Analisis Alokasi Kanal Dinamik Pada Komunikasi Seluler Dengan Algoritma Tabu Search
ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK PADA KOMUNIKASI
SELULER DENGAN ALGORITMA TABU SEARCH
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
ISYWALSYAH LANI PUTRI
NIM : 110422002
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Sistem komunikasi seluler menjadi sangat penting pada masa sekarang.
Namun dalam sistem komunikasi seluler terdapat keterbatasan kanal. Banyak hal
telah dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan kanal tersebut salah satunya
ialah dengan adanya alokasi kanal yang tepat. Tugas Akhir ini membahas
bagaimana menganalisis pengoptimasian suatu alokasi kanal dinamik pada
komunikasi seluler dengan menggunakan algoritma tabu search. Selain itu juga
membahas bagaimana mengatasi suatu channel assignment problem (CAP).
Dari hasil pemodelan yang dilakukan dengan nilai kriteria aspirasi yang
berbeda maka didapatkan tingkat utilisasi kanal dan panggilan blocking. Dengan
nilai kriteria aspriasi sebesar 5 maka didapatkan blocking sebanyak 115 panggilan
dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan 172
panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak 66,66%.
Dengan nilai kriteria aspirasi sebesar 6 maka didapatkan blocking sebanyak 105
panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan
182 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak
55,63%. Dengan nilai kriteria aspirasi sebesar 7 maka didapatkan blocking
sebanyak 66 panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan
dihasilkan 221 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal
sebanyak 47,73%.
Kata kunci : tabu search , kanal, channel assignment problem, call demand,
kriteria aspirasi, blocking
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 TABU SEARCH
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 ayah dan mama tercinta, H. Ikmal Chair Marbun dan Adeleni Siregar
yang telah memberi banyak dukungan, semangat, dan doa kepada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Untuk adik tercinta Iasyah Putri Marbun
8. Teman seperjuangan selama Tugas Akhir yaitu Elisabeth B. Siregar dan Siti
Aminah.
9. Sahabat-sahabat tercinta Kak Yoland, Riri, Vira, Lulut, Ira, Una, Rara, Dinda,
dan lainnya.
10. Teman-teman Ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi stambuk 2011 dan
teman-teman yang tak disebut namanya terima kasih atas kebaikan yang
diberikan kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara
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, April 2014
Penulis
Isywalsyah Lani Putri
NIM:110422002
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK..............................................................................................
KATA PENGANTAR ............................................................................
DAFTAR ISI ..........................................................................................
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
DAFTAR TABEL ..................................................................................
i
ii
iv
vi
vii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2
1.3 Tujuan Penulisan .......................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah........................................................................... 2
1.5 Metodologi Penulisan ................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI ......................................................................... 5
2.1 Sistem Komunikasi Seluler ........................................................... 5
2.2 Konsep Seluler ............................................................................. 8
2.2.1 Frekuensi Reuse ..................................................................... 11
2.2.2 Konsep Handoff ..................................................................... 15
2.3 Penugasan Kanal (Channel Assignment) ....................................... 15
2.3.1 Fixed Channel Allocation (FCA) ............................................ 15
2.3.2 Dynamic Channel Allocation(DCA) ....................................... 16
2.4 Perumusan Channel Assignment ................................................... 17
2.5 Utilisasi ........................................................................................ 20
2.6 Algoritma Tabu Search ................................................................ 20
2.6.1 Pengertian Algoritma Tabu Search ......................................... 20
2.6.2 Mekanisme Algoritma Tabu Search ....................................... 21
BAB III PEMODELAN ALOKASI KANAL DENGAN ALGORITMA TABU
SEARCH ................................................................................. 23
3.1 Umum .......................................................................................... 23
3.2 Struktur Pemodelan ...................................................................... 24
3.3 Asumsi-asumsi yang Digunakan ................................................... 25
3.4 Parameter Kerja Optimasi ............................................................. 26
3.5 Algoritma Tabu Search................................................................. 29
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN ALGORITMA TABU
SEARCH .............................................................................. 32
4.1 Umum .......................................................................................... 32
4.2 Mekanisme Algoritma Tabu Search ............................................. 32
4.3 Pengaruh Kriteria Aspirasi terhadap Alokasi Kanal ...................... 36
4.4 Pengaruh Call Demand terhadap Alokasi Kanal ........................... 43
4.5 Tingkat Utilisasi dari Nilai Kriteria Aspirasi ................................. 44
4.6 Analisis Hasil Alokasi Kanal ........................................................ 45
BAB V PENUTUP ................................................................................. 46
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 46
5.2 Saran ............................................................................................ 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Umum Komunikasi Seluler ....................................... 6
Gambar 2.2 Bentuk Sel Sebenarnya .............................................................. 9
Gambar 2.3 Konsep Sel ................................................................................ 10
Gambar 2.4 Konsep Frekuensi Reuse ............................................................ 11
Gambar 2.5 Frekuensi Reuse dengan 3 dan 4 kluster ..................................... 12
Gambar 2.6 Kaidah Penentuan Nomor Sel .................................................... 12
Gambar 2.7 Matriks dan Bentuk Layout Sel .................................................. 18
Gambar 2.8 Strategi Frequency Exhaustive Assignment ................................ 19
Gambar 3.1 Blok Diagram Optimasi Alokasi Kanal ...................................... 23
Gambar 3.2 Flowchart Sistem Optimasi........................................................ 24
Gambar 3.3 Layout Sel untuk Alokasi Kanal................................................. 26
Gambar 3.4 Flowchart Algoritma Tabu Search ............................................. 30
Gambar 4.1 Urutan Panggilan yang Dilayani pada 17 Sel.............................. 34
Gambar 4.2 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 5 ............................ 36
Gambar 4.3 Hasil Pengalokasian Kanal ......................................................... 38
Gambar 4.4 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 6 ............................ 40
Gambar 4.5 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 7 ............................ 32
Gambar 4.6 Alokasi Kanal dengan Call Demand lebih tinggi dari 26 ............ 43
Gambar 4.7 Alokasi Kanal dengan Call Demand lebih rendah dari 26........... 43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Pola Interferensi Sel .................................................................
Tabel 3.2 Matriks Cij ...............................................................................
Tabel 3.3 Variabel Tabu Search dalam CAP ............................................
Tabel 4.1 Hasil Urutan call demand pada 17 sel .......................................
Tabel 4.2 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 5 .....
Tabel 4.3 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 6 .....
Tabel 4.4 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 7 .....
Tabel 4.5 Tingkat Utilisasi Kanal dari Nilai Kriteria Aspirasi...................
27
27
29
35
36
38
40
44
Universitas Sumatera Utara
SELULER DENGAN ALGORITMA TABU SEARCH
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
ISYWALSYAH LANI PUTRI
NIM : 110422002
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Sistem komunikasi seluler menjadi sangat penting pada masa sekarang.
Namun dalam sistem komunikasi seluler terdapat keterbatasan kanal. Banyak hal
telah dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan kanal tersebut salah satunya
ialah dengan adanya alokasi kanal yang tepat. Tugas Akhir ini membahas
bagaimana menganalisis pengoptimasian suatu alokasi kanal dinamik pada
komunikasi seluler dengan menggunakan algoritma tabu search. Selain itu juga
membahas bagaimana mengatasi suatu channel assignment problem (CAP).
Dari hasil pemodelan yang dilakukan dengan nilai kriteria aspirasi yang
berbeda maka didapatkan tingkat utilisasi kanal dan panggilan blocking. Dengan
nilai kriteria aspriasi sebesar 5 maka didapatkan blocking sebanyak 115 panggilan
dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan 172
panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak 66,66%.
Dengan nilai kriteria aspirasi sebesar 6 maka didapatkan blocking sebanyak 105
panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan
182 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak
55,63%. Dengan nilai kriteria aspirasi sebesar 7 maka didapatkan blocking
sebanyak 66 panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan
dihasilkan 221 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal
sebanyak 47,73%.
Kata kunci : tabu search , kanal, channel assignment problem, call demand,
kriteria aspirasi, blocking
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 TABU SEARCH
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 ayah dan mama tercinta, H. Ikmal Chair Marbun dan Adeleni Siregar
yang telah memberi banyak dukungan, semangat, dan doa kepada penulis
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Untuk adik tercinta Iasyah Putri Marbun
8. Teman seperjuangan selama Tugas Akhir yaitu Elisabeth B. Siregar dan Siti
Aminah.
9. Sahabat-sahabat tercinta Kak Yoland, Riri, Vira, Lulut, Ira, Una, Rara, Dinda,
dan lainnya.
10. Teman-teman Ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi stambuk 2011 dan
teman-teman yang tak disebut namanya terima kasih atas kebaikan yang
diberikan kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara
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, April 2014
Penulis
Isywalsyah Lani Putri
NIM:110422002
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK..............................................................................................
KATA PENGANTAR ............................................................................
DAFTAR ISI ..........................................................................................
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
DAFTAR TABEL ..................................................................................
i
ii
iv
vi
vii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2
1.3 Tujuan Penulisan .......................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah........................................................................... 2
1.5 Metodologi Penulisan ................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI ......................................................................... 5
2.1 Sistem Komunikasi Seluler ........................................................... 5
2.2 Konsep Seluler ............................................................................. 8
2.2.1 Frekuensi Reuse ..................................................................... 11
2.2.2 Konsep Handoff ..................................................................... 15
2.3 Penugasan Kanal (Channel Assignment) ....................................... 15
2.3.1 Fixed Channel Allocation (FCA) ............................................ 15
2.3.2 Dynamic Channel Allocation(DCA) ....................................... 16
2.4 Perumusan Channel Assignment ................................................... 17
2.5 Utilisasi ........................................................................................ 20
2.6 Algoritma Tabu Search ................................................................ 20
2.6.1 Pengertian Algoritma Tabu Search ......................................... 20
2.6.2 Mekanisme Algoritma Tabu Search ....................................... 21
BAB III PEMODELAN ALOKASI KANAL DENGAN ALGORITMA TABU
SEARCH ................................................................................. 23
3.1 Umum .......................................................................................... 23
3.2 Struktur Pemodelan ...................................................................... 24
3.3 Asumsi-asumsi yang Digunakan ................................................... 25
3.4 Parameter Kerja Optimasi ............................................................. 26
3.5 Algoritma Tabu Search................................................................. 29
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN ALGORITMA TABU
SEARCH .............................................................................. 32
4.1 Umum .......................................................................................... 32
4.2 Mekanisme Algoritma Tabu Search ............................................. 32
4.3 Pengaruh Kriteria Aspirasi terhadap Alokasi Kanal ...................... 36
4.4 Pengaruh Call Demand terhadap Alokasi Kanal ........................... 43
4.5 Tingkat Utilisasi dari Nilai Kriteria Aspirasi ................................. 44
4.6 Analisis Hasil Alokasi Kanal ........................................................ 45
BAB V PENUTUP ................................................................................. 46
5.1 Kesimpulan .................................................................................. 46
5.2 Saran ............................................................................................ 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Umum Komunikasi Seluler ....................................... 6
Gambar 2.2 Bentuk Sel Sebenarnya .............................................................. 9
Gambar 2.3 Konsep Sel ................................................................................ 10
Gambar 2.4 Konsep Frekuensi Reuse ............................................................ 11
Gambar 2.5 Frekuensi Reuse dengan 3 dan 4 kluster ..................................... 12
Gambar 2.6 Kaidah Penentuan Nomor Sel .................................................... 12
Gambar 2.7 Matriks dan Bentuk Layout Sel .................................................. 18
Gambar 2.8 Strategi Frequency Exhaustive Assignment ................................ 19
Gambar 3.1 Blok Diagram Optimasi Alokasi Kanal ...................................... 23
Gambar 3.2 Flowchart Sistem Optimasi........................................................ 24
Gambar 3.3 Layout Sel untuk Alokasi Kanal................................................. 26
Gambar 3.4 Flowchart Algoritma Tabu Search ............................................. 30
Gambar 4.1 Urutan Panggilan yang Dilayani pada 17 Sel.............................. 34
Gambar 4.2 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 5 ............................ 36
Gambar 4.3 Hasil Pengalokasian Kanal ......................................................... 38
Gambar 4.4 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 6 ............................ 40
Gambar 4.5 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 7 ............................ 32
Gambar 4.6 Alokasi Kanal dengan Call Demand lebih tinggi dari 26 ............ 43
Gambar 4.7 Alokasi Kanal dengan Call Demand lebih rendah dari 26........... 43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Pola Interferensi Sel .................................................................
Tabel 3.2 Matriks Cij ...............................................................................
Tabel 3.3 Variabel Tabu Search dalam CAP ............................................
Tabel 4.1 Hasil Urutan call demand pada 17 sel .......................................
Tabel 4.2 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 5 .....
Tabel 4.3 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 6 .....
Tabel 4.4 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 7 .....
Tabel 4.5 Tingkat Utilisasi Kanal dari Nilai Kriteria Aspirasi...................
27
27
29
35
36
38
40
44
Universitas Sumatera Utara