), data, dan video
Megaco (H.248 ITU-T) digunakan oleh MGC untuk mengontrol MGW
saat panggilan. Megaco ini sebagai penyempurna dari MGCP
3. Protokol Transport
RTP (Real-time Transport Protocol) berfungsi sebagai transport end-to-end
sesuai dengan aplikasi real-time, seperti suara dan video.
4. Protokol Signalling Gateway
SIGTRAN (Signalling Transport), berfungsi untuk Signalling Gateway dan
membawa pesan SS7 ke jaringan berbasis IP.
2.7.4 Wireless Fidelity (WIFI)
WiFi merupakan bentuk pemanfaatan teknologi Wireless Local Area
Network (WLAN) pada lokasi-lokasi publik dengan standar
pengambangan IEEE 802.11 antara lain IEEE 802.11.b; 802.11.a; dan
802.11.g. Pada awal perkembangannya teknologi WiFi identik dengan
standar IEEE 802.11.b yang memiliki kemampuan transmisi data sampai
46
11 Mbps pada pita frekuensi 2,4 GHz, hal ini dikarenakan teknologi
dengan standar ini yang berkembang sangat pesat. Teknologi WiFi
memiliki keterbatasan dalam hal coverage area yaitu sebesar radius 100
m. Awalnya Wi-Fi digunakan untuk perangkat nirkabel dan jaringan area
lokal atau Local Area Network (LAN), saat ini lebih banyak digunakan
untuk mengakses internet. Hal ini memungkinkan seseorang dengan
komputer, dengan kartu nirkabel (wireless card) atau personal digital
assistant (PDA) untuk terhubung dengan internet dengan menggunakan
titik akses (hotspot) terdekat.
Gambar 2.24 Arsitektur jaringan sederhana Wifi
Arsitektur 802.11 LAN mirip arsitektur seluler, sistem ini dibagi menjadi
beberapa sel. Tiap sel (yang disebut dengan Basic Service Set atau BSS)
dikontrol oleh Base Station (yang disebut dengan Access Point atau biasa
disingkat AP). Ada 2 jenis BSS, yaitu :
1. Independent BSS (IBSS), yaitu sistem BSS apabila Wireless Station
(WS) tidak dihubungkan menggunakan AP.
47
2. Infrastructure BSS merupakan sistem BSS yang apabila terdapat AP
yang menghubungkan WS. WLAN dapat berupa sel tunggal, dengan
sebuah AP, dan kebanyakan instalasi WLAN terdiri dari beberapa sel,
AP terhubung melalui suatu backbone (disebut dengan Distribution
System atau DS). Backbone ini berupa Ethernet dan dalam beberapa
kasus juga dapat berupa wireless.
Jaringan WLAN yang telah terinterkoneksi secara utuh, termasuk dengan
sel-sel yang berbeda, seluruh AP dan DS dipandang sebagai satu jaringan
101 802.11 bagi layer di atasnya dan jaringan ini disebut dengan
Extended Service Set (ESS).
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Pengerjaan skripsi dilaksanakan pada waktu dan tempat sebagai berikut :
Waktu : Maret 2017 – Oktober 2017
Tempat : Laboratorium Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
3.2 Alat dan Bahan
Adapun peralatan dan bahan-bahan yang digunakan saat penelitian skripsi adalah
sebagai berikut :
1. Satu unit personal computer
2. Softaware Matlab 2013a
3. Software Microsoft Excel 2016
49
3.3 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada penyelesaian skripsi ini adalah
pemodelan dan simulasi dengan tahapan-tahapan yang dilakukan yaitu sebagai
berikut :
A. Studi literatur
Pada studi literatur dilakukan pencarian informasi mengenai topik skripsi, baik
dari buku, jurnal, bahan dari internet maupun sumber-sumber lain yang berkaitan
dengan skripsi. Meliputi :
1) Teknologi Heterogeneous Network (HetNet)
2) Handover
3) Arsitektur dan plathform jaringan Third Generation Technology (3G),
Long Term Evolution (LTE), Code Division Multiple Access (CDMA)
dan Wireless Fidelity (WIFI)
4) Received Signal Strength Indicator (RSSI) dan access rate sebagai
handover trigger
5) Analysis handover processing time
6) Fixed Probability Threshold (FPT), Fixed Hysteris Threshold (FHT)
dan Handover Hysteris Threshold (HHT)
7) The Random Waypoint Model
50
B. Pemodelan Sistem
Kondisi yang akan dianalisa dapat dilihat pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Pemodelan sistem yang dianalisa
Analisa pemodelan yang dilakukan terdiri dari empat jaringan yang mempunyai
plathform dan arsitekur berbeda yaitu, Third Generation Tecjnology (3G), Long
Term Evolution (LTE), Code Division Multiple Access (CDMA) dan Wireless
Fidelity (WIFI). Pemodelan sistem seperti pada Gambar 3.1 dilakukan dengan
empat jaringan dimana akan dibahas proses handover pada layer satu dan juga
akan dilihat nilai-nilai yang didapat pada setiap titik perpindahan yang dilakukan
pengguna.
51
Gambar 3.2 (a) Handover dari jaringan CDMA menuju 3G dan LTE
Handover dari jaringan LTE menuju CDMA dan 3G
Handover dari jaringan 3G menuju CDMA dan LTE
(b) Handover dari jaringan WIFI munuju WIFI
(a)
(b)
52
C. Simulasi dan Uji Coba Sistem
Pada tahap ini akan dilakukan simulasi dan uji coba sistem yang dibuat.
Simulasi dan uji coba sistem ini akan dilakukan pada software MATLAB
R2013a. Penggunaan frekuensi dan bandwith yang berbeda pada masing-
masing jaringan maka akan didapat hasil pengukuran Received Signal
Strength Indicator (RSSI) dan accessrate yang menjadi acuan proses
handover yang terjadi, sesuai ambang bawah yang sudah ditentukan
sebelumnya. Simulasi yang akan dilakukan sesuai dengan kondisi sistem
yang sudah dipaparkan pada bagian pemodelan sistem dengan
ditambahkan titik perpindahan pada setiap jarak pindah antara Base
Transceiver Station (BTS) pertama dengan kedua [8].
D. Parameter untuk Simulasi
Parameter yang digunakan pada simulasi ini adalah RSSI atau Received
Signal Strength Indicator yang berfungsi mengukur daya terima dari
seluruh sinyal yang diukur mobile station (MS), apabila nilainya pada BTS
awal lebih kecil dibandingkan dengan BTS target, maka akan dilakukan
proses handover. Parameter selanjutnya yaitu access rate yang berfungsi
menghitung kecepatan jaringan yang diterima oleh MS, apabila kecepatan
data yang didapatkan MS melambat, maka MS akan segera mencari
jaringan yang menyediakan kecepatan jaringan lebih stabil atau diatasnya,
dengan kata lain MS akan melakukan proses handover. Kedua parameter
tersebut sebagai handover trigger yang sudah ditentukan nilai ambang
terendahnya ketika handover harus terjadi. Parameter tambahan yang akan
dianalisa pada saat simulasi adalah kecepatan rata-rata data yang diterima,
53
keterlambatan dalam waktu transmisi data dan jumlah waktu yang
dibutuhkan saat handover yang terjadi pada setiap jarak perpindahan
pengguna [8].
E. Analisa dan Pembahasan
Pada tahap ini akan dilakukan analisa dan pembahasan dari data hasil
simulasi dan uji coba sistem yang telah dilakukan. Hasil yang diperoleh
akan dianalisa apakah sistem yang telah dibangun telah dapat digunakan
dan memiliki kualitas yang baik atau tidak. Simulasi dikatakan sukses jika
nilai dari parameter RSSI dan access rate yang sudah digunakan saat
mengukur proses handover setiap jaringan telah menghasilkan nilai yang
sesuai dan didapatkan parameter tambahan Throughput, Delay, dan
Latency untuk menganalisa rata-rata daya terima, keterlambatan waktu
transmisi dan kecepatan rata-rata pada saat handover terjadi di setiap titik
perpindahan pengguna.
54
3.4 Skema Waktu Penelitian
Rencana jadwal kerja yang akan penulis lakukan dapat dilihat pada Tabel 3.1
sebagai berikut :
Tabel 3.1 Rencana Kerja Penelitian
Kegiatan Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober
Mencari paper,
Studi pustaka
dan literatur
Memodelkan
sistem yang
akan dianalisa
dan
memahami
parameter
pada
Handover
Seminar usul
Pengujian
simulasi dan
pengambilan
data
Analisa dan
pembahasan
Seminar hasil
Ujian
komprehensif
55
3.5 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian yang akan dilakukan oleh penulis dapat dilihat sebagai
berikut:
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian
56
3.6 Diagram Alir Pemodelan Sistem
Diagram alir pemodelan sistem merupakan bentuk dari sistem yang akan
disimulasikan pada penelitian. Gambar 3.4 adalah diagram alir pemodelan sistem
Gambar 3.4 Diagram Alir Pemodelan Sistem
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka didapat beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1. Proses handover yang dianalisa dengan perpindahan jarak user yang
dilakukan dengan metode Random Walkpoint memperlihatkan pengaruh
terhadap nilai RSSI dan Accesrate yang dihitung.
2. Hasil uji proses handover yang terjadi untuk seluruh skenario yang dianalisa
memiliki nilai presentase yaitu HHT 49%, FHT 43%, dan FPT 9%.
3. Hasil analisa proses handover terbaik terjadi pada jaringan antara CDMA-
LTE dengan nilai RSSI -25 dB dan Accessrate 21 Mbps, serta nila delay
sebesar 0,56 s, nilai latency sebesar 0,08 ms, dan nilai throghput sebesar
99%.
89
5.2 Saran
Saran yang didapatkan setelah melakukan analisis dan perhitungan pada
penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Kecepatan dan percepatan yang terjadi saat user berpindah-pindah dari titik
perpindahan satu ke yang lain sangat mempengaruhi proses handover yang
terjadi. Hal ini bisa dijadikan bahan analisis untuk penelitian selanjutnya.
2. Sebaiknya parameter jaringan Wifi diganti karena untuk jaringan Wifi
memiliki tingkat standar pensinyalan yang berbeda sehingga dalam
menentukan kualitas jaringan dengan layanan lain sangat tidak konsekuen.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Pratama, Gifinri Sinaga, Oktober 2016. “Analisis Handover Pada
Heterogeneous Network Menggunakan Received Signal Strength Indicator
(RSSI) Dan Access Rate Sebagai Handover Trigger”. Teknik Elekto
Universitas Lampung, Lampung.
[2] Chalida, L.A., Santoso, Imam., Christyono, Yuli., Desember 2009, “Analisis
Perpindahan Kanal Komunikasi dalam Satu BSC pada Sistem GSM
Berdasarkan Data Driver Test Menggunakan TEMS Investigation 4.1.1”.
Jurnal Teknik Elektro, Vol 11, No.4 hlm 183-192.
[3] Murhaban., Ashari, Ahmad., “ Analisa Metode Handover pada Jaringan
WiMAX”. Jurnal, Vol. 1, No.1, Januari 2016, pp. 59-70
[4] Lee, William C.Y, “Mobile Cellular Telecommunication – Analog and
Digital Systems”, McGraw-Hill,Inc., USA, 1995, edisi ke-2, xiii+665 h.
[5] M. L. D. Igor A. Tomic, “Soft Handover and Downlink Capacity inUMTS
Network,” vol. 11, pp. 23-25, 2004.
[6] Wang, Jin, 2014, “Issues toward Networks Architecture Security for LTE
and LTE-A Networks”. International Journal Security for LTE and Its
Applications. Volume 8, No.4.
[7] Hidayat, Arif. Maret 2012, “Analisis Carrier to Interference Transmisi
Gelombang Mikrowave Link Band dengan Downlink Satelit Penginderaan
Jauh”. LAPAN. (12), 1-9.
[8] Wang, Yanwen, 2014, “A Fusion Approach of RSSI and LQI for Indoor
Localization System Using Adaptive Smoothers”. International Journal of
Distributed Sensor Networks. Volume 2014, No. 1.
[9] Ikawati, Yunia, Maret 2012, “ Analisa Interferensi Elektromagnetik Pada
Propagasi WIFI Indoor”. ITS. (21), 1-5.
[10] Sugeng, Winarno, Februari 2015, “ The Impact of QoS Changes towards
Network Performance”. E-ISSN. Volume 3, No.2.
[11] Bai, Fan & Ahmed, Helmy, “A survey Of Mobility Models in Wireless
Adhoc Networks”. U.S.A. University of Southern California,
[12] Huawei Technologies Co., Ltd., 2014., HUAWEI Enterprise AP
Series802.11acBrochure.http://enterprise.huawei.com/ilink/cnenterprise/do
wnload/HW_331625. Diakses pada tahun 2017
[13] Huawei Technologies Co., LTD., 2014., HUAWEI E8231 HSPA+ Wingle
V100R001. http://m.setuprouter.com/router/huawei/e8231/manual-2113.pdf.
Diakes pada tahun 2017
[14] Huawei Technologies Co., LTD., 2014., Capacity Boost Technology.
http://www.huawei.com/ilink/en/download/H2014043004. Diakses pada
tahun 2017
[15] Huawei Technologies Co., LTD., 2014., Network Solution of Huawei Cdma
1x System. http://feeid.io/document.php?id=447574. Diakses pada tahun
2017
[16] Budiman, Gelar, Januari 2015, “Multi User Performance On MC Cdma
Single relay Cooperative System By Distributed Stbc In Rayleigh Fading
Channel”. International Journal of Computer Network & Communications
(IJCNC). Volume 7, No.1
[17] Nelson, E., 1967, “Dynamical Theories of Brownian Motion, 2nd Edition”.
Princeton University
[18] Telecommunication Standardization Sector Of ITU, 1997 Speed of Service
(delay and Throughput) performance value for public data networks when
providing international packet-switched services, Geneva: Inforce
[19] Camp, Tetal, 2002. “A Survey of Mobility Models for Ad Hoc Network
research.”. WCMC
[20] Bettstetter, Cetal, 2003. “Stochastic Properties of the Random Waypoint
Mobility Model.” Kluwer Academic Publishers
[21] Hsu, Wetal, 2004. ”Weighted Waypoint Mobility Model a nd its Impact on
Ad Hoc Networks.” MobiCom.
[22] D. Turgut, Detal (2001) Longevity of Routes in Mobile Ad Hoc Networks.
VTC
[23] Li, Q and Rus, D (2003) Communication in disconnected ad hoc networks
using message relay. Journal of Parallel and Distributed Computing
[24] Jamalipour, A (2003) The Wireless Mobile Internet: Architectures,
Protocols and Services. John Wiley & Sons, New Jersey
[25] Blazevic, Letal (2004) A l ocation based routing m ethod for m obile ad hoc
networks. IEEE Transactions on Mobile Computing 3(4)