ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK PADA KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA TABU SEARCH TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro Oleh : ISYWALSYAH LANI PUTRI NIM : 110422002 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
ABSTRAK Sistem komunikasi seluler menjadi sangat penting pada masa sekarang. Namun dalam sistem komunikasi seluler terdapat keterbatasan kanal. Banyak hal telah dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan kanal tersebut salah satunya ialah dengan adanya alokasi kanal yang tepat. Tugas Akhir ini membahas bagaimana menganalisis pengoptimasian suatu alokasi kanal dinamik pada komunikasi seluler dengan menggunakan algoritma tabu search. Selain itu juga membahas bagaimana mengatasi suatu channel assignment problem (CAP). Dari hasil pemodelan yang dilakukan dengan nilai kriteria aspirasi yang berbeda maka didapatkan tingkat utilisasi kanal dan panggilan blocking. Dengan nilai kriteria aspriasi sebesar 5 maka didapatkan blocking sebanyak 115 panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan 172 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak 66,66%. Dengan nilai kriteria aspirasi sebesar 6 maka didapatkan blocking sebanyak 105 panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan 182 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak 55,63%. Dengan nilai kriteria aspirasi sebesar 7 maka didapatkan blocking sebanyak 66 panggilan dari total seluruh panggilan sebanyak 287 panggilan. Dan dihasilkan 221 panggilan yang dapat dilayani dengan tingkat utilisasi kanal sebanyak 47,73%. Kata kunci : tabu search, kanal, channel assignment problem, call demand, kriteria aspirasi, blocking
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir dengan judul ANALISIS ALOKASI KANAL DINAMIK PADA KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA TABU SEARCH dibuat untuk memenuhi syarat kesarjanaan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik. 2. Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro dan Dosen Pembimbing saya. 3. Dosen Pembanding yang membantu dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini. 4. Seluruh staf pengajar di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis selama menjalani masa perkuliahan. 5. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, khususnya buat Bang Martin dan Bang Divo terima kasih atas semua bantuannya. 6. Untuk ayah dan mama tercinta, H. Ikmal Chair Marbun dan Adeleni Siregar yang telah memberi banyak dukungan, semangat, dan doa kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Untuk adik tercinta Iasyah Putri Marbun 8. Teman seperjuangan selama Tugas Akhir yaitu Elisabeth B. Siregar dan Siti Aminah. 9. Sahabat-sahabat tercinta Kak Yoland, Riri, Vira, Lulut, Ira, Una, Rara, Dinda, dan lainnya. 10. Teman-teman Ekstensi Teknik Elektro Telekomunikasi stambuk 2011 dan teman-teman yang tak disebut namanya terima kasih atas kebaikan yang diberikan kepada penulis.
Penulis begitu menyadari bahwa di dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan laporan ini. Medan, April 2014 Penulis Isywalsyah Lani Putri NIM:110422002
DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... vii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penulisan... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Metodologi Penulisan... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 3 BAB II DASAR TEORI... 5 2.1 Sistem Komunikasi Seluler... 5 2.2 Konsep Seluler... 8 2.2.1 Frekuensi Reuse... 11 2.2.2 Konsep Handoff... 15 2.3 Penugasan Kanal (Channel Assignment)... 15 2.3.1 Fixed Channel Allocation (FCA)... 15 2.3.2 Dynamic Channel Allocation(DCA)... 16 2.4 Perumusan Channel Assignment... 17 2.5 Utilisasi... 20 2.6 Algoritma Tabu Search... 20 2.6.1 Pengertian Algoritma Tabu Search... 20 2.6.2 Mekanisme Algoritma Tabu Search... 21 BAB III PEMODELAN ALOKASI KANAL DENGAN ALGORITMA TABU SEARCH... 23 3.1 Umum... 23 3.2 Struktur Pemodelan... 24 3.3 Asumsi-asumsi yang Digunakan... 25 3.4 Parameter Kerja Optimasi... 26 3.5 Algoritma Tabu Search... 29
BAB IV ALOKASI KANAL DINAMIK DENGAN ALGORITMA TABU SEARCH... 32 4.1 Umum... 32 4.2 Mekanisme Algoritma Tabu Search... 32 4.3 Pengaruh Kriteria Aspirasi terhadap Alokasi Kanal... 36 4.4 Pengaruh Call Demand terhadap Alokasi Kanal... 43 4.5 Tingkat Utilisasi dari Nilai Kriteria Aspirasi... 44 4.6 Analisis Hasil Alokasi Kanal... 45 BAB V PENUTUP... 46 5.1 Kesimpulan... 46 5.2 Saran... 46 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arsitektur Umum Komunikasi Seluler... 6 Gambar 2.2 Bentuk Sel Sebenarnya... 9 Gambar 2.3 Konsep Sel... 10 Gambar 2.4 Konsep Frekuensi Reuse... 11 Gambar 2.5 Frekuensi Reuse dengan 3 dan 4 kluster... 12 Gambar 2.6 Kaidah Penentuan Nomor Sel... 12 Gambar 2.7 Matriks dan Bentuk Layout Sel... 18 Gambar 2.8 Strategi Frequency Exhaustive Assignment... 19 Gambar 3.1 Blok Diagram Optimasi Alokasi Kanal... 23 Gambar 3.2 Flowchart Sistem Optimasi... 24 Gambar 3.3 Layout Sel untuk Alokasi Kanal... 26 Gambar 3.4 Flowchart Algoritma Tabu Search... 30 Gambar 4.1 Urutan Panggilan yang Dilayani pada 17 Sel... 34 Gambar 4.2 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 5... 36 Gambar 4.3 Hasil Pengalokasian Kanal... 38 Gambar 4.4 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 6... 40 Gambar 4.5 Hasil Blocking dengan nilai kriteria aspirasi 7... 32 Gambar 4.6 Alokasi Kanal dengan Call Demand lebih tinggi dari 26... 43 Gambar 4.7 Alokasi Kanal dengan Call Demand lebih rendah dari 26... 43
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Pola Interferensi Sel... 27 Tabel 3.2 Matriks Cij... 27 Tabel 3.3 Variabel Tabu Search dalam CAP... 29 Tabel 4.1 Hasil Urutan call demand pada 17 sel... 35 Tabel 4.2 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 5... 36 Tabel 4.3 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 6... 38 Tabel 4.4 Hasil algoritma Tabu Search dengan nilai kriteria aspirasi 7... 40 Tabel 4.5 Tingkat Utilisasi Kanal dari Nilai Kriteria Aspirasi... 44