December 7, 2020

614 words 3 mins read

Protokol Medium Access Control Hemat Energi untuk Clustered Wireless Sensor Network dengan High Altitude Platform sebagai Base Station

Protokol Medium Access Control Hemat Energi untuk Clustered Wireless Sensor Network dengan High Altitude Platform sebagai Base Station

Sensor yang berada dalam suatu jaringan nirkabel diharapkan dapat beroperasi dan mengatur dirinya secara mandiri. Akan tetapi terdapat hambatan pada penerapan sensor jaringan nirkabel, atau biasa disebut Wireless Sensor Network (WSN), di mana sensor-sensor ini mengonsumsi banyak energi sedangkan sumber energi yang dimiliki sensor-sensor ini sangat terbatas. Untuk mengatasi kendala ini dapat digunakan metode clustering. Agar energi yang digunakan lebih efisien lagi, maka diperlukan juga protokol MAC yang mendukung usaha untuk penghematan energi tersebut. Tesis ini akan memperlihatkan sebuah protokol MAC yang didesain untuk dapat menghemat energi wireless sensor network dengan High Altitude Platform (HAP) sebagai base station-nya. Algoritma dan protokol yang diajukan menggunakan teknik adaptive cross-layer intra-cluster scheduling dan inter-cluster relay selection diversity yang dapat mengantisipasi adanya perubahan posisi pada base station.

Semakin berkembangnya infrastruktur jaringan, makan semakin berkembang juga fitur dan kebutuhan yang dapat dipenuhi untuk membantu kehidupan manusia. Salah satu spesifikasi dari komunikasi 5G adalah mMTC (massive Machine Type Communications). mMTC melibatkan banyak sekali sensor mikro untuk mengumpulkan data di berbagai area yang tersebar. Sensor-sensor yang termasuk kedalam Wireless Sensor Network (WSN) diharapkan dapat beroperasi dan mengatur dirinya secara mandiri. Akan tetapi terdapat hambatan pada WSN di mana sensor-sensor ini mengonsumsi banyak energi sedangkan sumber energi yang dimiliki sensor-sensor ini sangat terbatas. Terlebih lagi, modul radio adalah faktor yang paling menguras energi dalam hal ini, sedangkan modul radio juga sangat penting untuk mengirimkan data yang dikumpulkan kepada base station. Untuk memperpanjang umur hidup dari sensor-sensor tersebut, maka dikenal sebuah metode clustering dan protokol MAC (Medium Access Control).

Pada WSN, satu-satunya sumber energi dari setiap node adalah baterai. Aktivitas komunikasi antar node mengkonsumsi energi yang begitu besar karena terdapat proses mengolah dan mengirimkan data ke sink node atau base station. Penggantian baterai memakan biaya yang banyak sehingga sangat dihindari di berbagai WSN. Hal ini mendorong berbagai studi dan penelitian untuk mengatasi permasalahan efisiensi energi seperti yang dijelaskan.

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk menghemat energi agar proses komunikasi antar node menggunakan energi seefisien mungkin, salah satu caranya adalah dengan melakukan scheduling terhadap state atau status dari setiap node. State di sini dapat berupa sleep, active, dan lain-lain. Hal ini memungkinkan sensor untuk tidak terus menerus melakukan idle listening. Selain itu dapat dilakukan penerapan metode routing dan pengumpulan data dari node-node yang lebih efisien, yaitu clustering.

Clustering merupakan sebuah metode utilisasi sensor dengan cara melakukan pengelompokan sensor berdasarkan lokasi sensor ke dalam sebuah cluster. Clustering diadopsi dengan tujuan untuk mengurangi energi yang digunakan dalam melakukan transmisi data ke base station di mana terdapat Cluster Head (CH) yang bertanggung jawab untuk melakukan komunikasi dari sebuah cluster. Kemudian dalam proses clustering, akan dipertimbangkan posisi dari HAP (High Altitude Platform) serta coverage dari HAP tersebut sehingga dapat ditentukan CH mana yang dapat berkomunikasi secara langsung dengan HAP sebagai base station dan juga CH mana yang berkomunikasi secara tidak langsung dengan HAP sehingga perlu juga ditentukan RCH (Relay Cluster Head) sebagai agen yang meneruskan data dari CH yang tidak dapat berkomunikasi langsung dengan HAP. Protokol MAC digunakan untuk membagi dan mengatur akses dari medium transmisi. Protokol ini mengontrol penjadwalan dari tugas masing-masing node. Penjadwalan berfungsi agar mengurangi collision dan idle listening yang menyebabkan konsumsi energi yang sia-sia. Yang berbeda dari protokol MAC ini adalah protokol ini mempertimbangkan sisa energi yang tersisa dari setiap node agar meningkatkan performa energi (lifetime) dari jaringan.

Pada tesis ini akan dirancang sebuah algoritma clustering dari Wireless Sensor Networks di mana posisi dari HAP menjadi salah satu parameter tambahan dalam melakukan clustering. Kemudian akan dirancang juga modifikasi dari protokol MAC untuk meningkatkan efisiensi energi yg digunakan dalam jaringan. Rancangan algoritma clustering dan protokol MAC akan disimulasikan agar terlihat improvement dari algoritma dan protokol yang telah dirancang.

Project Author(s)

Dimas Aji Pangestu (23220066)

EL5090 EL5090-H2-2020
comments powered by Disqus
3D Volume Renderred Ginjal dari Citra 2D Abdominal MRI Sebagai Evaluasi Awal Donor Transplantasi Ginjal

3D Volume Renderred Ginjal dari Citra 2D Abdominal MRI Sebagai Evaluasi Awal Donor Transplantasi Ginjal

December 7, 2020

Untuk menghindari komplikasi subjek donor transplantasi ginjal, diperlukan evaluasi awal bagi pendonor hidup melalui pencitraan medis sebagai monitoring anatomi organ. Diantara beberapa paremeter yang digunakan dalam evaluasi citra anatomi, 3D volume renderred image merupakan parameter yang memberikan informasi interior anatomi organ.
Analisa Kinerja Implementasi Wireless Ad-Hoc Network pada CBTC

Analisa Kinerja Implementasi Wireless Ad-Hoc Network pada CBTC

December 7, 2020

Ketepatan serta keamanan kereta api cepat menjadi komponen penting yang harus di perhatikan, maka dari itu diterapkan sistem CBTC yang menggunakan sistem persinyalan moving block. Wireless Ad-Hoc memungkinkan perangkat berkomunikasi secara langsung dengan perangkat lain tanpa melibatkan perantara.
Analisi Performansi Pengaruh Interferensi Wi-Fi terhadap Kinerja CBTC

Analisi Performansi Pengaruh Interferensi Wi-Fi terhadap Kinerja CBTC

December 7, 2020

Communications-Based Train Control (CBTC) adalah sistem signalling modern yang menggunakan komunikasi radio untuk mentransfer informasi dari train control kepada kereta api. Pada umumnya jaringan Trackside System menggunakan infrastruktur Wi-Fi konvensional (IEEE 802.
Deteksi Aritmia Berbasis Machine Learning Menggunakan Kombinasi Citra Elektrokardiografi EKG dan Photoplethysmografi PPG

Deteksi Aritmia Berbasis Machine Learning Menggunakan Kombinasi Citra Elektrokardiografi EKG dan Photoplethysmografi PPG

December 7, 2020

Aritmia merupakan salah satu kelainan jantung dimana detak jantung berdetak secara tidak normal. Gangguan aritmia biasanya dideteksi dengan elektrokardiografi (EKG). Sayangnya penggunaan EKG dirasa kurang mampu untuk membedakan aritmia yang berasal dari ventrikel dan atrial sehingga digunakan tambahan photoplethysmografi (PPG).
Deteksi Malware Menggunakan Machine Learning

Deteksi Malware Menggunakan Machine Learning

December 7, 2020

Malware atau Malicious Software merupakan perangkat lunak berbahaya yang dirancang dengan tujuan untuk merusak, mencuri informasi atau data penting, mengganggu kinerja komputer, dan tindakan kejahatan lainnya pada komputer yang merugikan. Terdapat banyak teknik yang digunakan untuk mendeteksi malware, salah satunya metode signature based yang dihasilkan dari proses analisa oleh analis malware.
Near-Infrared Spectroscopy NIRS untuk Mendeteksi Kadar Nutrisi pada Minuman Bayi

Near-Infrared Spectroscopy NIRS untuk Mendeteksi Kadar Nutrisi pada Minuman Bayi

December 7, 2020

Pada tesis ini akan dikembangkan sebuah instrumen near infrared spectroscopy (NIRS) yang dapat membaca spektrum dari sampel minuman. Data spektrum yang sudah didapatkan akan diklasifikasikan berdasarkan Angka Kecukupan Gizi (AKG). Rangkaian yang digunakan pada NIRS terdiri dari LED, detektor, filter, dan amplifier.