OPTIMASI LINTAS LAPISAN PADA SISTEM KOMUNIKASI KOOPERATIF DI DALAM GEDUNG Bayu Sampurna (2206 100 180)
Dosen Pembimbing : 1 Prof. 1. P f Dr. D IIr Gamantyo G t Hendrantoro, H d t ME M.Eng. 2. Nyoman Gunantara, ST. MT Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 1
LATAR BELAKANG ¾ Adanya gangguan multipath fading menurunnya y kinerja j sistem komunikasi.
yang
menyebabkan
¾ Teknik MIMO sulit diterapkan untuk mengatasi multipath fading . ¾ Sistem komunikasi kooperatif mulai diperhitungkan dalam mengatasi masalah ini, khususnya di dalam gedung. ¾ Optimasi lintas lapisan mulai diperhitungkan guna mendapatkan kinerja j sistem yyang g semakin baik. ¾ Penambahan optimasi BER pada sistem peningkatan kualitas sinyal pada penerima. penerima
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
menunjukkan
Page 2
PERMASALAHAN ¾ Bagaimana pemodelan kanal pada sistem komunikasi kooperatif di dalam gedung ? ¾ Bagaimana proses penambahan perhitungan BER pada sistem? ¾ Bagaimana pengaruh optimasi lintas lapisan pada sistem komunikasi kooperatif di dalam gedung dengan adanya penambahan perhitungan BER ?
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 3
BATASAN MASALAH ¾
Konfigurasi sistem terdiri atas dua sumber, satu tujuan dan 6 node yang dibangkitkan secara acak pada area dengan ukuran 200x200 meter.
¾
Propagasi yang digunakan merupakan propagasi di dalam gedung.
¾
Permasalahan multipath fading dianggap telah diatasi oleh t k ik diversity. teknik di it
¾
Metode forwarding yang digunakan pada sistem adalah DF.
¾
M d l i yang digunakan Modulasi di k adalah d l h BPSK
¾
Simulasi dibuat dengan menggunakan software Matlab.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 4
TUJUAN ¾
Mengetahui pemodelan kanal pada sistem komunikasi kooperatif di dalam gedung gedung.
¾
Mengetahui proses penambahan perhitungan BER pada sistem.
¾
Mengetahui pengaruh optimasi lintas lapisan pada p di dalam g gedung g dengan g sistem komunikasi kooperatif adanya penambahan perhitungan BER.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 5
METODOLOGI
Gambar 1. Strategi Penelitian Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 6
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI
Gambar 2. 2 Langkah-langkah Langkah langkah optimasi Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 7
PEMBANGKITAN RANDOM NODE Tabel 1. Posisi Node No
Node
1
Node 1
Posisi (sumbu x,y) 53, 61
2
Node 2
39, 180
3
Node 3
72, 177
4
Node 4
84, 131
5
Node 5
175, 28
6
Node 6
158, 190
Gambar 3. Konfigurasi Sistem Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 8
PARAMETER-PARAMETER SIMULASI
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 9
Kanal di dalam gedung g g Perhitungan gain kanal dengan menggunakan persamaan (1) dengan terlebih dahulu menghitung jarak antar node :
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 10
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (1) Perhitungan konsumsi daya awal dengan menggunakan persamaan :
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 11
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (2) Perhitungan data rate dengan menggunakan persamaan :
Dari persamaan (4) dan (5) dibandingkan dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 2 2.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 12
Tabel 2. Data rate tiap node No
Posisi
Data rate (bps/Hz) Sumber 1
1 2 3 4 5 6
Sumber 1 ke node 1 Sumber 1 ke node 2 Sumber 1 ke node 3 Sumber 1 ke node 4 Sumber 1 ke node 5 Sumber 1 ke node 6 Sumber 1 ke tujuan
77,4209 4209 8,3576 8,0522 7 1395 7,1395 8,9302 7,6458 7 1171 7,1171 Sumber 2
7 8 9 10 11 12
Sumber 2 ke node 1 Sumber 2 ke node 2 Sumber 2 ke node 3 Sumber 2 ke node 4 Sumber 2 ke node 5 Sumber 2 ke node 6 Sumber 2 ke tujuan
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
9,8564 9 3675 9,3675 8,8135 8,7058 9,0349 9,0698 8,5378
Page 13
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (3) Menentukan kapasitas trafik tiap link : 1. 1 2.
Menentukan source rate optimal dengan persamaan (6) Menentukan kapasitas trafik maksimal dengan persamaan (7)
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 14
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (4)
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 15
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (4) Menentukan nilai BER tiap link : 1 Menentukan persamaan Eb/No untuk modulasi BPSK 1. 2. Menentukan persamaan BER untuk modulasi BPSK -
(12)
Æ
Æ
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
(13)
Page 16
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (5) 1.
Menentukan persamaan Eb/No untuk modulasi BPSK -Æ (14)
Æ
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 17
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (6) 2. Menentukan persamaan BER untuk modulasi BPSK : (15) Probabilitas error transmisi langsung : (16) P b bili Probabilitas error transmisi i i kkooperatif if : (17)
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 18
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (7) Menentukan daya yang diterima(Pr) pada tiap link untuk menghitung nilai BER: (18)
, dimana di
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
(19)
Page 19
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (8) Memasukkan persamaan BER pada persamaan Lagrange:
(20)
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 20
LANGKAH-LANGKAH OPTIMASI (9) Menentukan persamaan optimasi gabungan dari persamaan Lagrange untuk menentukan daya pada physical layer :
(21)
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 21
ANALISIS HASIL SIMULASI
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 22
ANALISIS KAPASITAS TRAFIK SUMBER 1 Tabel 3. Kapasitas trafik sumber 1
Posisi Node 1
Kapasitas trafik (bps/Hz) 3.7105
Node 2
4.1788
Node 3
4.0261
Node 4
3.5698
Node 5
4.4651
Node 6
3.8229
Gambar 3. Kapasitas trafik sumber 1
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 23
ANALISIS KAPASITAS TRAFIK SUMBER 2 Tabel 4. Kapasitas trafik sumber 2
P ii Posisi Node 1
Kapasitas i trafik (bps/Hz) 4.9282
Node 2
4.6838
Node 3
4.4068
Node 4
4.3529
Node 5
4.5175
Node 6
4.5349
Gambar 4. Kapasitas trafik sumber 2
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 24
ANALISIS KONSUMSI DAYA SUMBER 1 Tabel 5. Konsumsi daya sumber 1 dengan nilai γ1=20
Node
1
Total Konsumsi Daya Sumber 1 (mW) 4.1059
2
10 4347 10.4347
3
13.3527
4
3 9692 3.9692
5
5.2031
Gambar 5. Perbandingan konsumsi daya 6 G sumber 1 dengan nilai γ1
4 2762 4.2762
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 25
ANALISIS KONSUMSI DAYA SUMBER 2 Tabel 6. Konsumsi daya sumber 2 dengan nilai γ1=20
Node
1
Total Konsumsi Daya Sumber 2 (mW) 13.3007
2
5.5184
3
5.1165
4
5.0409
5
5.7660
Gambar 6. Perbandingan konsumsi daya 6 sumber 2 dengan nilai γ1
4.1734
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 26
ANALISIS NILAI BER SUMBER 1 DAN SUMBER 2 Tabel 7. Nilai BER tiap node
Jenis Transmisi Langsung Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 5 Node 6
Sumber 1 6.3467e-06 1.3044e-11 3.4566e-14 1.6859e-28 1.3520e-23 1.7709e-15 5.5753e-07
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Sumber 2 9.3179e-14 9.2179e-19 2.0679e-06 7.3234e-03 8.0710e-15 8.4756e-09 5.0276e-10
Page 27
ANALISIS OPTIMASI GABUNGAN SUMBER 1 DAN SUMBER 2 Tabel 8. Daya pada physical layer
Node
Optimasi Gabungan Pada Sumber 1(mW)
Optimasi Gabungan Pada Sumber 2 (mW)
1
27.2279
42.5636
2
43 3516 43.3516
57 3298 57.3298
3
53.2808
46.4837
4
52 9470 52.9470
59 0652 59.0652
5
28.2424
66.9799
6
31 9258 31.9258
57 7817 57.7817
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 28
JALUR PEMILIHAN RELAY TERBAIK
Gambar 7. Jalur pemilihan relay terbaik Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 29
ANALISIS OPTIMASI GABUNGAN DENGAN 30 KALI ITERASI Tabel 9. Pemilihan node sebagai relay terbaik
Posisi Node 1 Node 2 Node 3 Node 4 Node 5 Node 6 Relayy terbaik
Sumber 1
Sumber 2
3 1 11 7 4 4 Node 3
4 1 7 6 9 3 Node 5
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 30
KESIMPULAN
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 31
KESIMPULAN (1) ( ) 1. Pemodelan transmisi nirkabel yang terbaik dilakukan di dalam gedung adalah melalui metode kooperatif. 2. Kapasitas trafik transmisi kooperatif lebih besar dibandingkan dengan transmisi langsung, g g, dan kapasitas p trafik terbesar untuk sumber 1 didapatkan melalui node 5 dengan nilai kapasitas trafik sebesar 4.4651 bps/Hz, sedangkan untuk sumber 2 didapatkan melalui node 1 dengan nilai kapasitas trafik sebesar 4.9282 bps/Hz. 3. Total daya transmisi langsung lebih besar bila dibandingkan transmisi kooperatif, dan total daya minimum untuk sumber 1 didapatkan pada pengiriman melalui node 4 yaitu sebesar 3.9692 mW, sedangkan untuk sumber 2 didapatkan melalui node 6 yaitu sebesar 4.1734 mW.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 32
KESIMPULAN (2) ( ) 3. Nilai bit error rate yang didapat melalui dibandingkan apabila melalui transmisi terkecil untuk sumber 1 didapatkan 1.6859e-28, sedangkan untuk sumber 2 sebesar 9.2179e-19..
transmisi kooperatif lebih kecil langsung. Nilai bit error rate melalui node 3 yaitu sebesar didapatkan melalui node 1 yaitu
4. Dengan menggunakan teknik optimasi gabungan, didapatkan hasil bahwa pada sumber 1 daya optimasi gabungan yang terbesar didapatkan pada node 3 ruang 2 yaitu sebesar = 53.2808 mW, sedangkan pada sumber 2 didapatkan pada node 5 ruang 3 sebesar = 66.9799 mW. 5. Dengan menggunakan teknik optimasi gabungan dengan iterasi sebanyak 30 kali dapat disimpulkan bahwa sumber 1 dan 2 memilih node yyang g memiliki nilai optimasi p gabungan g g terbesar sebagai g relayy terbaik dalam mentransmisikan data yaitu node yang terletak pada ruang 2 dan 3.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 33
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro, FTI-ITS
Page 34
