ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA ROUND ROBIN DAN BEST CQI PADA PENJADWALAN DOWNLINK LTE

Transkripsi

1 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA ROUND ROBIN DAN BEST CQI PADA PENJADWALAN DOWNLINK LTE Dimas Pandu Koesumawardhana¹, Maman Abdurrohman.², Arif Sasongko Pd.³ ¹Teknik Informatika,, Universitas Telkom Abstrak Perkembangan teknologi dalam dunia telekomunikasi saat ini telah berkembang pesat, mulai dari era perkembangan CDMA ke GSM, sampai saat ini teknologi 3G yang merupakan teknologi akses paket kecepatan tinggi. Berbagai macam perbaikan telah berulangkali diperbaiki guna meningkatkan kenyamanan dalam akses kecepatan dan koneksi data. Saat ini di Indonesia tengah mempersiapkan jaringan LTE (Long Term Evolution) untuk memenuhi kebutuhan akses data pelanggan. Bertambahnya pelanggan pengguna internet dapat menyebabkan jaringan telekomunikasi mengalami kepadatan jaringan. Penjadwalan downlink merupakan salah satu solusi yang dapat dilakukan guna menunjang pengaksesan data. Penjadwalan downlink yang dapat digunakan adalah Round Robin dan Best CQI. Round Robin bekerja secara bergiliran satu demi satu, penjadwalan ini akan memberikan resource block pada user yang datang terlebih dahulu dan user yang datang berikutnya masuk dalam antrian. Sedangkan penjadwalan Best CQI adalah penjadwalan yang mempertimbangkan nilai CQI (Channel Quality Indicator) sebagai strategi untuk memberikan hak akses data kepada user. Untuk mengevaluasi performansi penjadwalan Round Robin dan Best CQI yang disimulasikan, digunakan parameter jumlah user, SNR (signal-to-noise ratio), skema transmisi SISO (Single Input Single Output), MIMO (Multiple Input Multiple Output). Hasil yang didapat menunjukkan bahwa penjadwalan Round Robin dan Best CQI dapat menghasilkan throughput yang baik untuk setiap skenario yang diujikan. Selain itu, untuk meningkatkan throughput pada penjadwalan Round Robin dan Best CQI dapat memperbesar bandwidth sehingga dapat memperbaiki nilai throughput secara keseluruhan. Kata Kunci : LTE, penjadwalan downlink, round robin, best CQI, parameter. Abstract Nowadays telecomunication technology has been massive, began from CDMA to GSM, until today 3G technology which is high-speed data package. Various kinds of improvements have been repeatedly repaired to improve speed access and convenience in data connection. In Indonesia is currently in the middle of preparing LTE network to meet the needs of the customer data access. The increased of internet users' customers can cause networks density in telecommunication networks Downlink scheduling is one solution that can be done to support data access. Downlink scheduling that can be used are Round Robin and Best CQI. Round Robin is working in turns one after another, this scheduling will provide resource block users who came first and the next user who comes into the queue. While the Best CQI scheduling is the scheduling that considers the CQI (Channel Quality Indicator) as a strategy to provide the data to the user access rights. To evaluate the performance of Round Robin and Best CQI scheduling that is simulated, it is used the parameter number of users, SNR, transmission schemes Single Input Single Output (SISO), Multiple Input Multi Output (MIMO). The results show that the Round Robin and Best CQI scheduling can result in good throughput for each scenario tested. In addition, to improve throughput at the Round Robin scheduling and Best CQI can enlarge the bandwidth so as to improve the overall throughput. Keywords : LTE, downlink scheduling, round robin, best CQI, parameter.

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah LTE (Long Term Evolution) adalah teknologi penerus 3G dan HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) atau lebih dikenal sebagai 4G (The Fourth Generations). LTE dikembangkan mulai tahun 2013 dan dirancang memiliki kecepatan downlink 300 Mbps dan uplink 75 Mbps, dan tentu saja menjadikan LTE sebagai teknologi penerus didunia telekomunikasi selular berbasis GSM. Teknologi LTE ini dikembangkan oleh 3GPP (Third Generation Partnership Project). LTE yang didesain untuk kemampuan transfer data yang besar, kapasitas sistem yang besar dan jangkauan yang luas. Untuk mendukung kamampuan tersebut pada jaringan LTE perlu didukung salah satunya dengan penjadwalan agar user secara adil mendapatkan akses melakukan transmisi. Penjadwalan (Scheduling) haruslah didesain untuk reaktif terhadap perubahan pada channel dan jenis trafik.[17] Di Indonesia pengguna internet, ponsel dan smartphone semakin banyak tetapi masih terkendala dengan kondisi jaringan yang belum optimal. Di tahun 2013, pemerintah sedang mempersiapkan jaringan LTE untuk memenuhi kebutuhan akses data pelanggan. Teknologi LTE yang telah diuji coba oleh beberapa operator di Indonesia bukanlah merupakan teknologi 4G yang sebenarnya. Teknologi yang telah diuji coba di Indonesia merupakan LTE release 8 yang baru memenuhi spesifikasi 3GPP tapi belum memenuhi spesifikasi IMTadvanced. Tiga operator yang sudah tercatat melakukan uji coba teknologi LTE adalah Telkomsel, Indosat dan XL Axiata.[20] Seiring dengan tuntutan peningkatan produktivitas manusia, terjadi peningkatan kebutuhan akan komunikasi data yang fleksibel dan mampu memberikan layanan dengan kecepatan tinggi. Salah satu alternatif untuk memenuhi kebutuhan tersebut adalah penggunaan jaringan teknologi LTE. 1

3 Teknologi LTE yang memiliki keunggulan lebih dapat dimanfaatkan sebagai infrstruktur baru untuk memenuhi kebutuhan manusia akan komunikasi data. Untuk itulah perlu dilakukan uji simulasi untuk mengetahui kualitas layanan dalam menangani jumlah pelanggan (user). Tugas akhir ini adalah implementasi melalui simulasi penjadwalan round robin dan best CQI untuk mengetahui parameter QoS (quality-of-service) throughput apabila diimplementasikan dengan 1 user, 10 users, 25 users, 50 users, dan 100 users. Selanjutnya akan dibandingkan performansi antara penjadwalan round robin dan best CQI melalui uji parameter. 1.2 Rumusan Masalah Penjadwalan round robin adalah penjadwalan paling sederhana meskipun begitu round robin tetap akan menghasilkan nilai throughput yang baik pada saat jumlah user yang banyak karena penjadwalan ini bekerja secara bergiliran satu demi satu sesuai antrian. Sedangkan, penjadwalan best CQI adalah penjadwalan yang mempertimbangkan nilai CQI. Penjadwalan best CQI akan merangking terlebih dahulu user berdasarkan nilai CQI sebelum memberikan akses kepada user untuk melakukan transmisi, apabila terdapat user yang banyak sehingga waktu akses user untuk melakukan transmisi akan membutuhkan waktu lebih lama maka nilai throughput cenderung akan tidak stabil. Jika SNR (signal-to-noise ratio) dan jumlah user akan menjadi salah satu parameter dalam simulasi ini, hasil simulasi memperlihatkan nilai throughput yang baik dan adanya skema transmisi dan pergantian penjadwalan dapat memperbaiki nilai throughput. Semakin besar nilai SNR dan seberapa banyak user yang diuji maka throughput yang dihasilkan pun akan semakin bagus dikarenakan bila throughput yang dihasilkan rendah maka bandwidth yang diterima user semakin kecil. Sehingga tugas akhir ini memiliki hipotesis "Skema transmisi dan pergantian penjadwalan akan memperbaiki nilai throughput." 2

4 Rumusan masalah dalam tugas akhir adalah sebagai berikut: a. Bagaimana pengaruh SNR terhadap throughput? b. Bagaimana pengaruh penjadwalan round robin dan best CQI terhadap throughput? c. Bagaimana pengaruh banyaknya user terhadap throughput berdasarkan skema transmisi? 1.3 Batasan Masalah Secara garis besar pembahasan dibatasi sebagai berikut: a. Implementasi penjadwalan algoritma round robin dan best CQI berupa simulasi. b. Simulasi dilakukan untuk kasus penjadwalan downlink pada single cell multi user. c. LTE link level simulator v1.7 r1089 yang digunakan berbasis MATLAB. d. Standar LTE dari 3GPP yang digunakan adalah LTE release 8. e. Simulasi tidak membahas mengenai jarak BS ke MS. 1.4 Tujuan Tugas akhir ini bertujuan untuk: a. Melakukan simulasi untuk mendapatkan hasil throughput berkaitan dengan SNR. b. Melakukan simulasi penjadwalan round robin dan best CQI berkaitan throughput. 3

5 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir c. Memperoleh hasil throughput berdasarkan banyaknya user dan skema transmisi. d. Analisi dan implementasi algoritma penjadwalan round robin dan best CQI. 1.5 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Latar belakang topik tugas akhir dan tujuan dbahas pada Bab 1. BAB II LANDASAN TEORI Studi literatur mengenai definisi LTE dan algoritma penjadwalan dijelaskan pada Bab 2. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI Implementasi dan definisi algoritma penjadwalan lebih jauh dijelaskan pada Bab 3. BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS Skenario simulasi dan analisa dijelaskan pada Bab 4. BAB V PENUTUP Kesimpulan hasil simulasi dan saran penelitian selanjutnya pada Bab 5. 4

6 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Penjadwalan pada LTE menjadi salah satu bagian yang penting dari sebuah terminal (base station). Penjadwalan akan memberikan resource block sesuai dengan bandwidth yang digunakan. 2. Best CQI akan memberikan akses data kepada user dengan mempertimbangkan dahulu nilai CQI (Channel Quality Indicators) dan memberikan resource block kepada user yang memiliki CQI tertinggi. 3. Kelemahan Best CQI adalah user yang memiliki nilai CQI rendah kemungkinan besar tidak akan dilayani. 4. Round robin pada terminal akan memberikan resource block pada UE yang sesuai dengan gilirannya (satu demi satu). 5. Kelemahan Round Robin adalah pelayanan yang dilakukan menyesuaikan giliran karena tidak melihat nilai CQI. 6. Dengan skema transmisi SISO, MIMO (2x2) dan MIMO (4x4), penjadwalan round robin mendapatkan throughput yang lebih besar dari penjadwalan best CQI bila dilihat dari nilai SNR tertentu. 7. Besar bandwidth juga memperbesar nilai throughput karena dengan semakin besarnya bandwidth yang digunakan aliran data yang dikirimkan juga akan semakin cepat. 8. Dilihat dari kapasitas channel SISO dan MIMO, untuk memperbesar nilai throughput dapat menggunakan skema transmisi MIMO. Pengujian melalui simulasi untuk mendapatkan nilai throughput dapat disimpulkan bahwa pada saat SNR rendah throughput menggunakan skema transmisi MIMO (2x2) maupun MIMO (4x4) memang lebih tinggi dari SISO. Tetapi, pada saat SNR tinggi throughput SISO bisa lebih besar dari throughput MIMO. Hal ini bisa terjadi karena pada SNR rendah penjadwalan pada skema transmisi MIMO lebih cepat dibandingkan SISO karena dibagi ke dalam jumlah antena. Ketika 45

7 Powered by TCPDF ( Tugas Akhir SNR tinggi SISO bisa mendapatkan throughput lebih besar karena proses menjadwalkannya sudah selesai. 9. Dari semua pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan faktor-faktor yang menjadi faktor nilai throughput adalah banyaknya user, penjadwalan, besar bandwidth dan skema transmisi. 5.2 Saran Saran yang dapat dipertimbangkan untuk pengembangan penelitian tugas akhir selanjutnya adalah: 1. Diharapkan pada penelitian selanjutnya dapat mengonsep, mengimplementasikan dan menguji penjadwalan baru selain penjadwalan yang telah banyak digunakan karena penjadwalan adalah salah satu faktor yang penting pada base station untuk mengoptimalkan throughput jaringan LTE. 2. Diharapkan pada penelitian selanjutnya dapat menguji menggunakan ukuran data dan menggunakan retransmission HARQ. 3. Diharapkan pada penelitian selanjutnya tidak hanya menguji untuk kasus downlink saja tetapi juga kasus uplink. 4. Untuk penelitian selanjutnya dapat menghasilkan scheduler plot yang ada pada LTE link level simulator. 5. Untuk hasil penelitian selanjutnya bila memang perlu dapat memodelkan dalam 3 dimensi (misal SNR, Channel Capacity, Throughput). 6. Untuk penelitian selanjutnya melakukan simulasi jaringan LTE menggunakan MATLAB dibutuhkan juga spesifikasi komputer yang tinggi atau spesifikasi komputer server. 46