PENGOPTIMASIAN KANAL DINAMIK PADA KOMUNIKASI
SELULER DENGAN ALGORITMA GENETIKA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
NIM : 110422027
RIMHOT OMRI TUA SITUMEANG
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
i ABSTRAK
Sistem komunikasi seluler saat ini tumbuh sangat pesat, sementara bandwidth
yang dibutuhkan tidak tumbuh sejalan dengan permintaan akan bandwidth. Hal ini
dapat mengakibatkan banyak panggilan yang tidak dapat dilayani atau diblok.
Dengan masalah tersebut perlu dicari solusi untuk dapat meminimalkan panggilan
yang tidak dapat dilayani, yaitu dengan melakukan optimisasi pengalokasian kanal.
Tugas Akhir ini membahas pengoptimasian kanal dengan menggunakan Algoritma
Genetika sebagai metode penyelesaiannya. Algoritma Genetika adalah salah satu
metode pengoptimasian yang banyak digunakan dalam bidang keteknikan. Dengan
berlandaskan ilmu genetika, metode ini bertujuan mencari sifat-sifat unggul yang ada
pada induk kemudian diturunkan kepada generasinya.
Pada otimasi Algoritma Genetika ini, parameter yang diubah adalah nilai
cross over untuk nilai 0,1 mendapatkan kanal 157, Untuk 0,5 mendapatkan kanal 163
dan 0,9 mendapatkan kanal 160. Parameter tipe Cross over satu titik, dua titik, dan
banyak titik sama-sama memiliki jumlah kanal 149. Parameter nilai mutasi untuk
nilai 0,005 memiliki jumlah kanal 162, untuk nilai 0,01 memiliki jumlah kanal 185,
dan untuk nilai 0,1 memiliki jumlah kanal 373. Parameter tipe seleksi Roda Roulette,
seleksi Ranking, dan Tournament memiliki jumlah kanal yang sama yaitu 149. Dan
parameter string bit 6, 12, dan 33 memiliki jumlah kanal yang sama yaitu 149. Hasil
optimal dari prosedur Algoritma Genetika ini untuk 18 sel adalah 149 kanal.
Kata kunci : Algoritma Genetika, Optimasi, Pengalokasian kanal pada komunikasi
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang
Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-Nyalah penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini yang ”PENGOPTIMASIAN KANAL DINAMIK PADA KOMUNIKASI SELULER DENGAN ALGORITMA GENETIKA”.
Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan
Pendidikan Strata 1 (S1) pada Departemen Teknik Elektro Sub bidang Teknik
Telekomunikasim, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi penulis,
Namun berkat dorongan, semangat, doa dan bantuan bail materiil, moril, maupun
spiritual dari berbagai pihak akhirnya kesulitan itu dapat teratasi.
Penulis mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada kedua orang tua
tersayang yang telah mengasihi, menyayangi dan mendukung penulis setiap saat,
Ibunda N. Pakpahan dan Ayahanda (Alm) L. Situmeang, Kakak tercinta Wasti
Juliana Situmeang, Abang tercinta Munson Hebron Situmeang, serta Adik tercinta
Ira wina Yesi situmeang.
Dalam kesempatan ini juga penulis menyampaikan rasa terimakasih yang
sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Rahmad Fauzi, ST.MT selaku dosen pembimbing Tugas Akhir
dan selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara atas bimbingan, dukungan dan motivasi
kepada penulis.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Panusur SML.Tobing selaku Dosen Pembimbing Akademik
iii
4. Bapak Dr.Maksum Pinem, ST, MT selaku dosen pembanding yang
membantu dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ir. M. Zulfin. MT selaku dosen pembanding yang membantu
dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
6. Seluruh staf pengajar dan pegawai di Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah mengajar dan
mendidik penulis.
7. Teman – teman Ekstensi Teknik Telekomunikasi angkatan 2011 Beny
Saragih, Bevan Sitepu, Agus Pangaribuan, Bang Sony Naibaho, Rudi
Mangirim Tua Manullang, dan semua teman buat kebersamaan dalam
mengikuti pendidikan. Serta untuk semua senior dan junior Ekstensi
Teknik Telekomunikasi USU.
8. Kekasihku tersayang Ester Lasrina Sinaga yang telah memberikan segala
doa, perhatian, dan dukungan kepada penulis. Terimakasih atas
kesabarannya ya, sayang.
9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu oleh penulis, yang
selalu membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis akan sangat berterimakasih dan dengan senang hati menerima
saran, usul, dan kritik yang membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik.
Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat
kepada pembaca.
Medan, Juni 2014
Penulis,
iv 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 ... 1
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan penulisan ... 2
1.5 Metodologi Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 6
2.1 Konsep dasar Seluler ... 6
2.2 Sistem komunikasi Seluler ... 6
2.3 Channel Assigment Problem (CAP) ... 7
2.3.1 Fixed Channel Allocation (FCA) ... 8
2.3.2 Dynamic Channel Allocation (DCA) ... 9
2.4 Pola cell ... 11
2.5 Struktur Sel ... 13
2.6 Frequency Reuse ... 15
v
BAB III ALGORITMA GENETIKA ... 18
3.1 Algoritma Genetika ... 18
3.2 Prosedur Algoritma Genetika ... 21
BAB IV PERMODELAN DAN ANALISA DATA ... 28
4.1 Permodelan proses optimasi penugasan kanal ... 28
4.2 Proses Optimasi ... 31
4.2.1 Layout sel / Pola sel ... 31
4.2.2 Susunan Ulang Frekuensi (Frequency Reuse Patren) ... 34
4.2.3 Jumlah Trafik Tiap Sel dan Kanal yang Diasumsikan ... 35
4.2.4 Jumlah Trafik tiap Call Demand ... 36
4.2.5 Matriks Cij ... 37
4.2.6 Kanal minimum yang dibutuhkan dengan batas Lower Bound ... 39
4.3 Parameter Algoritma Genetika ... 39
4.4 Optimasi ... 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 63
5.1 Kesimpulan ... 63
5.2 Saran ... 64
DAFTAR PUSTAKA ... 66
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Cell Hexagon ... 12
Gambar 2.2 Pola kanal ... 13
Gambar 2.3 Struktur dari sel pada GSM ... 15
Gambar 2.4 Frekuensi reuse ... 16
Gambar 2.5 Strategi Frequancy Exhaustive Assigment ... 17
Gambar 3.1 Struktur umum dari Algoritma Genetika ... 19
Gambar 3.2 Diagram air proses pindah silang ... 25
Gambar 3.3 Pindah silang satu titik ... 26
Gambar 3.4 Diagram alir proses mutasi ... 27
Gambar 3.5 Contoh proses mutasi ... 27
Gambar 4.1 Diagram blok penugasan frekuensi menggunakan AG ... 28
Gambar 4.2 Diagram alir proses pengoptimasian kanal ... 29
Gambar 4.3 Layout kota Medan sebanyak 18 sel ... 33
Gambar 4.4 Susunan ulang bfrekuensi dengan k=4 ... 35
Gambar 4.5 Penomoran dan jumlah kanal pada tipa sel nya ... 37
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Menunjukkan definisi dalam Algoritma Genetika dan analoginya
dengan Channel Assignment Problem ... 30
Tabel 4.2 Luas wilayah Kota Medan berdasarkan Kecamatan ... 32
Tabel 4.3 Jumlah trafik dan kanal tiap sel... 35
Tabel 4.4 Hasil urutan call demand untuk 18 sel ... 36
Tabel 4.5 Matriks Cij dengan Jarak Antar Kanal pada Satu Sel Adalah 6 ... 38
Tabel 4.6 Parameter Algoritma Genetika... 41
Tabel 4.7 Populasi awal ... 43
Tabel 4.8 Bentuk desimal kromosom ... 45
Tabel 4.9 Nilai riil kromosom ... 46
Tabel 4.10 Nilai fitness untuk seleksi ... 52
Tabel 4.11 Probabilitas relatif (pk) setiap individu ... 53
Tabel 4.12 Probabilitas kumulatif (qk) setiap individu ... 54
Tabel 4.13 Proses penyeleksian ... 54
Tabel 4.14 Individu baru hasil seleksi... 55
viii
Tabel 4.16 Pemilihan induk pindah silang ... 57
Tabel 4.17 Proses pindah silang dari kromosom terpilih ... 58
Tabel 4.18 Individu setelah pindah silang... 58
Tabel 4.19 Proses mutasi... 59
Tabel 4.20 Hasil Akhir ... 59
Tabel 4.21 Pengaruh nilai Cross over terhadap jumlah kanal minimum ... 60
Tabel 4.22 Pengaruh tipe cross over terhadap jumlah kanal minimum ... 61
Tabel 4.23 Pengaruh nilai mutasi terhadap jumlah kanal minimum ... 61
Tabel 4.24 Pengaruh tipe seleksi terhadap jumlah kanal minimum... 62
