Alokasi Sumber Daya Lintas Lapisan pada Sistem OFDMA untuk Trafik Heterogen

Transkripsi

1 Alokasi Sumber Daya Lintas Lapisan pada Sistem OFDMA untuk Trafik Heterogen Tiarlyna Patra Sarie Sihombing Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Gamantyo H., M.Eng., Ph.D Ir. Endroyono, DEA

2 AGENDA 1. Pendahuluan 2. Kajian Pustaka dan Dasar Teori 3. Metode penelitian 4. Hasil dan Pembahasan 5. Kesimpulan dan Saran 6. Daftar Pustaka

3 PENDAHULUAN

4 LATAR BELAKANG Kapasitas terbatas + Redaman hujan Alokasi Sumber Daya Lintas Lapisan

5 PERMASALAHAN Bagaimana pemodelan sistem OFDMA multiuser Bagaimana membuat formulasi pada alokasi sumber daya yang menggabungkan dua tipe trafik yaitu Streaming dan Elastic Bagaimana implementasi algoritma dari alokasi sumber daya Bagaimana dampak dari Streaming trafik pada total rate dari user trafik Elastic

6 BATASAN MASALAH Sistem OFDMA satu sel dengan transmisi downlink menggunakan frekuensi 30 GHz, untuk panjang lintasan 1 4 km. Metode alokasi kanal yang digunakan yaitu dynamic subcarrier allocation. Data curah hujan yang digunakan adalah data hasil pengukuran di lingkungan ITS dengan rentang waktu Januari - Mei Untuk memprediksi redaman hujan sepanjang lintasan memakai metode statistik Synthetic Storm Technique (SST). Channel state information (CSI) diasumsikan sempurna. Trafik yang digunakan adalah trafik jenis video dan FTP yang telah dibangkitkan dalam penelitian sebelumnya. Parameter yang dipakai yaitu total bandwidth pada sistem sebesar 512 khz yang dibagi untuk 64 subcarrier dengan total daya sebesar 50 W. Buffer pada sistem memiliki kapasitas yang tak terbatas.

7 KAJIAN PUSTAKA dan DASAR TEORI

8 MODEL OFDMA DOWNLINK

9 METODE PENELITIAN

10 DIAGRAM ALIR PENELITIAN Mulai Model OFDMA Pengumpulan data curah hujan Model Trafik Menghitung redaman hujan dengan metode SST Mendapatkan SNR cs dan SNR rain Mendapatkan availability capacity Alokasi Sumber Daya Evaluasi Rate Sistem Kesimpulan Selesai

11 LANGKAH PEMODELAN SEL Single cell 8 x 8 km User 2 User 1 User 3 User Jarak (Km)

12 LANGKAH PEMODELAN REDAMAN HUJAN Kecepatan angin pada lintasan untuk lintasan timur sebagai link reference v r1 = Panjang segmen tiap lintasan L = V r. T Redaman Hujan tiap lintasan A m = v cos(90- θ) m-1 j=0 b ar m-j. L j v r1 = kecepatan angin pada lintasan 1 v = kecepatan angin θ = sudut kedatangan angin T = waktu sampling A m = redaman hujan untuk m =1,2,...n ΔL = panjang segmen pada saat j R = intensitas hujan (mm/h) a,b = koefisien ITU-R P

13 Langkah Perhitungan SNR rain dan Available Capacity SNR rain SNR rain = SNR CS + A k Available Capacity C k,n = BW log 2 (1 + SNR rain k,n ) SNR rain = SNR saat hujan SNR CS = SNR saat clear sky =Redaman hujan A k SNR rain = SNR saat hujan BW = bandwidth per subcarrier

14 LANGKAH PEMODELAN ALOKASI SUMBER DAYA Optimasi dengan mengalokasikan subcarrier: ϵ {0,1} adalah faktor alokasi subcarrier adalah data rate user trafik Elastic. Dengan batasan:

15 End DIAGRAM ALIR ALOKASI SUMBER DAYA Start IntensitasTrafik (I) available capacity (c) - Tk 1,Tk 2,Tk 3,Wk 2,Wk 3 Wk 1 = 0 Y Y N I c Wk 1 Tk 1 Wk 2 > Tk 2 N Wk 2 = Wk N Wk 3 > Tk 3 N Wk 2 = Wk N Alokasi subcarrier N Y Y Wk 1 = Wk

16 HASIL dan PEMBAHASAN

17 POSISI USER Posisi 3 user User X (km) Y(km)

18 POSISI USER Posisi 7 user User X (km) Y(km)

19 REDAMAN HUJAN Redaman hujan 3 user

20 REDAMAN HUJAN Redaman hujan 3 user

21 REDAMAN HUJAN Redaman hujan 7 user

22 REDAMAN HUJAN Redaman hujan 7 user

23 SNR rain SNR rain 3 user User Iterasi 1 Iterasi 2 Iterasi 3 Iterasi 4 Iterasi 5 Iterasi SNRrain 7 user User Iterasi 1 Iterasi 2 Iterasi 3 Iterasi 4 Iterasi 5 Iterasi

24 AVAILABLE CAPACITY Available capacity 3 user User Iterasi 1 Iterasi 2 Iterasi 3 Iterasi 4 Iterasi 5 Iterasi

25 AVAILABLE CAPACITY Available capacity 7 user User Iterasi 1 Iterasi 2 Iterasi 3 Iterasi 4 Iterasi 5 Iterasi

26 ALOKASI SUMBER DAYA Alokasi sumber daya 3 user a. 1 User Trafik Video dan 2 User Trafik FTP User Trafik Σ Subcarrier Total Rate (Kbps) 1 Video E+03 2 FTP FTP

27 ALOKASI SUMBER DAYA b. 2 User Trafik Video dan 1 User Trafik FTP User 1 2 Trafik Video 1 Video 2 Σ Subcarrier Total Rate (Kbps) FTP

28 ALOKASI SUMBER DAYA Alokasi sumber daya 7 user a. 1 User Trafik Video dan 6 User Trafik Data User Trafik Σ Subcarrier Total Rate (Kbps) 1 Video E+03 2 FTP FTP FTP FTP FTP FTP

29 ALOKASI SUMBER DAYA b. 2 User Trafik Video dan 5 User Trafik Data User Trafik Σ Subcarrier Total Rate (Kbps) 1 Video Video FTP FTP FTP FTP FTP

30 TOTAL RATE USER TRAFIK FTP Seiring pertambahan jumlah user dengan trafik Streaming maka total rate user dengan trafik FTP akan berkurang. Terjadi trade off antara jumlah user Streaming dan jumlah user Elastic.

31 KESIMPULAN Nilai redaman hujan pada sistem didapatkan berkisar antara 0 db hingga 375 db sehingga dampak dari curah hujan yang tinggi akan menyebabkan redaman hujan yang besar pula. Nilai available capacity yang didapat yaitu nilai terendah kbps dan tertinggi kbps dimana nilai ini berubah ubah pada setiap lintasan yang disebabkan oleh pergerakan hujan dan posisi user terhadap BTS di dalam sel.

32 KESIMPULAN Total throughput terbesar dengan menggunakan alokasi ini adalah Mbps dan total terendahnya Mbps, sehingga, dengan melakukan alokasi sumber daya lintas lapisan ini pada sistem, kapasitas dapat digunakan dengan optimal. Dengan menambah jumlah user dengan trafik Streaming maka total rate pada user Elastic akan menurun sehingga terjadi hubungan tradeoff antara user yang menggunakan trafik Streaming dengan user yang menggunakan trafik Elastic.

33 REFERENSI 1. Nader Mokari, Mohammed R. Javan, dan Keivan Navaie (2010), Cross- Layer Resource Allocation in OFDMA Systems for Heterogeneous Traffic With Imperfect CSI, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 59, no. 2 hal M. Tao, Y.-C. Liang, dan F. Zhang (2008), Resource Allocation for Delay Differentiated Traffic in Multiuser OFDM Systems, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 7, no. 6, hal Wonjong Rhee dan John M. Chioffi (2010). Increase in Capacity of Multi-user OFDM System Using Dynamic Subcarrier Allocation, Proc. IEEE Veh. Technol. Conf, vol. 2, hal D. S. W. Hui, V. K. N. Lau, dan W. H. Lam (2007), Cross-Layer Design for OFDMA Wireless Systems with Heterogeneous Delay Requirements, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 6, no. 8, hal Sanam Sadr, Alagan Anpalagan dan Kaamran Raahemifar (2009), Radio Resource Allocation Algorithms for the Downlink of Multiuser OFDM Communication Systems, IEEE communications surveys & tutorials, vol. 11, no. 3, hal

34 REFERENSI 6. Seybold. John S (2005), Introduction To RF Propagation, New Jersey: John Wiley and Sons,Inc. 7. Mahmudah, H. (2008). Prediksi Redaman Hujan Menggunakan Synthetic Storm Technique (SST). Tesis. ITS. 8. Chu. Chih Y., dan Chen. K. S. (2005), Effect of Rain Fading on Efficiency of Ka-Band LMDS System in The Taiwan Area, IEEE Trans. On Vehicular Technology, Vol Cristina Cornaniciu, Narayan B. Mandayarn, H. Vincent Poor (2005), Wireless Networks: Multiuser Detection in Cross-Layer Design, Springer. 10. Corvino Virgina, dan Tralli Velio (2009), Cross Layer Radio Resource Allocation for Multicarrier Air Interference in Multicell Multiuser Environment, IEEE Trans. Inform.Theory, vol. 58 no ITU R P.838a-3 (2005). Specific Attenuation Model for Rain for Use in Prediction Methods. 12. Endroyono, dan Hendrantoro, G (2009) Cross-layer Optimization Performance Evaluation of OFDM Broadband Network on Millimeter Wave Channels, WOCN, OpenConf Conference Management Sistem..

35 REFERENSI 13. Prasad, R (2004), OFDM for wireless Communication System, Artech House,Inc, Boston, London. 14. Laurentius Aditya dan Gamantyo (2010), Peningkatan Kinerja Sistem LMDS dengan Metode Adaptive Coded Modulation Menggunakan Relay Decode and Forward di Bawah Pengaruh Redaman Hujan Tropis Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro, ITS, Surabaya. 15. Farid Baskoro. Gamantyo. Endroyono (2010), Evaluasi Kinerja Adaptive Resource Allocation (ARA) di Kanal Redaman Hujan Dibandingkan Dengan Simple Resource Allocation (SRA) dan Random Resource Allocation (RRA). Thesis, Jurusan Teknik Elektro, ITS, Surabaya.

36 TERIMA KASIH

37

38

39

40 LMDS LOCAL Jarak tempuh sinyalnya terbatas kira-kira 1 s.d. 4 km MULTIPOINT point to multipoint pada downlink dan uplink DISTRIBUTION mendistribusikan semua jenis layanan SERVICE jenis layanan tergantung pada operator sistem