TUGAS AKHIIR
ANAL LISA KINE ERJA BEBERAPA A VARIAN N TCP PA ADA JARIN NGAN UM MTS
Diajukan D guna g melengkapi sebagian n syarat dalam menc capai gela ar Sarjan na Strata Satu (S1))
Disusun Oleh:
Nam ma
: Batara B Jon nggi Sima anjuntak
NIM M
: 41406110 4 094
Industri Fak kultas : Teknologi T
Pemin natan Tek knik Telekomunik kasi Jurusan Teknik E Elektro Fa akultas Te eknologi Industri UNIV VERSITA AS MERCU BUANA A JA AKARTA 2011
TUGAS AKHIIR
ANAL LISA KINE ERJA BEBERAPA A VARIAN N TCP PA ADA JARIN NGAN UM MTS
Diajukan D guna g melengkapi sebagian n syarat dalam menc capai gela ar Sarjan na Strata Satu (S1))
Disusun Oleh:
Nam ma
: Batara B Jon nggi Sima anjuntak
NIM M
: 41406110 4 094
Industri Fak kultas : Teknologi T
Pemin natan Tek knik Telekomunik kasi Jurusan Teknik E Elektro Fa akultas Te eknologi Industri UNIV VERSITA AS MERCU BUANA A JA AKARTA 2011
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISA KINERJA BEBERAPA VARIAN TCP PADA JARINGAN UMTS
Disusun Oleh: Nama
: Batara Jonggi Simanjuntak
NIM
: 41406110094
Fakultas
: Teknologi Industri
Pembimbing:
(Dr Ing. Mudrik Alaydrus)
Mengetahui, Koordinator Tugas Akhir / Ketua Program Studi
(Yudhi Gunardi, ST. MT)
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini, Nama
:
Batara Jonggi Simanjuntak
NIM
:
41406110094
Jurusan
:
Teknik Elektro
Fakultas
:
Teknik Industri
Judul Skripsi
:
ANALISA KINERJA BEBERAPA VARIAN TCP PADA JARINGAN UMTS
Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.
Penulis,
(Batara Jonggi Simanjuntak)
Kata Pengantar
Pertama saya mengucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan anugrahnya sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat selesai. Selanjutnya saya mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Dr. Ing Mudrik Alaydrus atas bimbingannya dalam menyusun Skripsi ini, tanpa bantuan beliau Skripsi ini tidak dapat selesai dengan baik. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Yudhi Gunardi, ST.MT yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk memulai Tugas Akhir ini. Saya juga mengucapkan banyak terima kasih teman-teman yang telah membantu saya dalam memberikan masukan dan waktunya sehingga beberapa hal yang menjadi hambatan bisa terselesaikan. Akhir kata saya mengucapkan banyak terima kasih kepada Universitas Mercu Buana yang telah banyak memberikan support sehingga saya dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
DAFTAR ISI
Halaman Judul……………………………………………………………………………….. i Halaman Pernyataan………………………………………………………………………… ii Halaman Pengesahan………………………………………………………….…………… iii Abstrak………………………………………………………………………………………… iv Kata Pengantar………………………………………………………………………………. v Daftar Isi ……………………………………………………………………………………… vi Daftar Tabel………………………………………………………………………………….. vii Daftar Gambar……………………………………………………………………………….. viii Daftar Istilah/Singkatan……………………………………………………………………… ix
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang …………………………………………………………….. 1 1.2 Perumusan Masalah……………………………………………………….. 2 1.3 Batasan Masalah ………………………………………………………...... 3 1.4 Tujuan Penulisan …………………………………………………………… 4 1.5 Metode Penelitian ………………………………………………………….. 4 1.6 Sistematika Penulisan …………………………………………………….. 5
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur Jaringan UMTS…………………………………………………
7
2.2 Arsitektur Protokol UMTS…………………………………………………. 9
2.2.1 Network Layer………………………………………………………
9
2.2.2 Protokol RLC……………………………………………………….. 10 2.2.3 Protokol MAC……………………………………………………….. 11 2.2.4 Layer Fisik…………………………………………………………… 13 2.3 HSDPA pada UMTS………………………………………………………… 14 2.3.1 Radio Interface dan Arsitektur Jaringan untuk HSPDA………… 15 2.3.2 HSDSCH Arsitektur MAC…………………………………………… 16 2.3.3 Kontrol Aliran Node B……………………………………………….. 18 2.3.4 Hybrid ARQ (HARQ) dengan Soft Combining……………………. 20 2.3.5 Adaptasi Fast Link…………………………………………………… 21 2.3.6 Fast Scheduling pada Node B……………………………………… 21 BAB III SKEMA SIMULASI 3.1 NS2 ……………………………………………………………………........... 23 3.2 EURANE Model……………………………………………………………… 23 3.3 Karakteristik kanal Wireless dan model propagasi yang dipergunakan dalam EURANE………………………………........................................... 25 3.3.1 Bentuk Kanal………………………………………………............... 26 3.3.2 Model Propagasi…………………………………………................. 26 3.3.3 Pengaturan Parameter Simulasi dan Kinerja metric…………….. 28 3.4 TCP Varian yang digunakan untuk simulasi………………………..…….. 31 3.4.1 Packet Loss based congestion control……………………….…… 31 3.4.2 Kontrol kongesti yang berbasis Delay………………………….…. 32 3.5 Skenario Simulasi…………………………………………………………… 33
3.5.1 Dampak scheduler layer MAChs pada TCP……………………... 35 3.5.1.1 Input Trace berbasis rawan error……………………….. 36 3.5.1.2 Input Trace berbasis kondisi Ideal……………………….. 36 3.5.2 Dampak ukuran RLC / buffer MAChs dan ukuran TCP MSS pada varian TCP dalam jaringan UMTS ………………………… 37 3.5.2.1 Pertimbangan ukuran RLC / buffer MAChs…………….. 37 3.5.2.2 Ketentuan RTT……………………………………………. 38 3.5.3 Penggabungan beberapa aliranTCP dalam jaringan UMTS…… 42 3.5.3.1 Ketentuan Skenario……………………………………….. 43 3.5.3.2
Aggresifitas TCP………………………………………………… 43
BAB IV Kinerja Varian TCP Dalam Jaringan UMTS……………………………………. 45 4.1 Hasil Simulasi Dampak scheduler layer MAChs pada TCP ……….………… 45 4.2
Hasil Simulasi Dampak Ukuran RLC/buffer MAChs dan Ukuran TCP MSS…. 48
4.3
Hasil Simulasi Penggabungan beberapa aliranTCP dalam jaringan UMTS….. 51
BAB V Kesimpulan …………………………………………………………….………….. 56
Daftar Pustaka……………………………………………………………………………….. 59
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 - Arsitektur Network UMTS……………………………………………….….. 7 Gambar 2.2 - Protokol Stack UMTS……………………………………………………….. 9 Gambar 2.3 - Arsitektur MAC Layer…………………………………………………...….. 12 Gambar 2.4 - Mapping transport channel to physical channel………………….…........ 13 Gambar 2.5 - Arsitektur HSDPA…………………………………………………....……… 15 Gambar 2.6 - Arsitektur MAChs pada UE………………………………………….……… 16 Gambar 2.7 - Arsitektur MAChs pada UTRAN………………………………...…….…… 18 Gambar 2.8 - Credit based flow control and Data Exchange…………………………… 19 Gambar 2.9 - Overviewing of functioning of HSDPA…………………………………….. 22 Gambar 3.1 - Referensi kurva BLER versus SNR……………………………………….. 28 Gambar 3.2 - Topologi Dasar Simulasi……………………………………………………. 34 Gambar 3.3 - Topologi Skenario Fairness pada aliran data…………………………….. 43 Gambar 4.1 - Pengamatan rata-rata Throughput Vs ukuran buffer RLC/MAC-hs….… 48 Gambar 4.2 - Pengamatan rata-rata Delay Vs ukuran buffer RLC/MAC-hs……….….. 49 Gambar 4.3 - Tanpa bottleneck link pada saat terkoneksi ……………………………… 51 Gambar 4.4 - Bottleneck link pada saat terkoneksi………………………………………. 52 Gambar 4.5 - Aggressivitas TCP FAST (α=100)…………………………………………. 54 Gambar 4.6 - Aggressivitas TCP FAST (α=20)…………………………………………… 54
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 - Fixed Parameter………………………………….………………………….. 29 Tabel 3.2 - Parameter Variabel………………………………………………………….. 30 Tabel 4.1 - Lima aliran TCP dengan input trace bervariasi ………………………….. 45 Tabel 4.2 - Lima aliran TCP dengan input trace ideal…………………………………. 46 Tabel 4.3 - TCP MSS Varian Vs Throughput…………………………………………… 49 Table 4.4 - Keadilan Inter-protocol dipresentasikan pada pemanfaatan bandwidth 5, 10 and 20 persaingan aliran…………………………………………….. 55 Tabel 5.1 - Hasil Pengujian Scheduling…………………………………………………. 56 Tabel 5.2 - Hasil Pengujian Troughput vs Scheduling…………………………………. 57 Tabel 5.3 - Hasil Pengujian beberapa aliran TCP dan Aggresifitas………………….. 58
DAFTAR SINGKATAN
3GPP
Third Generation Partnership Project
ACK
Acknowledgement
AM
Acknowledgement Mode
ARQ
Automatic Repeat reQuest
BLER
Block Error Rate
CQI
Channel Quality Indicator
DCH
Dedicated Channel
FACH
Forward Access Channel
GPRS
General Packet Radio Service
GGSN
Gateway GPRS Support Node
HARQ
Hybrid ARQ
HSDPA
High Speed Downlink Packet Access
HS-DSCH
High Speed Downlink Shared Channel
MAC-hs
Medium Access Control – high speed
MAC-d
Medium Access Control – dedicated
Max C/I
Maximum Carrier to Interference
MRC
Maximum Ratio Combining
NACK
Negative Acknowledgement
PDU
Protocol Data Unit
QPSK
Quadrature Phase-Shift Keying
QAM
Quadrature Amplitude Modulation
RAN
Radio Access Network
RACH
Random Access Channel
RLC
Radio Link Controller
RTO
Retransmission Time Out
RTT
Round Trip Time
RTTvar
RTT variance
RR
Round Robin
SEACORN
Simulation of Enhanced UMTS Access and Core Networks
SGSN
Serving GPRS Support Node
SNR
Signal to Noise Ratio
SRTT
Smoothed RTT
TM
Transparent Mode
TTI
Transmission Time Interval
UE
User Equipment
UM
Un-acknowledgement Mode
UMTS
Universal Mobile Telecommunication System
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access Network
