Analisis Alokasi Kanal Dinamik Pada Komunikasi Seluler Dengan Algoritma Neural Network
ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK PADA
KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA
NEURAL NETWORK
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Jurusan
Teknik Telekomunikasi
Oleh :
SITI AMINAH
110422018
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kemajuan teknologi telekomunikasi saat ini berkembang pesat. Hal ini
mengakibatkan pengguna jaringan telekomunikasi semakin meningkat, sementara
banwidth yang tersedia terbatas. Apabila trafik panggilan padat dan bandwidth
yang tersedia tidak dapat memenuhi seluruh permintaan panggilan, maka akan
mengakibatkan panggilan yang jatuh atau ditolak. Untuk menghindari panggilan
yang jatuh atau ditolak diperlukan suatu teknik pengalokasian kanal yang dapat
meminimalisasi jumlah panggilan yang ditolak dengan memaksimalkan
penggunaan kanal yang tersedia.
Tugas Akhir ini membahas pengalokasian kanal dinamik pada GSM
dengan
menggunakan
Algoritma
Neural
Network
sebagai
metode
penyelesaiannya. Dalam hal ini algoritma Neural Network digunakan sebagai
metode untuk mengimplementasikan channel assignment problem (CAP) pada
sistem komunikasi seluler. Dari analisis alokasi kanal dinamik ini dapat dilihat
dinamik terletak pada nilai call demand yang berubah.
Dari hasil pemodelan yang dilakukan diperoleh jumlah kanal yang dapat
dialokasikan pada inisialisasi sebesar 126 kanal dengan nilai call demand tertinggi
26 panggilan. Dengan nilai bobot cii=5 terdapat 111 panggilan yang ditolak.
Kemudian pada update 1 terdapat 96 panggilan yang ditolak dengan mengubah
bobot cii=6 tetapi hanya pada sel yang terblok, pada update 2 terdapat 80
panggilan yang ditolak dan nilai bobot cii diubah menjadi 6 hanya pada sel yang
terblocking. Pada update 3 tidak didapat lagi panggilan yang terblocking sehingga
dapat dikatakan sistem bekerja dengan baik atau optimal.
Kata kunci : Neural network, call demand, update, bobot, panggilan ditolak
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
Tugas Akhir dengan judul ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK
PADA KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA NEURAL
NETWORK dibuat untuk memenuhi syarat kesarjanaan di Jurusan Teknik Elektro,
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembimbing saya.
3. Dosen Pembanding yang membantu dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis
selama menjalani masa perkuliahan.
5. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara, khususnya buat Bang Martin dan Bang Divo terima kasih atas
semua bantuannya.
6. Untuk ibu dan bapak tercinta H. Gacip Samsuri dan Hj. Roliana yang telah
memberi banyak dukungan, semangat, dan doa kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Untuk kakak tercinta Riyanti, S.Farm, Apt., abang tercinta Rifai, SE, dan
keponakan kecil bunda yang selalu menjadi bahan suka dan tawa bunda,
Khayla Aatifah dan Aizara Yumna Rifana.
8. Teman seperjuangan selama Tugas Akhir yaitu Isywalsyah Lani Putri Marbun
dan Elisabeth B. Siregar.
9. Sahabat-sahabat tercinta Florensa, Ade, Novi, Nabela, Winda dan lainnya.
10. Teman-teman Ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi stambuk 2011 :
Bevan, Agus, Bang Rimhot, Bang Beny, Desi serta buat teman-teman yang
Universitas Sumatera Utara
tak disebut namanya terima kasih atas kebaikan yang diberikan kepada
penulis.
Penulis begitu menyadari bahwa di dalam penyusunan laporan Tugas Akhir
ini masih banyak terdapat kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan laporan ini.
Medan, Mei 2014
Penulis
Siti Aminah
NIM:110422018
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK................................................................................................
KATA PENGANTAR ..............................................................................
DAFTAR ISI ............................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
DAFTAR TABEL ....................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................
1.1 Latar Belakang ...........................................................................
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................
1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................
1.4 Batasan Masalah.........................................................................
1.5 Metodologi Penulisan .................................................................
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................
BAB II DASAR TEORI ..........................................................................
2.1 Sistem Komunikasi Seluler ........................................................
2.2 Konsep Seluler ..........................................................................
2.2.1 Frekuensi Reuse ..............................................................
2.2.2 Handoff ...........................................................................
2.3 Interferensi ................................................................................
2.3.1 Interferensi Kanal Yang Sama (Co-Channel Interferensi)
2.3.2 Interferensi Kanal Yang Berdekatan (Adjacent Channel
Interferensi)......................................................................
2.4 Penugasan Kanal (Channel Assignment Problem) ......................
2.4.1 Fixed Channel Allocation (FCA).....................................
2.4.2 Dynamic Channel Allocation (DCA) ...............................
2.4.3 Perumusan Channel Assignment Problem .......................
2.5 Algoritma Neural Network .......................................................
2.5.1 Model Neuron .................................................................
2.5.2 Konsep Dasar Jaringan Saraf...........................................
2.5.3 Arsitekstur Jaringan Saraf ...............................................
2.5.4 Kelebihan dan Kelemahan Neural Network .....................
2.5.5 Algoritma Neural Network pada Channel
Assignment......................................................................
BAB III PERMODELAN ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN
ALGORITMA NEURAL NETWORK ......................................
3.1 Umum .......................................................................................
3.2 Asumsi Yang Digunakan ..........................................................
3.3 Parameter Kerja Sistem ............................................................
3.4 Algoritma Neural Network ……………………….. .................
BAB IV ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN
ALGORITMA NEURAL NETWORK .......................................
4.1 Umum .......................................................................................
4.2 Mekanisme Algoritma Neural Network......................................
4.3 Hasil Simulasi Pengalokasian Kanal …….. ...............................
4.4 Pengaruh Call Demand Tertinggi Pada Pengalokasian Kanal… .
i
ii
iv
vi
vii
1
1
2
2
2
3
4
6
6
9
11
13
14
15
15
16
17
18
19
21
23
24
25
27
27
30
30
31
31
33
39
39
39
44
48
Universitas Sumatera Utara
4.5 Analisis Hasil Alokasi Kanal Dinamik…………………………
BAB V PENUTUP...................................................................................
5.1 Kesimpulan .................................................................................
5.2 Saran ..........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
51
52
52
53
54
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Arsitekstur Komunikasi Seluler............................................
Pola Sel (a)Sel Ideal, (b) Sel Real, (c) Sel Model .................
Konsep Frekuensi Reuse ......................................................
Aturan Pemakaian i dan j pada Alokasi Frekuensi……….. ..
Matriks dan Bentuk Layout Sel ............................................
Strategi Frekuensi Exhaustive Assignment ..........................
Komponen Neuron...............................................................
Model Neuron......................................................................
Arsitekstur Lapisan Tunggal ................................................
Arsitekstur Lapisan Jamak…………………………………..
Arsitekstur Lapisan Kompetitif……………………………..
Permodelan Sistem Pengalokasian Kanal .............................
Layout Area Kota Medan .....................................................
Flowchart pengalokasian kanal dengan algoritma Hopfield
neural network .....................................................................
Nilai call demand yang berubah dengan nilai tertinggi 36... .
Alokasi kanal dengan call demand tertinggi 36... .................
Nilai call demand yang berubah dengan nilai tertinggi 24... .
Alokasi kanal dengan nilai call demand tertinggi 24.............
7
10
12
13
20
21
22
23
25
26
26
30
31
34
49
49
50
50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 3.3
Tabel 3.4
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Matriks Kompatibility C ………… ...........................................
Pola interferensi sel………………………………………… ......
Tahapan pada algoritma neural network ………………... .........
Variabel yang dibutuhkan pada algoritma Neural Network ........
Hasil urutan call demand pada 17 sel…………………………..
Hasil inisialisasi pengalokasian kanal algoritma neural network..
Hasil pengalokasian dengan update1….………………………….
Hasil pengalokasian dengan update2…….……………………….
Hasil pengalokasian dengan update3…….……………………….
32
33
35
36
40
44
45
46
47
Universitas Sumatera Utara
KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA
NEURAL NETWORK
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Jurusan
Teknik Telekomunikasi
Oleh :
SITI AMINAH
110422018
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Kemajuan teknologi telekomunikasi saat ini berkembang pesat. Hal ini
mengakibatkan pengguna jaringan telekomunikasi semakin meningkat, sementara
banwidth yang tersedia terbatas. Apabila trafik panggilan padat dan bandwidth
yang tersedia tidak dapat memenuhi seluruh permintaan panggilan, maka akan
mengakibatkan panggilan yang jatuh atau ditolak. Untuk menghindari panggilan
yang jatuh atau ditolak diperlukan suatu teknik pengalokasian kanal yang dapat
meminimalisasi jumlah panggilan yang ditolak dengan memaksimalkan
penggunaan kanal yang tersedia.
Tugas Akhir ini membahas pengalokasian kanal dinamik pada GSM
dengan
menggunakan
Algoritma
Neural
Network
sebagai
metode
penyelesaiannya. Dalam hal ini algoritma Neural Network digunakan sebagai
metode untuk mengimplementasikan channel assignment problem (CAP) pada
sistem komunikasi seluler. Dari analisis alokasi kanal dinamik ini dapat dilihat
dinamik terletak pada nilai call demand yang berubah.
Dari hasil pemodelan yang dilakukan diperoleh jumlah kanal yang dapat
dialokasikan pada inisialisasi sebesar 126 kanal dengan nilai call demand tertinggi
26 panggilan. Dengan nilai bobot cii=5 terdapat 111 panggilan yang ditolak.
Kemudian pada update 1 terdapat 96 panggilan yang ditolak dengan mengubah
bobot cii=6 tetapi hanya pada sel yang terblok, pada update 2 terdapat 80
panggilan yang ditolak dan nilai bobot cii diubah menjadi 6 hanya pada sel yang
terblocking. Pada update 3 tidak didapat lagi panggilan yang terblocking sehingga
dapat dikatakan sistem bekerja dengan baik atau optimal.
Kata kunci : Neural network, call demand, update, bobot, panggilan ditolak
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
Tugas Akhir dengan judul ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK
PADA KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA NEURAL
NETWORK dibuat untuk memenuhi syarat kesarjanaan di Jurusan Teknik Elektro,
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembimbing saya.
3. Dosen Pembanding yang membantu dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis
selama menjalani masa perkuliahan.
5. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara, khususnya buat Bang Martin dan Bang Divo terima kasih atas
semua bantuannya.
6. Untuk ibu dan bapak tercinta H. Gacip Samsuri dan Hj. Roliana yang telah
memberi banyak dukungan, semangat, dan doa kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Untuk kakak tercinta Riyanti, S.Farm, Apt., abang tercinta Rifai, SE, dan
keponakan kecil bunda yang selalu menjadi bahan suka dan tawa bunda,
Khayla Aatifah dan Aizara Yumna Rifana.
8. Teman seperjuangan selama Tugas Akhir yaitu Isywalsyah Lani Putri Marbun
dan Elisabeth B. Siregar.
9. Sahabat-sahabat tercinta Florensa, Ade, Novi, Nabela, Winda dan lainnya.
10. Teman-teman Ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi stambuk 2011 :
Bevan, Agus, Bang Rimhot, Bang Beny, Desi serta buat teman-teman yang
Universitas Sumatera Utara
tak disebut namanya terima kasih atas kebaikan yang diberikan kepada
penulis.
Penulis begitu menyadari bahwa di dalam penyusunan laporan Tugas Akhir
ini masih banyak terdapat kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan laporan ini.
Medan, Mei 2014
Penulis
Siti Aminah
NIM:110422018
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK................................................................................................
KATA PENGANTAR ..............................................................................
DAFTAR ISI ............................................................................................
DAFTAR GAMBAR ................................................................................
DAFTAR TABEL ....................................................................................
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................
1.1 Latar Belakang ...........................................................................
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................
1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................
1.4 Batasan Masalah.........................................................................
1.5 Metodologi Penulisan .................................................................
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................
BAB II DASAR TEORI ..........................................................................
2.1 Sistem Komunikasi Seluler ........................................................
2.2 Konsep Seluler ..........................................................................
2.2.1 Frekuensi Reuse ..............................................................
2.2.2 Handoff ...........................................................................
2.3 Interferensi ................................................................................
2.3.1 Interferensi Kanal Yang Sama (Co-Channel Interferensi)
2.3.2 Interferensi Kanal Yang Berdekatan (Adjacent Channel
Interferensi)......................................................................
2.4 Penugasan Kanal (Channel Assignment Problem) ......................
2.4.1 Fixed Channel Allocation (FCA).....................................
2.4.2 Dynamic Channel Allocation (DCA) ...............................
2.4.3 Perumusan Channel Assignment Problem .......................
2.5 Algoritma Neural Network .......................................................
2.5.1 Model Neuron .................................................................
2.5.2 Konsep Dasar Jaringan Saraf...........................................
2.5.3 Arsitekstur Jaringan Saraf ...............................................
2.5.4 Kelebihan dan Kelemahan Neural Network .....................
2.5.5 Algoritma Neural Network pada Channel
Assignment......................................................................
BAB III PERMODELAN ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN
ALGORITMA NEURAL NETWORK ......................................
3.1 Umum .......................................................................................
3.2 Asumsi Yang Digunakan ..........................................................
3.3 Parameter Kerja Sistem ............................................................
3.4 Algoritma Neural Network ……………………….. .................
BAB IV ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN
ALGORITMA NEURAL NETWORK .......................................
4.1 Umum .......................................................................................
4.2 Mekanisme Algoritma Neural Network......................................
4.3 Hasil Simulasi Pengalokasian Kanal …….. ...............................
4.4 Pengaruh Call Demand Tertinggi Pada Pengalokasian Kanal… .
i
ii
iv
vi
vii
1
1
2
2
2
3
4
6
6
9
11
13
14
15
15
16
17
18
19
21
23
24
25
27
27
30
30
31
31
33
39
39
39
44
48
Universitas Sumatera Utara
4.5 Analisis Hasil Alokasi Kanal Dinamik…………………………
BAB V PENUTUP...................................................................................
5.1 Kesimpulan .................................................................................
5.2 Saran ..........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
51
52
52
53
54
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Arsitekstur Komunikasi Seluler............................................
Pola Sel (a)Sel Ideal, (b) Sel Real, (c) Sel Model .................
Konsep Frekuensi Reuse ......................................................
Aturan Pemakaian i dan j pada Alokasi Frekuensi……….. ..
Matriks dan Bentuk Layout Sel ............................................
Strategi Frekuensi Exhaustive Assignment ..........................
Komponen Neuron...............................................................
Model Neuron......................................................................
Arsitekstur Lapisan Tunggal ................................................
Arsitekstur Lapisan Jamak…………………………………..
Arsitekstur Lapisan Kompetitif……………………………..
Permodelan Sistem Pengalokasian Kanal .............................
Layout Area Kota Medan .....................................................
Flowchart pengalokasian kanal dengan algoritma Hopfield
neural network .....................................................................
Nilai call demand yang berubah dengan nilai tertinggi 36... .
Alokasi kanal dengan call demand tertinggi 36... .................
Nilai call demand yang berubah dengan nilai tertinggi 24... .
Alokasi kanal dengan nilai call demand tertinggi 24.............
7
10
12
13
20
21
22
23
25
26
26
30
31
34
49
49
50
50
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Tabel 3.3
Tabel 3.4
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Matriks Kompatibility C ………… ...........................................
Pola interferensi sel………………………………………… ......
Tahapan pada algoritma neural network ………………... .........
Variabel yang dibutuhkan pada algoritma Neural Network ........
Hasil urutan call demand pada 17 sel…………………………..
Hasil inisialisasi pengalokasian kanal algoritma neural network..
Hasil pengalokasian dengan update1….………………………….
Hasil pengalokasian dengan update2…….……………………….
Hasil pengalokasian dengan update3…….……………………….
32
33
35
36
40
44
45
46
47
Universitas Sumatera Utara