ALGORITMA GENETIKA UNTUK MANAJEMEN TRANSPONDER SATELIT KOMUNIKASI
Yantito Simanjuntak
SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005
RINGKASAN
Tesis ini mengkaji
penggunaan algoritma genetika untuk me -manage
transponder satelit komunikasi digital supaya kapasitasnya optimal. Penggunaan algoritma genetika didasarkan pada keunggulannya dibanding dengan metode konvensional lainnya di da lam pencarian nilai optimal. Tantangan lainnya adalah untuk digunakan dalam optimisasi transponder satelit komunikasi yang dimiliki oleh suatu operator satelit . Parameter-parameter sistem komunikasi satelit yang paling berpengaruh adalah parameter satelit itu sendiri dan karakteristik stasiun bumi. Dalam tesis ini, parameter satelit meliputi bandwidth, saturated flux density, linearitas amplifier dan gainflatness sedangkan karakteristik stasiun bumi meliputi diameter antena, daya transmit, modulasi, forward error correction rate serta pengaruh redaman sepanjang jalur uplink maupun downlink. Optimisasi dilakukan terhadap satu transponder. Besaran yang dioptimalkan adalah data rate kumulatif yang dilewatkan melalui transponder tersebut melalui beberapa car rier dengan memilih jenis modulasi, forward error corection, diameter antena, daya pancar stasiun bumi. Optimisasi menggunakan algoritma genetika dengan struktur data float (Real). Masukan dibangkitkan secara acak pada tahapan inisialisasi berupa matriks MxN, dimana M adalah jumlah individu (calon solusi) sedangkan N adalah deretan datarate sejumlah carrier yang diinginkan.
i
Kriteria pemberhentian proses iterasi algoritma genetika yang digunakan adalah batasan jumlah generasi. Dari beberapa optimisasi yang dilakukan, diketahui bahwa jumlah generasi yang dibutuhkan untuk mencapai konvergensi ternyata bervariasi. Pengukuran kompleksitas sistem dilakukan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi setiap generasi. Hasil pengukuran menunjukkan kompleksitas sistem adalah T(n) = O(n). Sistem yang dikembangkan bisa membuktikan adanya pengaruh negatif dari gain flatness yang tidak sempurna. Untuk SSPA yang ditinjau pengaruh tersebut terlihat dari pengurangan 1.71% dari kapasitas maksimum dengan karakteristik gain SSPA yang ideal. Dibandingkan dengan metode konvensional yang digunakan selama ini menunjukkan bahwa algoritma ge netika yang digunakan mampu mendapatkan kapasitas yang lebih tinggi 8.88%. Pengembangan lebih lanjut dari penelitian ini disarankan untuk meneliti pengaruh antena yang bervariasi dalam satu transponder. Disamping itu juga bisa dikembangkan dari sisi variasi BER untuk masing-masing layanan komunikasi. Di sisi pengembangan
algoritma
genetika
untuk
domain
yang
sama,
disarankan
mengembangkan algoritma genetika dengan metode terminasi yang lainnya.
ii
ABSTRACT YANTITO SIMANJUNTAK. Genetic Algorithm for Satellite Communication’s Transponder Management. Supervised by MARIMIN and TONDA PRIYANTO.
The aim of the research was to develop an optimization model, which is able to optimize transponder capacity based on their parameters, namely: gain flatness, bandwidth, linearity of amplifier, power flux density and characteristic of ground segment. The characteristic as a function of antenna diameter, power transmit, modulation, and forward error correction code rate. The genetic algorithm optimizer have been developed, was able to find 8.88% higher cumulative data rate (capacity) than conventional one. Also, it can prove that the impact of gain flatness is reducing (1.71%) the capacity of transponder. This system needs a uniform antenna diameter of earth stations. The larger antenna of earth station, the higher capacity of transponder. For coming research, it is suggested to design a system that has an un-uniform diameter antenna of earth station, and to optimize the power of transmitter and figure of merit to support the optimal transponder capacity.
Keywords: bandwidth, optimization, power flux density, antenna diameter, gain flatness and modulation.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas berkat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas penelitian ini dengan judul “ALGORITMA GENETIKA UNTUK MANAJEMEN TRANSPONDER SATELIT KOMUNIKASI”. Tugas penelitian dibuat untuk memenuhi salah satu persyaratan penyelesaian studi pada Program Studi Ilmu Komputer, Sekolah Pascasarjana IPB. Tugas penelitian ini dapat terselesaikan atas bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc. dan Bapak Tonda Priyanto C.Eng,M.Sc.,MIEE., selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak membimbing dan mengarahkan penulis. 2. Para Dosen Penguji yang meluangkan waktu untuk menguji materi yang dibahas dalam tulisan ini. 3. Staf pengajar dan karyawan di Program Studi Ilmu Komputer, Sekolah Pascasarjana IPB. 4. Rekan-rekan mahasiswa yang telah memberikan banyak masukan dan saran. 5. Istri tercinta Mariani Pangaribuan S.Si. dan seluruh keluarga atas dukungan moral dan spiritual. 6. Semua pihak yang membantu yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Akhir kata semoga tulisan ini dapat memperkaya khasanah dunia penelitian dilingkungan civitas akademia IPB khususnya, dan Indonesia umumnya. Bogor, Nopember 2005
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sigumpar Kabupaten Tobasa, Sumatera Utara pada tanggal 24 Januari 1971 sebagai anak keenam dari 8 bersaudara dari ayah bernama A. Simanjuntak dan ibu D. Hutabarat. Pendidikan sekolah dasar hingga menengah pertama ditempuh di Sigumpar, dan pendidikan menengah atas ditempuh di SMA negeri Laguboti, Sumatera Utara. Pendidikan sarjana ditempuh di STT Telkom Bandung Jurusan Teknik Elektro lulus 1996. Sejak Tahun 1996 sampai dengan sekarang menjadi karyawan tetap di PT. Telekomunikasi Indonesia Tbk. Pada tahun 2002 menempuh pendidikan lanjutan Sekolah Pascasarjana , Institut Pertanian Bogor pada Program Studi Ilmu Komputer.
SURAT PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam tesis saya yang berjudul: ALGORITMA GENETIKA UNTUK MANAJEMEN TRANSPONDER SATELIT KOMUNIKASI
Merupakan gagasan atau hasil penelitian saya sendiri, dengan arahan Komisi Pembimbing, kecuali dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Tesis ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar atau capaian akademik lainnya pada program sejenis di perguruan tinggi lain. Semua data dan informasi yang digunakan dinyatakan dengan jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, November 2005 Yang membuat Pernyataan
YANTITO SIMANJUNTAK
i
Judul Tesis
: Algoritma Genetika Untuk Manajemen Transponder Satelit Komunikasi
Nama
: Yantito Simanjuntak
NRP
: G 651020124
Program Studi
: Ilmu Komputer
Menyetujui, 1. Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Marimin, M.Sc. Ketua
Tonda Priyanto M.Sc., C.Eng, MIEE. Anggota
Mengetahui, 2. Ketua Program Studi
Ir.Agus Buono, M.Si., M.Komp.
Tanggal Ujian: 19 Nopember 2005
3. Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Prof.Dr.Ir.Sjafrida Manuwoto, M.Sc.
Tanggal Lulus:
ALGORITMA GENETIKA UNTUK MANAJEMEN TRANSPONDER SATELIT KOMUNIKASI
Yantito Simanjuntak
Tesis Sebuah karya ilmiah Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Komputer
SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2005
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
iv
DAFTAR GAMBAR
v
I. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
4
1.3 Ruang Lingkup
5
II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 SISTEM KOMUNIKASI SATELIT
6
2.1.1 Input/Output
7
2.1.2 Multiplexer/Demultiplexer
7
2.1.3 Modula si/Demodulasi
8
2.1.4 Up Converter dan Down Converter
8
2.1.5 HPA dan LNB
8
2.1.6 Link Satelit
8
2.1.7 Satelit sebagai Repeater
11
2.1.7.1 Linearitas TWTA atau SSPA
13
2.1.7.2 Gainflatness SSPA
14
2.2 ALGORITMA GENETIKA
22
2.2.1 Terminologi dan Defenisi
22
2.2.2 Posisi Algoritma Genetika dalam Teknik Pencarian
26
2.2.3 Operator Genetik pada String Biner
27
1. Seleksi
27
2. Crossover
29
3. Mutasi
30
2.2.4 Operator Genetik pada string float
33
2.2.5 Fungsi Objektif dan Fungsi Fitness
35
2.2.6 Terminasi GA
36
III. METODOLOGI
38
3.1 Kerangka Pemikiran
38
3.2 Tata Laksana
40 i
