METODE KOMUNIKASI PADA JARINGAN AD-HOC BERUPA PROTOKOL DIVERSITAS KOOPERATIF.
1
Deskripsi
METODE KOMUNIKASI PADA JARINGAN AD-HOC BERUPA
PROTOKOL DIVERSITAS KOOPERATIF
5
Bidang Teknik Invensi
Invensi
jaringan
ini
ad-hoc
berhubungan
berupa
dengan
protokol
metode
diversitas
komunikasi
kooperatif.
pada
Lebih
khusus, pada invensi ini menggunakan permasalahan jamak kinerja
10
jaringan ad-hoc yang diselesaikan dengan optimasi permasalahan
jamak atau multi objective optimization (moo).
Latar Belakang Invensi
Pada jaringan ad-hoc, node-node dalam jaringan ad-hoc yang
15
tanpa
infrastruktur memiliki keterbatasan dalam hal jangkauan
transmisi
dan
mengatasi
keterbatasan
tersebut
Komunikasi
kooperatif
kooperatif.
kemampuan
baterai
(Perkins
maka
dkk,
2002).
diperlukan
adalah
Untuk
komunikasi
sistem dimana
source
node bekerja sama dan berkoordinasi dengan nodes yang berfungsi
20
sebagai
relay
kooperatif
multinode
sebelum
sampai
destination
node.
yang
menggunakan
antena
tunggal
dapat
memanfaatkan
antena
dari
Komunikasi
dalam
skenario
masing-masing
node
sehingga menciptakan diversitas kooperatif seperti sistem multi
input
25
multi
demikian
output
diversitas
(MIMO)
(Nosratinia
kooperatif
dapat
dkk,
2004).
meningkatkan
Dengan
kualitas
transmisi.
Untuk
mengimplementasikan
diversitas
kooperatif
pada
jaringan ad-hoc nirkabel maka diperlukan protokol dan kriteriakriteria yang harus dipenuhi dalam komunikasi dari source ke
30
destination.
Sebagai contoh, Zhao dkk (2006) membuat protokol
diversitas kooperatif yang sederhana untuk konfigurasi source ke
destination dan source-relay-destination. Protokol yang dibuat
mempunyai
transmisi
35
kelemahan
dari
source
yaitu
ke
tidak
memperhitungkan
destination.
Timbul
kinerja
permasalahan
apabila kualitas sinyal dari source ke destination tidak dapat
2
diterima dengan baik sehingga transmisi langsung menjadi gagal.
Ini
menyebabkan
berpengaruh
terhadap
diversitas
5
full
diversity
kinerja
kooperatif
dengan
tidak
menjadi
mengecek
dapat
tercapai
yang
turun.
Padahal
pada
kinerja
dari
source
ke
destination dapat selalu diupayakan tercapai full diversity.
Pemilihan
dilakukan
lintasan
tergantung
dalam
dari
diversitas
kriteria
yang
kooperatif
digunakan.
dapat
Pemilihan
lintasan dalam diversitas kooperatif dapat dilakukan berdasarkan
SNR oleh Zhao dkk (2006), Adiyoni dkk (2009), Si dkk (2010),
10
serta Melo dan Costa (2012), outage probability oleh Ding dkk
(2007),
Seddik
dkk
(2007)
serta
Su
dan
Liu
(2010),
mutual
information oleh Ratnarajah dkk (2007), dan symbol error rate
oleh Song (2011). Tetapi makalah-makalah oleh Zhao dkk (2006),
Adiyoni dkk (2009), Si dkk (2010), Melo dan Costa (2012), Ding
15
dkk (2007), Seddik dkk (2007), Su dan Liu (2010), Ratnarajah dkk
(2007)
dan
Song
(2011)
menggunakan
kriteria
criterion).
Padahal
menerapkan
permasalahan
pemilihan
diversitas
tunggal
kooperatif
(single-objective
lintasan
dalam
diversitas
kooperatif perlu mempertimbangkan kombinasi beberapa kriteria.
20
Invensi ini, mengusulkan protokol diversitas kooperatif dengan
kriteria permasalahan jamak lintas lapisan (cross layer multiobjective criterion) yang memperhitungkan kinerja dari source ke
destination
lebih
full diversity.
25
adalah
SNR,
dahulu
sehingga
selalu
diupayakan
tercapai
Kriteria dari multi-objective yang digunakan
power
consumption,
dan
load
variance.
Dua
yang
pertama berkaitan dengan physical layer, sedangkan yang ketiga
merupakan permasalahan network layer (Gunantara dan Hendrantoro,
2013a).
Dilihat
30
mengklaim
terdiri
dari
sebuah
dari
paten
sebelumnya
yaitu
metode
operasi
jaringan
sinkronisasi
node
pada
US
20030033394
nirkabel
saluran
A1
ad-hoc,
nirkabel
dari
jaringan nirkabel ad-hoc untuk waktu yang sama. CN 101888667 B
mengklaim metode pemilihan relay kooperatif yang berbasis pada
keadilan
35
dan
menghindari
konflik.
Terutama
untuk
memberikan
solusi untuk node-node pada jaringan ad-hoc dalam komunikasi,
3
konsumsi energi yang besar, dan lifetime jaringan yang pendek.
WO 2002078229 A1 mengklaim bahwa sebuah metode operasi jaringan
nirkabel
ad-hoc,
nirkabel
5
dari
terdiri
dari
jaringan
sinkronisasi
ad-hoc
untuk
node
waktu
pada
kanal
yang
sama,
sinkronisasi akses kanal untuk semua node dan menggunakan sinyal
untuk
menyelesaikan
akses
diantara
node-node
pesaing
sebagai
relay.
Pemilihan lintasan secara multi-objective dapat dilakukan
dengan
10
metode
Pareto
dan
skalarisasi.
Berdasarkan
waktu
komputasi, metode skalarisasi membutuhkan waktu yang lebih cepat
dalam
melakukan
simulasi
dibandingan
dengan
metode
Pareto
(Gunantara dan Hendrantoro, 2013b). Sehingga penyelesaian dari
15
multi-objective
criterion
yang
disini
diusulkan
metode
skalarisasi,
dinormalisasi.
protokol
menggunakan
setiap
Normalisasi
diversitas
metode
objective
dengan
kooperatif
skalarisasi.
diberikan
skala
Dengan
bobot
prioritas
dan
cenderung
memisahkan obyek yang diutamakan dan
mengabaikan obyek yang
lain
ini,
(Chen
digunakan
20
pada
dkk,
1995).
adalah
root
Pada
mean
invensi
square
normalisasi
(rms)
yang
untuk
memberikan
metode
komunikasi
fairness diantara tiap-tiap obyek permasalahan.
Tujuan
pada
invensi
jaringan
ini
ad-hoc
adalah
berupa
menyediakan
protokol
diversitas
kooperatif.
Protokol yang menggunakan tiga kriteria permasalahan yaitu SNR,
power
25
consumption,
diversity.
Kinerja
dan
dari
load
variance
protokol
ini
yang
adalah
menjamin
nilai
full
SNR
yang
diperoleh dengan algoritma yang diusulkan memberikan improvement
sebesar 3,06 dB dibandingkan protokol pada makalah (Zhao dkk,
2006) dan konsumsi daya cendrung sebesar 3 W. Sedangkan dari
nilai load variance protokol yang diusulkan mengakibatkan beban
30
trafik menjadi lebih terdistribusi.
Ringkasan Invensi
Sesuai invensi ini disediakan suatu metode komunikasi pada
jaringan
35
dimana
ad-hoc
memiliki
yang
berupa
tahapan
yaitu
protokol
S
diversitas
mengirimkan
kooperatif,
informasi
secara
4
broadcast ke semua node. Apabila kondisi sinyal S-D bagus maka
akan memilih satu relay terbaik melalui mengecek daya terima.
Apabila kondisi sinyal S-D jelek maka akan memilih dua relay
terbaik melalui mengecek daya terima. Selanjutnya relay tersebut
5
dicek
dengan
menggunakan
permasalahan
jamak
yang
diselesaikan
dengan optimasi permasalahan jamak skalarisasi seperti persamaan
(10). Tahapan berikutnya apabila S-D bagus dan 1 relay baik maka
akan terjadi diversity di D yaitu S-D dan S-R-D. Apabila relay
jelek maka akan terjadi no diversity di D yaitu lintasan S-D.
10
Apabila dua relay tersebut baik maka akan terjadi diversity di D
yaitu S-R1-D dan S-R2-D. Apabila 1 relay yang baik maka akan
terjadi no diversity di D yaitu S-R-D. Apabila tidak ada relay
yang baik maka akan terjadi no connection.
15
Uraian Singkat Gambar
Uraian
singkat
gambar
dari
invensi
ini
adalah
sebagai
berikut :
Gambar 1 adalah kemungkinan hasil pemilihan path.
Gambar 2 adalah diagram alir protokol diversitas kooperatif.
20
Gambar 3 adalah model jaringan ad-hoc nirkabel.
Gambar 4 adalah pasangan lintasan terbaik.
Gambar 5 adalah histogram dari power consumption.
Gambar 6 adalah CDF dari SNR.
Gambar 7 adalah CDF dari load variance.
25
Uraian Lengkap Invensi
Pemilihan
kombinasi
varians
30
Formulasi
untuk
tiga
beban
dari
relay
yang
kriteria,
trafik
ketiga
penggabungannya
akan
yaitu
untuk
digunakan
SNR,
setiap
power
didasarkan
pada
konsumption,
dan
kemungkinan
kriteria
tersebut
beserta
dijelaskan
sebagai
berikut.
relay
node.
skalarisasi
Terdapat
5
kemungkinan hasil pemilihan path yaitu S-D only, S-R-D only, S-D
and S-R-D, S-R1-D and S-R2-D, dan no connection. Kemungkinan
hasil pemilihan path dapat dilihat pada Gambar 1.
35
5
A.
SNR
Apabila
diinginkan
spektral
efisiensi
sebesar
r
maka
diperlukan rate sebesar 2r untuk paket yang dikirimkan oleh S
berhasil
5
diterima
di
D.
Secara
matematis
dapat
digunakan
persamaan berikut (Hong dkk, 2010) :
(1)
Bentuk lain dari persamaan (1) dapat dituliskan sebagai berikut:
(2)
10
Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi maka lintasan langsung S-D
dianggap tidak layak digunakan, atau :
(3)
15
Keberhasilan
dengan
relay
AF
komunikasi
dengan konfigurasi
ditentukan
terhadap spektral efisiensi
besarnya
nilai
S-D
dan
S-R-D
kapasitas
kanal
. Nilai kapasitas kanal dari metode
AF dapat dihitung dengan persamaan berikut :
=
(4)
=
20
Dari
persamaan
(4)
maka
optimal apabila nilai
nilai
kapasitas
kanal
akan
nilai
optimal juga. Sehingga untuk mencapai
optimal maka dibutuhkan relay yang memberikan nilai
optimal. Relay terbaik diberikan oleh nilai
25
mencapai
optimal. Secara
matematis dapat ditulis menjadi (Zhao dkk, 2006):
arg max
(5)
6
di mana tanda ( ) berarti nilai optimal.
B.
5
Power Consumption
Konsumsi
daya
pada
lintasan
adalah
kebutuhan
daya
keseluruhan yang diperlukan dalam mengirimkan data dari S ke D
yang
melewati
diasumsikan
beberapa
bahwa
relay
semua
dalam
node
setiap
memiliki
daya
seragam, maka konsumsi daya pada lintasan ke10
lintasan.
Jika
pancar
yang
yang terdiri dari
L hop adalah:
(6)
Sedangkan banyaknya konsumsi daya untuk pasangan lintasan
diperoleh dari persamaan berikut :
15
(7)
,
di mana
dan
lintasan dengan
20
hop,
C. Load Variance
Load variance,
menyatakan konsumsi daya pasangan
hop, serta
yaitu
varians
hop dan
beban
hop.
trafik
semua
node,
berbanding terbalik dengan load balance atau fairness (Wong dkk,
1982).
Pada
jaringan
ad-hoc
nirkabel,
load
balance
menjadi
sangat penting karena beberapa node mungkin memiliki kesempatan
25
yang lebih besar untuk menjadi relay.
dimana node
Pada pasangan lintasan
digunakan sebagai relay maka beban node
tersebut
menjadi :
(8)
dengan
30
dan
berturut-turut adalah beban trafik dirinya
sendiri dan beban trafik yang menuju ke node
Setelah
beban
setiap
node
diketahui
tesebut.
maka
load
variance
pasangan lintasan dapat ditinjau berdasarkan varians dari beban
7
tiap node yang dihitung untuk semua node di dalam
pasangan
lintasan tersebut. Nilai load variance tersebut dapat diketahui
dengan menghitung load balance
dengan persamaan berikut (Wong
dkk, 1982):
5
(9)
D. Skalarisasi
Pada metode skalarisasi, semua kriteria dikombinasi menjadi
bentuk skalar dengan memberikan bobot setiap objective. Fungsi
10
yang diminimumkan diberi tanda negatif, sedangkan fungsi yang
dimaksimumkan diberi tanda positif. Pada penelitian ini untuk
memperoleh
fairness setiap objective dinormalisasi. Normalisasi
dilakukan terhadap rms dari setiap objective.
Bentuk skalarisasi dari ketiga objective tersebut menjadi :
15
(10)
di mana
menyatakan fungsi fitness,
obyektif ke –
20
,
, dan
(6),
dan
, dan
,
,
,
,
menjadi fungsi
menyatakan bobot masing-masing.
secara berturut-turut dihitung dengan persamaan (5),
(9).
dapat
Bobot
ditentukan
secara
acak,
dipilih, maupun berubah secara bertahap dan periodik (Murata dan
Ishibuchi, 1996). Pada invensi ini,
,
, dan
diset 1/3.
Dalam invensi ini setiap node dapat bertindak sebagai source
(S), relay (R), dan destination (D). Ciri-ciri dari model sistem
25
adalah :
• Tiap-tiap
node
mengunakan
antena
tunggal
dengan
radiasi
omnidirectional.
• Relay
dalam
metode AF.
melakukan
komunikasi
kooperatif
menggunakan
8
• Metode pengiriman paket berdasarkan half duplex.
• Transmisi dilakukan dalam fase transmisi langsung dan satu
atau lebih fase transmisi kooperatif.
• Daya pancar S dan R dianggap sama sebesar
5
• Model
kanal
yang
digunakan
adalah
.
model
path
loss
yaitu
distance power law yang dipengaruhi oleh shadowing (Gunantara
dan Hendrantoro, 2013b).
• Noise yang mempengaruhi adalah noise AWGN dengan varian
.
Invensi ini mengasumsikan dalam protokol ini masing-masing
10
node menyiarkan informasi tentang daya yang diterima dan beban
trafik dari node lain secara bergantian sehingga masing-masing
node mengetahui daya terima setiap node berupa tabel daya yang
diterima.
paket
15
Protokol
secara
komunikasi
broadcast.
dimulai
Keputusan
dari
bahwa
source
mengirimkan
kualitas
S-D
bagus
ditentukan berdasarkan persamaan (2). Sedangkan dalam pemilihan
relay
terbaiknya
dilakukan
melalui
persamaan
(5).
Hasil
dari
protokol tersebut adalah salah satu dari tiga kemungkinan yaitu
diversity, no diversity, dan no connection. Protokol diversitas
kooperatif
20
tersebut
dapat
dijelaskan
oleh
diagram
alir
pada
Gambar 2. Keterangan Gambar 2 :
*)
: daya
terima
D
dari
S
dihitung
oleh
D
kemudian
diumpanbalikkan ke S.
**)
: dihitung oleh tiap-tiap R selanjutnya di cek oleh S.
***) : dilakukan berdasarkan persamaan (10).
tiap-tiap R dicek oleh S sedangkan
dihitung oleh
dihitung oleh D
dicek oleh tiap-tiap R.
Parameter-parameter simulasi diambil berdasarkan penerapan
WLAN pada jaringan ad-hoc nirkabel yang ditunjukkan pada Tabel
1. Model jaringan ad-hoc yang
25
digunakan adalah satu source,
satu destination, dan multi relay. Semua node berada pada ruang
terbuka dengan luas 100m × 100m.
secara
broadcast
ke
D
dibantu
S mengirimkan
oleh
multi
relay
paket data
node.
Pada
9
invensi
ini,
ditentukan
sebanyak
30
node
memiliki
peluang
menjadi relay.
Untuk simulasi perhitungan load variance, diasumsikan bahwa
selain source yang mengirim data ke destination terdapat lima
5
node lain yang mengirimkan data secara bersamaan ke node tujuan
masing-masing. Akibatnya ada beberapa node yang memiliki peluang
lebih
besar
relatif
untuk
lebih
menjadi
rendah.
relay
Dalam
karena
contoh
memiliki
ini
lima
beban
yang
pasangan
node
tersebut menggunakan lintasan 4-12-31, 7-11-25, 10-19-23, 16-1210
2, dan 25-20-6.
10,
node
16,
Diasumsikan bahwa source, node 4, node 7, node
node
25
masing-masing
mengirimkan
data
secara
berturut-turut sebesar 5 Mbps, 3 Mbps, 8 Mbps, 7 Mbps, 2 Mbps,
dan 11 Mbps. Sedangkan node-node lain diasumsikan memiliki beban
secara acak sebesar 2 Mbps, 7 Mbps, 12 Mbps, atau 17 Mbps.
15
Tabel 1. Parameter Simulasi
Parameter
Path loss exponent ,
Standard deviation of shadowing,
:
:
Value
4
:
8 dB
Power Transmit,
:
1 W
Transmit antenna gain, G t
:
2 dB
Receive antenna gain, G r
:
2 dB
Frequency, f
:
2,5
Noise,
:
- 101 dBm
Spektral Efisiensi,
:
4 Mbps/Hz
Gambar
20
3
mengilustrasikan
salah
satu
contoh
GHz
hasil
dari
simulasi. Tanda ‘square’ merupakan node source dan destination,
‘star’
menandakan
bahwa
node
tersebut
aktif
atau
sedang
ada
komunikasi dengan node lain, dan ‘circle’ merupakan node-node
sebagai relay.
Untuk
25
yaitu
simulasi
(1-21-32)
berdasarkan
ini
dan
protokol
terpilih
(1-14-32)
yang
pasangan
dengan
diusulkan
relay
SNR
sebesar
yang
yang
39,23
optimal
diperoleh
dB,
SNR
10
sesuai makalah oleh Zhao dkk (2006) yang single objective dan
tidak
memperhatikan
kondisi
S-D
sebesar
37,26
dB,
SNR
untuk
konfigurasi S-R-D only sebesar 24,37 dB, dan SNR untuk S-D only
sebesar 15,27 dB. Sedangkan konsumsi daya diperoleh sebesar 3 W
5
karena digunakannya 3 pemancar yaitu node S, node 21, dan node
14 serta load variance sebesar 40,65 Mbps2. Pemilihan pasangan
lintasan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Simulasi
dilakukan
sebanyak
1000
kali
dengan
posisi
dan
beban node yang acak untuk mengetahui distribusi dari masing10
masing
kriteria
dan
dibandingkan
dengan
algorithma
single
objective tanpa memperhitungkan kondisi S-D, transmisi langsung
(S-D) dan transmisi kooperatif (S-R-D).
Hasil
simulasi
yang
dilakukan
sebanyak
1000
kali
ditampilkan pada Gambar 5 sampai Gambar 7. Gambar 5 menampilkan
15
histogram
dari
power
consumption
untuk
pasangan
lintasan
terbaik. Hasil yang diperoleh menunjukkan konsumsi daya sebesar
2 W terjadi sebanyak 42 kali sedangkan konsumsi daya sebesar 3 W
sebanyak 958 kali. Hal ini berarti konfigurasi S-R1-D dan S-R2-D
lebih
20
sering
transmisi
sesuai
terjadi.
langsung
makalah
Dari
(S-D
oleh
Gambar
only)
Zhao
dkk
lebih
5
dapat
diketahui
sering
(2006)
gagal,
tidak
diversity. Solusi dari permasalahan ini yaitu
bahwa
sehingga
tercapai
full
protokol yang
diajukan pada paper ini yang menjamin komunikasi full diversity.
Nilai CDF (cumulative distribution function) dari SNR pada
25
protokol diversitas kooperatif dapat dilihat pada Gambar 6. Dari
Gambar 6 tersebut dapat dijelaskan bahwa nilai SNR dari metode
yang diusulkan (marked “MO” in the figure) berkisar 18,01 sampai
47,07 dB. Sebagai perbandingan ditampilkan juga nilai SNR yang
single
30
objective
sebesar
15,02
dan
sampai
tidak
42,39
memperhatikan
dB.
Selisih
kondisi
median
S-D
dari
(“SO”)
SNR
yang
diajukan dengan algorithma single objective tanpa memperhatikan
kondisi S-D sebesar 3,06 dB. Untuk lintasan
S-R-D only nilai
SNR sebesar -4,02 sampai 32,41 dB dan probabilitas nilai di atas
0
35
dB
sebesar
99,7
%.
Sedangkan
lintasan
S-D
only
nilai
SNR
sebesar -14,02 sampai 22,02 dB dengan probabilitas nilai SNR di
11
atas
0
dB
sebesar
99,0
%.
Dari
hasil
tersebut
maka
dapat
disimpulkan bahwa dengan protokol yang diajukan diperoleh nilai
SNR terbesar dibandingkan dengan yang lain.
Selanjutnya dianalisa nilai CDF dari load variance dimana
5
hasil
simulasinya
dapat
dilihat
pada
Gambar
7.
Nilai
load
variance dari protokol yang diusulkan diperoleh berkisar 39,24
sampai 51,12 Mbps2. Sebagai perbandingan ditampilkan juga nilai
load variance single objective dan load variance untuk lintasn
S-D
10
only.
Nilai
memperhatikan
load
kondisi
variance
S-D
single
diantara
objective
38,23
sampai
dan
tidak
51,83
Mbps2.
Sedangkan nilai load variance lintasan S-D adalah tetap karena
tidak
adanya
menunjukkan
perubahan
bahwa
nilai
beban
trafik
load
variance
pada
node.
dengan
Gambar
protokol
7
yang
diusulkan lebih kecil dibandingan load variance single objective
15
dan tidak memperhatikan kondisi S-D. Hal ini disebabkan oleh
beban trafik dari node-node pada protokol yang diusulkan lebih
terdistribusi
dengan
diterapkannya
mullti-objective
criterion
dibandingkan beban trafik dari node-node dengan protokol single
objective.
20
25
30
35
12
Klaim
1. Suatu
metode
protokol
5
komunikasi
diversitas
pada
jaringan
kooperatif,
ad-hoc
dimana
yang
memiliki
berupa
tahapan
sebagai berikut :
a. Source (S) mengirimkan informasi secara broadcast ke semua
node.
b. apabila kondisi sinyal source-destination (S-D) bagus maka
akan
10
memilih
satu
relay
terbaik
melalui
mengecek
daya
terima.
c. apabila
kondisi
sinyal
S-D
jelek
maka
akan
memilih
dua
relay terbaik melalui mengecek daya terima.
d. pada
15
poin
b,
maka
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
apabila
relay
relay
yang
dicek
diselesaikan
skalarisasi
baik
dengan
maka
seperti
akan
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
terjadi
(10),
diversity
di
destination (D).
e. pada
20
poin
b,
maka
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
apabila relay jelek maka akan terjadi no diversity di D.
f. pada
25
poin
c,
dua
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
apabila dua relay tersebut baik maka akan terjadi diversity
di D.
g. pada
30
poin
c,
dua
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
apabila 1 relay yang baik maka akan terjadi no diversity di
D.
h. pada
poin
c,
dua
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
13
apabila
tidak
ada
relay
yang
baik
maka
seperti
pada
akan
terjadi
no
connection.
2. Suatu
metode
komunikasi
klaim
1
dimana
pada
langkah d sampai dengan langkah h menggunakan tiga kriteria
5
permasalahan yaitu :
a. Signal to Noise Ratio (SNR)
b. Power Consumption
c. Load Variance
3. Suatu
10
metode
komunikasi
pada
jaringan
ad-hoc
yang
berupa
protokol diversitas kooperatif seperti pada klaim 1 sampai
klaim 2 dimana memiliki kinerja sebagai berikut :
a. nilai
SNR
dengan
algoritma
yang
diusulkan
dengan
memperhatikan kondisi S-D lebih besar dibandingkan dengan
algoritma permasalahan tunggal yang tidak mempertimbangkan
15
kondisi S-D, perbaikan SNR diperoleh sebesar 3,06 dB.
b. konsumsi
daya
sebesar
3
diketahui
bahwa
transmisi
langsung
sehingga
tidak
tercapai
full
permasalahan
20
cenderung
ini
yaitu
model
W,
dari
lebih
diversity,
yang
diajukan
hasil
sering
ini
gagal,
solusi
dari
seperti
pada
invensi ini yang lebih menjamin komunikasi full diversity.
c. nilai
load
diusulkan
variance
lebih
dengan
kecil
menggunakan
dibandingkan
protokol
dengan
yang
protokol
permasalahan tunggal, ini berarti bahwa komunikasi dengan
protokol yang diusulkan mengakibatkan beban trafik menjadi
25
30
35
terdistribusi lebih merata.
14
Abstrak
METODE KOMUNIKASI PADA JARINGAN AD-HOC BERUPA
PROTOKOL DIVERSITAS KOOPERATIF
5
Relay
berperan
sangat
penting
dalam
jaringan
ad-hoc
nirkabel. Sehingga pemilihan relay menjadi fokus dalam invensi
ini. Pada invensi ini dibuat metode komunikasi pada jaringan adhoc yang berupa protokol diversitas kooperatif yang sederhana
10
dan
mudah
dipahami
mempertimbangkan
dengan
kondisi
multi
source
–
objective
criterion
destination
(S-D)
yang
dengan
metode amplify and forward (AF). Selain itu, protokol diversitas
kooperatif ini menjamin full diversity berdasarkan tiga kriteria
permasalahan yang dinormalisasi dengan root mean square (rms)
15
untuk memperoleh fairness. Tiga kriteria permasalahan tersebut
adalah signal to noise ratio (SNR), power consumption, dan load
variance.
Dari
hasil
algoritma
yang
diusulkan
dengan permasalahan
20
simulasi
tunggal
lebih
tanpa
diperoleh
besar
nilai
SNR
dibandingkan
mermperhatikan
dengan
protokol
kondisi
S-D.
Perbaikan SNR sebesar 3,06 dB dan konsumsi daya cendrung sebesar
3 W. Sedangkan dari nilai load variance protokol yang diusulkan
mengakibatkan beban trafik menjadi lebih terdistribusi.
25
30
35
Deskripsi
METODE KOMUNIKASI PADA JARINGAN AD-HOC BERUPA
PROTOKOL DIVERSITAS KOOPERATIF
5
Bidang Teknik Invensi
Invensi
jaringan
ini
ad-hoc
berhubungan
berupa
dengan
protokol
metode
diversitas
komunikasi
kooperatif.
pada
Lebih
khusus, pada invensi ini menggunakan permasalahan jamak kinerja
10
jaringan ad-hoc yang diselesaikan dengan optimasi permasalahan
jamak atau multi objective optimization (moo).
Latar Belakang Invensi
Pada jaringan ad-hoc, node-node dalam jaringan ad-hoc yang
15
tanpa
infrastruktur memiliki keterbatasan dalam hal jangkauan
transmisi
dan
mengatasi
keterbatasan
tersebut
Komunikasi
kooperatif
kooperatif.
kemampuan
baterai
(Perkins
maka
dkk,
2002).
diperlukan
adalah
Untuk
komunikasi
sistem dimana
source
node bekerja sama dan berkoordinasi dengan nodes yang berfungsi
20
sebagai
relay
kooperatif
multinode
sebelum
sampai
destination
node.
yang
menggunakan
antena
tunggal
dapat
memanfaatkan
antena
dari
Komunikasi
dalam
skenario
masing-masing
node
sehingga menciptakan diversitas kooperatif seperti sistem multi
input
25
multi
demikian
output
diversitas
(MIMO)
(Nosratinia
kooperatif
dapat
dkk,
2004).
meningkatkan
Dengan
kualitas
transmisi.
Untuk
mengimplementasikan
diversitas
kooperatif
pada
jaringan ad-hoc nirkabel maka diperlukan protokol dan kriteriakriteria yang harus dipenuhi dalam komunikasi dari source ke
30
destination.
Sebagai contoh, Zhao dkk (2006) membuat protokol
diversitas kooperatif yang sederhana untuk konfigurasi source ke
destination dan source-relay-destination. Protokol yang dibuat
mempunyai
transmisi
35
kelemahan
dari
source
yaitu
ke
tidak
memperhitungkan
destination.
Timbul
kinerja
permasalahan
apabila kualitas sinyal dari source ke destination tidak dapat
2
diterima dengan baik sehingga transmisi langsung menjadi gagal.
Ini
menyebabkan
berpengaruh
terhadap
diversitas
5
full
diversity
kinerja
kooperatif
dengan
tidak
menjadi
mengecek
dapat
tercapai
yang
turun.
Padahal
pada
kinerja
dari
source
ke
destination dapat selalu diupayakan tercapai full diversity.
Pemilihan
dilakukan
lintasan
tergantung
dalam
dari
diversitas
kriteria
yang
kooperatif
digunakan.
dapat
Pemilihan
lintasan dalam diversitas kooperatif dapat dilakukan berdasarkan
SNR oleh Zhao dkk (2006), Adiyoni dkk (2009), Si dkk (2010),
10
serta Melo dan Costa (2012), outage probability oleh Ding dkk
(2007),
Seddik
dkk
(2007)
serta
Su
dan
Liu
(2010),
mutual
information oleh Ratnarajah dkk (2007), dan symbol error rate
oleh Song (2011). Tetapi makalah-makalah oleh Zhao dkk (2006),
Adiyoni dkk (2009), Si dkk (2010), Melo dan Costa (2012), Ding
15
dkk (2007), Seddik dkk (2007), Su dan Liu (2010), Ratnarajah dkk
(2007)
dan
Song
(2011)
menggunakan
kriteria
criterion).
Padahal
menerapkan
permasalahan
pemilihan
diversitas
tunggal
kooperatif
(single-objective
lintasan
dalam
diversitas
kooperatif perlu mempertimbangkan kombinasi beberapa kriteria.
20
Invensi ini, mengusulkan protokol diversitas kooperatif dengan
kriteria permasalahan jamak lintas lapisan (cross layer multiobjective criterion) yang memperhitungkan kinerja dari source ke
destination
lebih
full diversity.
25
adalah
SNR,
dahulu
sehingga
selalu
diupayakan
tercapai
Kriteria dari multi-objective yang digunakan
power
consumption,
dan
load
variance.
Dua
yang
pertama berkaitan dengan physical layer, sedangkan yang ketiga
merupakan permasalahan network layer (Gunantara dan Hendrantoro,
2013a).
Dilihat
30
mengklaim
terdiri
dari
sebuah
dari
paten
sebelumnya
yaitu
metode
operasi
jaringan
sinkronisasi
node
pada
US
20030033394
nirkabel
saluran
A1
ad-hoc,
nirkabel
dari
jaringan nirkabel ad-hoc untuk waktu yang sama. CN 101888667 B
mengklaim metode pemilihan relay kooperatif yang berbasis pada
keadilan
35
dan
menghindari
konflik.
Terutama
untuk
memberikan
solusi untuk node-node pada jaringan ad-hoc dalam komunikasi,
3
konsumsi energi yang besar, dan lifetime jaringan yang pendek.
WO 2002078229 A1 mengklaim bahwa sebuah metode operasi jaringan
nirkabel
ad-hoc,
nirkabel
5
dari
terdiri
dari
jaringan
sinkronisasi
ad-hoc
untuk
node
waktu
pada
kanal
yang
sama,
sinkronisasi akses kanal untuk semua node dan menggunakan sinyal
untuk
menyelesaikan
akses
diantara
node-node
pesaing
sebagai
relay.
Pemilihan lintasan secara multi-objective dapat dilakukan
dengan
10
metode
Pareto
dan
skalarisasi.
Berdasarkan
waktu
komputasi, metode skalarisasi membutuhkan waktu yang lebih cepat
dalam
melakukan
simulasi
dibandingan
dengan
metode
Pareto
(Gunantara dan Hendrantoro, 2013b). Sehingga penyelesaian dari
15
multi-objective
criterion
yang
disini
diusulkan
metode
skalarisasi,
dinormalisasi.
protokol
menggunakan
setiap
Normalisasi
diversitas
metode
objective
dengan
kooperatif
skalarisasi.
diberikan
skala
Dengan
bobot
prioritas
dan
cenderung
memisahkan obyek yang diutamakan dan
mengabaikan obyek yang
lain
ini,
(Chen
digunakan
20
pada
dkk,
1995).
adalah
root
Pada
mean
invensi
square
normalisasi
(rms)
yang
untuk
memberikan
metode
komunikasi
fairness diantara tiap-tiap obyek permasalahan.
Tujuan
pada
invensi
jaringan
ini
ad-hoc
adalah
berupa
menyediakan
protokol
diversitas
kooperatif.
Protokol yang menggunakan tiga kriteria permasalahan yaitu SNR,
power
25
consumption,
diversity.
Kinerja
dan
dari
load
variance
protokol
ini
yang
adalah
menjamin
nilai
full
SNR
yang
diperoleh dengan algoritma yang diusulkan memberikan improvement
sebesar 3,06 dB dibandingkan protokol pada makalah (Zhao dkk,
2006) dan konsumsi daya cendrung sebesar 3 W. Sedangkan dari
nilai load variance protokol yang diusulkan mengakibatkan beban
30
trafik menjadi lebih terdistribusi.
Ringkasan Invensi
Sesuai invensi ini disediakan suatu metode komunikasi pada
jaringan
35
dimana
ad-hoc
memiliki
yang
berupa
tahapan
yaitu
protokol
S
diversitas
mengirimkan
kooperatif,
informasi
secara
4
broadcast ke semua node. Apabila kondisi sinyal S-D bagus maka
akan memilih satu relay terbaik melalui mengecek daya terima.
Apabila kondisi sinyal S-D jelek maka akan memilih dua relay
terbaik melalui mengecek daya terima. Selanjutnya relay tersebut
5
dicek
dengan
menggunakan
permasalahan
jamak
yang
diselesaikan
dengan optimasi permasalahan jamak skalarisasi seperti persamaan
(10). Tahapan berikutnya apabila S-D bagus dan 1 relay baik maka
akan terjadi diversity di D yaitu S-D dan S-R-D. Apabila relay
jelek maka akan terjadi no diversity di D yaitu lintasan S-D.
10
Apabila dua relay tersebut baik maka akan terjadi diversity di D
yaitu S-R1-D dan S-R2-D. Apabila 1 relay yang baik maka akan
terjadi no diversity di D yaitu S-R-D. Apabila tidak ada relay
yang baik maka akan terjadi no connection.
15
Uraian Singkat Gambar
Uraian
singkat
gambar
dari
invensi
ini
adalah
sebagai
berikut :
Gambar 1 adalah kemungkinan hasil pemilihan path.
Gambar 2 adalah diagram alir protokol diversitas kooperatif.
20
Gambar 3 adalah model jaringan ad-hoc nirkabel.
Gambar 4 adalah pasangan lintasan terbaik.
Gambar 5 adalah histogram dari power consumption.
Gambar 6 adalah CDF dari SNR.
Gambar 7 adalah CDF dari load variance.
25
Uraian Lengkap Invensi
Pemilihan
kombinasi
varians
30
Formulasi
untuk
tiga
beban
dari
relay
yang
kriteria,
trafik
ketiga
penggabungannya
akan
yaitu
untuk
digunakan
SNR,
setiap
power
didasarkan
pada
konsumption,
dan
kemungkinan
kriteria
tersebut
beserta
dijelaskan
sebagai
berikut.
relay
node.
skalarisasi
Terdapat
5
kemungkinan hasil pemilihan path yaitu S-D only, S-R-D only, S-D
and S-R-D, S-R1-D and S-R2-D, dan no connection. Kemungkinan
hasil pemilihan path dapat dilihat pada Gambar 1.
35
5
A.
SNR
Apabila
diinginkan
spektral
efisiensi
sebesar
r
maka
diperlukan rate sebesar 2r untuk paket yang dikirimkan oleh S
berhasil
5
diterima
di
D.
Secara
matematis
dapat
digunakan
persamaan berikut (Hong dkk, 2010) :
(1)
Bentuk lain dari persamaan (1) dapat dituliskan sebagai berikut:
(2)
10
Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi maka lintasan langsung S-D
dianggap tidak layak digunakan, atau :
(3)
15
Keberhasilan
dengan
relay
AF
komunikasi
dengan konfigurasi
ditentukan
terhadap spektral efisiensi
besarnya
nilai
S-D
dan
S-R-D
kapasitas
kanal
. Nilai kapasitas kanal dari metode
AF dapat dihitung dengan persamaan berikut :
=
(4)
=
20
Dari
persamaan
(4)
maka
optimal apabila nilai
nilai
kapasitas
kanal
akan
nilai
optimal juga. Sehingga untuk mencapai
optimal maka dibutuhkan relay yang memberikan nilai
optimal. Relay terbaik diberikan oleh nilai
25
mencapai
optimal. Secara
matematis dapat ditulis menjadi (Zhao dkk, 2006):
arg max
(5)
6
di mana tanda ( ) berarti nilai optimal.
B.
5
Power Consumption
Konsumsi
daya
pada
lintasan
adalah
kebutuhan
daya
keseluruhan yang diperlukan dalam mengirimkan data dari S ke D
yang
melewati
diasumsikan
beberapa
bahwa
relay
semua
dalam
node
setiap
memiliki
daya
seragam, maka konsumsi daya pada lintasan ke10
lintasan.
Jika
pancar
yang
yang terdiri dari
L hop adalah:
(6)
Sedangkan banyaknya konsumsi daya untuk pasangan lintasan
diperoleh dari persamaan berikut :
15
(7)
,
di mana
dan
lintasan dengan
20
hop,
C. Load Variance
Load variance,
menyatakan konsumsi daya pasangan
hop, serta
yaitu
varians
hop dan
beban
hop.
trafik
semua
node,
berbanding terbalik dengan load balance atau fairness (Wong dkk,
1982).
Pada
jaringan
ad-hoc
nirkabel,
load
balance
menjadi
sangat penting karena beberapa node mungkin memiliki kesempatan
25
yang lebih besar untuk menjadi relay.
dimana node
Pada pasangan lintasan
digunakan sebagai relay maka beban node
tersebut
menjadi :
(8)
dengan
30
dan
berturut-turut adalah beban trafik dirinya
sendiri dan beban trafik yang menuju ke node
Setelah
beban
setiap
node
diketahui
tesebut.
maka
load
variance
pasangan lintasan dapat ditinjau berdasarkan varians dari beban
7
tiap node yang dihitung untuk semua node di dalam
pasangan
lintasan tersebut. Nilai load variance tersebut dapat diketahui
dengan menghitung load balance
dengan persamaan berikut (Wong
dkk, 1982):
5
(9)
D. Skalarisasi
Pada metode skalarisasi, semua kriteria dikombinasi menjadi
bentuk skalar dengan memberikan bobot setiap objective. Fungsi
10
yang diminimumkan diberi tanda negatif, sedangkan fungsi yang
dimaksimumkan diberi tanda positif. Pada penelitian ini untuk
memperoleh
fairness setiap objective dinormalisasi. Normalisasi
dilakukan terhadap rms dari setiap objective.
Bentuk skalarisasi dari ketiga objective tersebut menjadi :
15
(10)
di mana
menyatakan fungsi fitness,
obyektif ke –
20
,
, dan
(6),
dan
, dan
,
,
,
,
menjadi fungsi
menyatakan bobot masing-masing.
secara berturut-turut dihitung dengan persamaan (5),
(9).
dapat
Bobot
ditentukan
secara
acak,
dipilih, maupun berubah secara bertahap dan periodik (Murata dan
Ishibuchi, 1996). Pada invensi ini,
,
, dan
diset 1/3.
Dalam invensi ini setiap node dapat bertindak sebagai source
(S), relay (R), dan destination (D). Ciri-ciri dari model sistem
25
adalah :
• Tiap-tiap
node
mengunakan
antena
tunggal
dengan
radiasi
omnidirectional.
• Relay
dalam
metode AF.
melakukan
komunikasi
kooperatif
menggunakan
8
• Metode pengiriman paket berdasarkan half duplex.
• Transmisi dilakukan dalam fase transmisi langsung dan satu
atau lebih fase transmisi kooperatif.
• Daya pancar S dan R dianggap sama sebesar
5
• Model
kanal
yang
digunakan
adalah
.
model
path
loss
yaitu
distance power law yang dipengaruhi oleh shadowing (Gunantara
dan Hendrantoro, 2013b).
• Noise yang mempengaruhi adalah noise AWGN dengan varian
.
Invensi ini mengasumsikan dalam protokol ini masing-masing
10
node menyiarkan informasi tentang daya yang diterima dan beban
trafik dari node lain secara bergantian sehingga masing-masing
node mengetahui daya terima setiap node berupa tabel daya yang
diterima.
paket
15
Protokol
secara
komunikasi
broadcast.
dimulai
Keputusan
dari
bahwa
source
mengirimkan
kualitas
S-D
bagus
ditentukan berdasarkan persamaan (2). Sedangkan dalam pemilihan
relay
terbaiknya
dilakukan
melalui
persamaan
(5).
Hasil
dari
protokol tersebut adalah salah satu dari tiga kemungkinan yaitu
diversity, no diversity, dan no connection. Protokol diversitas
kooperatif
20
tersebut
dapat
dijelaskan
oleh
diagram
alir
pada
Gambar 2. Keterangan Gambar 2 :
*)
: daya
terima
D
dari
S
dihitung
oleh
D
kemudian
diumpanbalikkan ke S.
**)
: dihitung oleh tiap-tiap R selanjutnya di cek oleh S.
***) : dilakukan berdasarkan persamaan (10).
tiap-tiap R dicek oleh S sedangkan
dihitung oleh
dihitung oleh D
dicek oleh tiap-tiap R.
Parameter-parameter simulasi diambil berdasarkan penerapan
WLAN pada jaringan ad-hoc nirkabel yang ditunjukkan pada Tabel
1. Model jaringan ad-hoc yang
25
digunakan adalah satu source,
satu destination, dan multi relay. Semua node berada pada ruang
terbuka dengan luas 100m × 100m.
secara
broadcast
ke
D
dibantu
S mengirimkan
oleh
multi
relay
paket data
node.
Pada
9
invensi
ini,
ditentukan
sebanyak
30
node
memiliki
peluang
menjadi relay.
Untuk simulasi perhitungan load variance, diasumsikan bahwa
selain source yang mengirim data ke destination terdapat lima
5
node lain yang mengirimkan data secara bersamaan ke node tujuan
masing-masing. Akibatnya ada beberapa node yang memiliki peluang
lebih
besar
relatif
untuk
lebih
menjadi
rendah.
relay
Dalam
karena
contoh
memiliki
ini
lima
beban
yang
pasangan
node
tersebut menggunakan lintasan 4-12-31, 7-11-25, 10-19-23, 16-1210
2, dan 25-20-6.
10,
node
16,
Diasumsikan bahwa source, node 4, node 7, node
node
25
masing-masing
mengirimkan
data
secara
berturut-turut sebesar 5 Mbps, 3 Mbps, 8 Mbps, 7 Mbps, 2 Mbps,
dan 11 Mbps. Sedangkan node-node lain diasumsikan memiliki beban
secara acak sebesar 2 Mbps, 7 Mbps, 12 Mbps, atau 17 Mbps.
15
Tabel 1. Parameter Simulasi
Parameter
Path loss exponent ,
Standard deviation of shadowing,
:
:
Value
4
:
8 dB
Power Transmit,
:
1 W
Transmit antenna gain, G t
:
2 dB
Receive antenna gain, G r
:
2 dB
Frequency, f
:
2,5
Noise,
:
- 101 dBm
Spektral Efisiensi,
:
4 Mbps/Hz
Gambar
20
3
mengilustrasikan
salah
satu
contoh
GHz
hasil
dari
simulasi. Tanda ‘square’ merupakan node source dan destination,
‘star’
menandakan
bahwa
node
tersebut
aktif
atau
sedang
ada
komunikasi dengan node lain, dan ‘circle’ merupakan node-node
sebagai relay.
Untuk
25
yaitu
simulasi
(1-21-32)
berdasarkan
ini
dan
protokol
terpilih
(1-14-32)
yang
pasangan
dengan
diusulkan
relay
SNR
sebesar
yang
yang
39,23
optimal
diperoleh
dB,
SNR
10
sesuai makalah oleh Zhao dkk (2006) yang single objective dan
tidak
memperhatikan
kondisi
S-D
sebesar
37,26
dB,
SNR
untuk
konfigurasi S-R-D only sebesar 24,37 dB, dan SNR untuk S-D only
sebesar 15,27 dB. Sedangkan konsumsi daya diperoleh sebesar 3 W
5
karena digunakannya 3 pemancar yaitu node S, node 21, dan node
14 serta load variance sebesar 40,65 Mbps2. Pemilihan pasangan
lintasan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Simulasi
dilakukan
sebanyak
1000
kali
dengan
posisi
dan
beban node yang acak untuk mengetahui distribusi dari masing10
masing
kriteria
dan
dibandingkan
dengan
algorithma
single
objective tanpa memperhitungkan kondisi S-D, transmisi langsung
(S-D) dan transmisi kooperatif (S-R-D).
Hasil
simulasi
yang
dilakukan
sebanyak
1000
kali
ditampilkan pada Gambar 5 sampai Gambar 7. Gambar 5 menampilkan
15
histogram
dari
power
consumption
untuk
pasangan
lintasan
terbaik. Hasil yang diperoleh menunjukkan konsumsi daya sebesar
2 W terjadi sebanyak 42 kali sedangkan konsumsi daya sebesar 3 W
sebanyak 958 kali. Hal ini berarti konfigurasi S-R1-D dan S-R2-D
lebih
20
sering
transmisi
sesuai
terjadi.
langsung
makalah
Dari
(S-D
oleh
Gambar
only)
Zhao
dkk
lebih
5
dapat
diketahui
sering
(2006)
gagal,
tidak
diversity. Solusi dari permasalahan ini yaitu
bahwa
sehingga
tercapai
full
protokol yang
diajukan pada paper ini yang menjamin komunikasi full diversity.
Nilai CDF (cumulative distribution function) dari SNR pada
25
protokol diversitas kooperatif dapat dilihat pada Gambar 6. Dari
Gambar 6 tersebut dapat dijelaskan bahwa nilai SNR dari metode
yang diusulkan (marked “MO” in the figure) berkisar 18,01 sampai
47,07 dB. Sebagai perbandingan ditampilkan juga nilai SNR yang
single
30
objective
sebesar
15,02
dan
sampai
tidak
42,39
memperhatikan
dB.
Selisih
kondisi
median
S-D
dari
(“SO”)
SNR
yang
diajukan dengan algorithma single objective tanpa memperhatikan
kondisi S-D sebesar 3,06 dB. Untuk lintasan
S-R-D only nilai
SNR sebesar -4,02 sampai 32,41 dB dan probabilitas nilai di atas
0
35
dB
sebesar
99,7
%.
Sedangkan
lintasan
S-D
only
nilai
SNR
sebesar -14,02 sampai 22,02 dB dengan probabilitas nilai SNR di
11
atas
0
dB
sebesar
99,0
%.
Dari
hasil
tersebut
maka
dapat
disimpulkan bahwa dengan protokol yang diajukan diperoleh nilai
SNR terbesar dibandingkan dengan yang lain.
Selanjutnya dianalisa nilai CDF dari load variance dimana
5
hasil
simulasinya
dapat
dilihat
pada
Gambar
7.
Nilai
load
variance dari protokol yang diusulkan diperoleh berkisar 39,24
sampai 51,12 Mbps2. Sebagai perbandingan ditampilkan juga nilai
load variance single objective dan load variance untuk lintasn
S-D
10
only.
Nilai
memperhatikan
load
kondisi
variance
S-D
single
diantara
objective
38,23
sampai
dan
tidak
51,83
Mbps2.
Sedangkan nilai load variance lintasan S-D adalah tetap karena
tidak
adanya
menunjukkan
perubahan
bahwa
nilai
beban
trafik
load
variance
pada
node.
dengan
Gambar
protokol
7
yang
diusulkan lebih kecil dibandingan load variance single objective
15
dan tidak memperhatikan kondisi S-D. Hal ini disebabkan oleh
beban trafik dari node-node pada protokol yang diusulkan lebih
terdistribusi
dengan
diterapkannya
mullti-objective
criterion
dibandingkan beban trafik dari node-node dengan protokol single
objective.
20
25
30
35
12
Klaim
1. Suatu
metode
protokol
5
komunikasi
diversitas
pada
jaringan
kooperatif,
ad-hoc
dimana
yang
memiliki
berupa
tahapan
sebagai berikut :
a. Source (S) mengirimkan informasi secara broadcast ke semua
node.
b. apabila kondisi sinyal source-destination (S-D) bagus maka
akan
10
memilih
satu
relay
terbaik
melalui
mengecek
daya
terima.
c. apabila
kondisi
sinyal
S-D
jelek
maka
akan
memilih
dua
relay terbaik melalui mengecek daya terima.
d. pada
15
poin
b,
maka
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
apabila
relay
relay
yang
dicek
diselesaikan
skalarisasi
baik
dengan
maka
seperti
akan
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
terjadi
(10),
diversity
di
destination (D).
e. pada
20
poin
b,
maka
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
apabila relay jelek maka akan terjadi no diversity di D.
f. pada
25
poin
c,
dua
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
apabila dua relay tersebut baik maka akan terjadi diversity
di D.
g. pada
30
poin
c,
dua
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
apabila 1 relay yang baik maka akan terjadi no diversity di
D.
h. pada
poin
c,
dua
permasalahan
jamak
permasalahan
jamak
relay
yang
dicek
dengan
diselesaikan
skalarisasi
seperti
menggunakan
dengan
optimasi
persamaan
(10),
13
apabila
tidak
ada
relay
yang
baik
maka
seperti
pada
akan
terjadi
no
connection.
2. Suatu
metode
komunikasi
klaim
1
dimana
pada
langkah d sampai dengan langkah h menggunakan tiga kriteria
5
permasalahan yaitu :
a. Signal to Noise Ratio (SNR)
b. Power Consumption
c. Load Variance
3. Suatu
10
metode
komunikasi
pada
jaringan
ad-hoc
yang
berupa
protokol diversitas kooperatif seperti pada klaim 1 sampai
klaim 2 dimana memiliki kinerja sebagai berikut :
a. nilai
SNR
dengan
algoritma
yang
diusulkan
dengan
memperhatikan kondisi S-D lebih besar dibandingkan dengan
algoritma permasalahan tunggal yang tidak mempertimbangkan
15
kondisi S-D, perbaikan SNR diperoleh sebesar 3,06 dB.
b. konsumsi
daya
sebesar
3
diketahui
bahwa
transmisi
langsung
sehingga
tidak
tercapai
full
permasalahan
20
cenderung
ini
yaitu
model
W,
dari
lebih
diversity,
yang
diajukan
hasil
sering
ini
gagal,
solusi
dari
seperti
pada
invensi ini yang lebih menjamin komunikasi full diversity.
c. nilai
load
diusulkan
variance
lebih
dengan
kecil
menggunakan
dibandingkan
protokol
dengan
yang
protokol
permasalahan tunggal, ini berarti bahwa komunikasi dengan
protokol yang diusulkan mengakibatkan beban trafik menjadi
25
30
35
terdistribusi lebih merata.
14
Abstrak
METODE KOMUNIKASI PADA JARINGAN AD-HOC BERUPA
PROTOKOL DIVERSITAS KOOPERATIF
5
Relay
berperan
sangat
penting
dalam
jaringan
ad-hoc
nirkabel. Sehingga pemilihan relay menjadi fokus dalam invensi
ini. Pada invensi ini dibuat metode komunikasi pada jaringan adhoc yang berupa protokol diversitas kooperatif yang sederhana
10
dan
mudah
dipahami
mempertimbangkan
dengan
kondisi
multi
source
–
objective
criterion
destination
(S-D)
yang
dengan
metode amplify and forward (AF). Selain itu, protokol diversitas
kooperatif ini menjamin full diversity berdasarkan tiga kriteria
permasalahan yang dinormalisasi dengan root mean square (rms)
15
untuk memperoleh fairness. Tiga kriteria permasalahan tersebut
adalah signal to noise ratio (SNR), power consumption, dan load
variance.
Dari
hasil
algoritma
yang
diusulkan
dengan permasalahan
20
simulasi
tunggal
lebih
tanpa
diperoleh
besar
nilai
SNR
dibandingkan
mermperhatikan
dengan
protokol
kondisi
S-D.
Perbaikan SNR sebesar 3,06 dB dan konsumsi daya cendrung sebesar
3 W. Sedangkan dari nilai load variance protokol yang diusulkan
mengakibatkan beban trafik menjadi lebih terdistribusi.
25
30
35