Presentasi Tugas Akhir
UNJUK KERJA NOISE RISE BASED CALL ADMISSION CONTROL (NB‐CAC) PADA SISTEM WCDMA 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)
11:46:30
–
Teknologi generasi ketiga (3G) untuk GSM. Keunggulan K l 3G dengan 3G d generasii sebelumnya b l : 1.Dukungan terhadap pengembangan teknologi sangat baik. 2.W‐CDMA dapat mengakses beberapa layanan yang berbeda pada d saat yang bersamaan. b 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 gg spektrum p radio yang efisien y g 7.Akses layanan yang cepat.
–
Soft capacity Soft capacity Kapasitas dari WCDMA tidak memiliki batasan
PENDAHULUAN ¾ Karakteristik WCDMA Memiliki kecepatan chip tinggi (3.84 Mcps) dan data rate t mencapaii 2 Mbps, Mb menggunakan k deteksi d t k i koheren k h pada uplink dan downlink berdasarkan penggunaan sinyal pilot, power control yang cepat beradaptasi. ¾ Power Kontrol WCDMA 9 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. station 9 Power Kontrol yang digunakan pada proses uplink sempurna. sempurna 11:46:30
PENDAHULUAN ¾ 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: 9 Pertumbuhan jumlah user 9 Mobilitas user 9 Peningkatan intensitas trafik tiap user 11:46:30
Latar belakang Tugas Akhir Latar belakang Tugas
• Usa Usaha untuk mengatasi interferensi pada a u tu e gatas te e e s pada kanal komunikasi wcdma dengan mekanisme Call admission control mekanisme Call admission control • Call Admission control yang digunakan berdasarkan nilai threshold yang ditentukan. • Noise Rise based call admission control (NB CAC) (NB‐CAC).
11:46:30
Rumusan MASALAH Permasalahan yang akan dicari jawabnya adalah: • Bagaimana mengatasi interferensi dengan Bagaimana mengatasi interferensi dengan menggunakan call admission control? • Bagaimana kinerja noise rise based call B i ki j i i b d ll admission control (NB‐CAC)? • Bagaimana kinerja noise rise based call admission control dibandingkan dengan load admission control dibandingkan dengan load based call admission control (LB‐CAC)? 11:46:30
BATASAN MASALAH Dalam pengerjaan tugas akhir, akhir permasalahan di atas dibatasi dengan asumsi sebagai berikut : • Mobilitas dari user tidak dimodelkan, user diasumsikan terdistribusi uniform • Setiap mobile station mempunyai mobile station mempunyai kontrol daya yang sempurna pada proses uplink. • Hanya digunakan untuk perhitungan 1 sel j saja. 11:46:30
TUJUAN TUJUAN Penelitian P liti yang dilakukan dil k k pada d Tugas T Akhi ini Akhir i i bertujuan sebagai berikut : • Mengatasi Interferensi pada kanal komunikasi WCDMA dan meningkatkan kualitas layanan dengan metode CAC menggunakan CAC menggunakan algoritma Noise Based Call Admission Control (NB‐CAC). • Mengevaluasi besarnya presentase probabilitas yang terjadi dengan banyaknya jumlah user. • Menganalisa g hasil yyang diperoleh g p dari algoritma g load based call admission control (LB‐CAC) dan noise rise based call admission control (NB‐CAC). 11:46:30
Model sistem • Model sistem Model sistem WCDMA User yang dalam keadaan bergerak tidak dimodelkan Dalam simulasi ini hanya untuk dimodelkan. Dalam perhitungan 1 sel. Dalam sel tersebut dibangkitkan sejumlah user. Kemudian user Kemudian masing‐ masing masing user tersebut dibangkitkan waktu awal panggilan dan waktu pendudukan. Kemudian pendudukan Kemudian dicari nilai probabilitas blocking dan probabilitas b bilit dropping. d i
11:46:30
Model sistem • Pembangkitan Trafik waktu kedatangan tiap user dibangkitkan secara distribusi poison, sedangkan waktu pendudukan tiap user dibangkitkan secara distribusi eksponensial
dimana : sn = waktu waktu awal kedatangan dn = waktu akhir kedatangan hn = waktu pendudukan ∆sn = = jeda waktu antar panggilan n = jumlah panggilan dalam satu user
11:46:31
Pembangkitan trafik (2) Pembangkitan trafik (2) Menggunakan distribusi poisson Menghitung awal kedatangan Waktu Kedatangan Panggilan
Waktu Awal Panggilan
Δs1 Δ Δs2 Δs3 Δs4 Δs5 Δsn
s1 = Δs Δ1 s2 = s1 + Δs2 s3 = s2 + Δs3 s4 = s3 + Δs4 s5 = s4 + Δs5 sn = sn-1 + Δsn
Menghitung akhir kedatangan panggilan Waktu Kedudukan h1 h2 h3 h4 h5 hn 11:46:31
Waktu Akhir Kedatangan d1 = h1 d2 = d1 + h2 d3 = d2 + h3 d4 = d3 + h4 d5 = d4 + h5 dn = dn-1 + hn
Pembangkitan trafik (3) Pembangkitan trafik (3) • Parameter – parameter penentuan untuk perhitungan trafik yang meliputi panggilan suara, panggilan Handover dan untuk komunikasi data komunikasi data Average Number of Call per hour (µ) Voice Traffic (v) Handover Traffic (h) Data Traffic (d)
11:46:31
Average Call Holding Time (λ)
Noise Rise Noise Rise persamaan dari algoritma noise rise sebagai berikut : (1)
Dimana L didapat dari persamaan berikut : p p (2)
di dimana : W = chiprate WCDMA = 3,84 Mcps SIR = Signal to Interference Ratio Æ voice = 7 dB Æ data = 5 dB R = Laju data Æ voice = 12,2 Kbps Æ Data = 64 Kbps v = activity factor Æ voice = 0,67 0 67 Æ data = 1 11:46:31
Noise Rise (2) Noise Rise (2) • Perhitungan total load factor dalam uplink WCDMA dapat ditunjukkan d dengan rumus sebagai b i berikut b ik
(3)
• Dimana Lj 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.
11:46:31
Noise Rise (3) Noise Rise (3) • Untuk perhitungan Noise rise dalam bentuk decibel (dB) adalah sebagai berikut. d l h b i b ik • Karakteristik noise rise
Noise Rise (dB) 25
Noise Rise (d dB)
20
15
10
5
0 0
11:46:31
10
20
30 Number of Users
40
50
60
ALGORITMA ADMISSION CONTROL • Panggilan baru dapat diterima jika memiliki kondisi yang gg p j y g memenuhi syarat sebagai berikut.
• Dimana ηth_ho th ho adalah reserved capacity untuk proses handover
11:46:31
Probabilitas Blocking Probabilitas Blocking • • • •
Service trunk tidak i k id k tersedia. di Diasumsikan tidak ada delay yang diberikan. yy g User diberikan nada sibuk Dapat dikatakan bahwa ukuran dasar dari unjuk kerja trafik adalah probabilitas bahwa waktu menunggu layanan (service delay) (service delay) melebihi dari waktu yang dispesifikasikan, d dengan k t lain disebut kata l i di b t juga j sebagai b i Probabilitas Blocking.
11:46:31
Dropped Call Dropped Call • Kondisi di i pembicaraan bi yang berlangsung b l terputus sebelum pembicaraan tersebut selesai. • Terjadi oleh berbagai hal yaitu : 9 Rugi‐rugi g g Frekuensi Radio (RF Loss), lemahnya ( ) y sinyal yang diterima. 9 Co Co‐Channel Channel Interferensi Interferensi dan Adjacent Adjacent Interferensi. 9 Kegagalan Handover sebagai Handover sebagai akibat dari tidak terdapatnya trafik kanal pada sel tetangga 11:46:31
Kongesti Trafik Kongesti Trafik • Keadaan dimana semua kanal trafik dalam keadaan penuh h yang disebabkan di b bk karena k pendudukan d d k kanal k l secara serempak. • Terhadap trafik yang ditawarkan yang ditawarkan pada saat kongesti dapat dibedakan kedalam tiap model, yaitu: 1. Sistem rugi g 2. Sistem tunggu 3. Sistem tahan/simpan • Model operasi penanganan trafik terpenting adalah jumlah sumber panggilan dan distribusi waktu pendudukan
11:46:31
Diagram g alir
11:46:31
Perbandingan probabilitas blocking dan dropping dengan rata‐ rata jumlah user 0.4
Parameter Simulasi Rata-rata jumlah user Rata-rata waktu pendudukan Threshold Algoritma Admission Control Persentase Reserved Capacity
BP(voice) DP(voice) D-BP(trafik data)
0.35
0.3
Nilai 250-700 120 detik 2.5 Noise-Rise Noise Rise 5%
P ro b a b ility
0.25
0.2
0.15
Kenaikan besarnya probabilitas dropping (DP) memiliki hasil yang lebih rendah dib di k dengan dibandingkan d probabilitas blocking (BP)
0.1
0.05
0 250
300
11:46:31
350
400
450 500 Average Number of Users
550
600
650
700
Perbandingan Probabilitas Blocking, Probabilitas Dropping dan Probabilitas Blocking Data dengan variasi waktu pendudukan 1 BP1 menit BP2 menit
0.9
BP3 menit B lockingP robability(x100% )
0.8
BP4 menit BP5 menit
0.7
BP6 menit BP7 menit
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 250
300
350
400
450 500 Average Number of Users
550
600
650
700
1 DP1 menit DP2 menit
0.9
DP3 menit
D ro p p in gp ro b a b ility(x1 0 0 % )
0.8
Threshold Algoritma Admission Control Persentase Reserved Capacity
DP4 menit DP5 menit
0.7
DP P6 6 menit DP7 menit
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 01 0.1 0 250
300
350
400
450 500 Average Number of Users
550
600
650
700
1 D-BP 1 menit 0.9
D-BP 2 menit D-BP 3 menit
0.8 B lockingprobability(x100% )
Parameter Simulasi Rata-rata jumlah user Rata-rata waktu pendudukan
D-BP 4 menit D-BP 5 menit
0.7
D-BP 6 menit D-BP 7 menit
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 250
300
11:46:31
350
400
450 500 Average Number of Users
550
600
650
700
Nilai 250-700 60 - 420 detik 2.5 Noise Rise Noise-Rise 5%
Perbandingan Probabilitas Blocking, Probabilitas Dropping dan Probabilitas Blocking Data dengan variasi waktu pendudukan Waktu W kt Pendudukan 1 menit 2 menit it 3 menit 4 menit 5 menit 6 menit it 7 menit
Probabilitas P b bilit Blocking (voice) 0% 0% 5,08% 22,81% 32,52% 58 42% 58,42% 74%
Probabilitas P b bilit Droppng (voice) 0% 0% 0% 0,49% 5,42% 22 81% 22,81% 38,93%
Probabilitas P b bilit Blocking (data) 0% 2 32% 2,32% 22,77% 52,66% 69,77% 78 19% 78,19% 82,66%
Semakin lama waktu pendudukan pada komunikasi suara (voice) dan komunikasi data maka besarnya probabilitas blocking komunikasi suara (voice) maupun komunikasi data semakin data semakin besar. Demikian besar Demikian juga besarnya probabilitas dropping dropping yang terjadi juga semakin besar.
11:46:31
Perbandingan probabilitas blocking dan probabilitas dropping dengan besarnya threshold Parameter simulasi R t Rata-rata t jumlah j l h user Rata-rata waktu pendudukan Threshold Algoritma CAC Nilai reversed capacity untuk handover
0.35 BP DP D-BP
0.3
Block king probability y (x100%)
0.25
Nilai 700 120 detik 2.2-3 Noise-rise 5%
0.2 0
0.15
probabilitas blocking dan blocking dan probabilitas dropping semakin besar dengan semakin bertambahnya y nilai threshold
0.1
0 05 0.05
0 2.2
11:46:31
2.3
2.4
2.5 2.6 2.7 Noise Rise Threshold
2.8
2.9
3
Kesimpulan •
•
Hasil simulasi perbandingan antara probabilitas blocking dengan rata‐rata jumlah user terlihat bahwa nilai probabilitas blocking data (D‐BP) (D BP) lebih lebih besar dari besar dari probabilitas blocking (BP) dan probabilitas (BP) dan probabilitas 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 b b beban yang lebih l bih besar dibandingkan b dib di k dengan d t fik komunikasi trafik k ik i suara. Sehingga banyak sekali data yang diblok terutama saat terjadi jam sibuk. Semakin lama waktu lama waktu pendudukan pada komunikasi suara (voice) (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 penuh karena pendudukan kanal trafik secara serempak maka tidak semua trafik yang ditawarkan dapat dilayani. Hal ini mengakibatkan adanya kenaikan probabilitas blocking dan probabilitas dropping.
11:46:31
Kesimpulan (2) •
•
Dari hasil simulasi perbandingan probabilitas blocking dan probabilitas dropping dengan besarnya threshold terlihat bahwa semakin ki besar nilai b il i threshold th h ld yang digunakan di k maka k probabilitas b bilit blocking dan dropping yang terjadi semakin besar. Hal ini karena semakin besar threshold maka semakin banyak trafik yang dapat masuk pada sistem. Namun pada sistem. Namun dengan adanya trafik yang tinggi 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 b t i jumlah j l h panggilan il yang masukk pada sistem d it d dan untuk t k meminimalisasi terjadinya interferensi. Dari hasil simulasi perbandingan antara Load Based CAC dan Noise Rise based CAC terlihat CAC terlihat bahwa tidak terdapat perbedaan yang 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.
11:46:31
Daftar Pustaka • Rachod Patachaianand, Kumbesan Sandrasegaran, “Simulation of Call Admission Control in Multi‐Traffics WCDMA System”, Institute of Information and WCDMA System Institute of Information and Communication Technologies and Faculty of Engineering University of Technology Sydney (UTS) • H. Holma, and A. Toskala, H Holma and A Toskala “WCDMA WCDMA for UMTS, 3rd for UMTS 3rd Edition”,John Wiley & Sons, 2004. • TKK Comnet, “S‐72.3260 Radio Resource Management Method 3 op”, vol Method 3 op vol 2008_L6 2008 L6 • Suwadi, Ir. MT, “Rekayasa Trafik Telekomunikasi”, Institut Tekhnologi Sepuluh Nopember, 2007 • Gatot Santosa, “Sistem “ i seluler l l WCDMA”,edisi ” di i pertama,Graha h 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 11:46:31
•Terima Kasih •Terima Kasih
11:46:31
11:46:31
