analisa algoritma leach low-energy adaptive clustering ... · bersamaan, padatnya trafik dalam...
TRANSCRIPT
ANALISA ALGORITMA LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering
Hierarchy) PADA JARINGAN SENSOR NIRKABEL
Oleh :
Muhammad Adi Permana
2206 100 652
Pembimbing :
Dr. Ir. Wirawan , DEA
NIP : 1963 1109 1989 0310 11
Latar Belakang
• Topologi sistemWireless Sensor Networks (WSN) yang
kompleks.
• Keterbatasan sumber daya pada setiap sensor node,
• Konservasi energi yang berulan-ulang menganggu performansi
jaringan.
2
Permasalahan
1. Bagaimana konfigurasi sistem agar transmisi informasi dapat
berlangsung dengan optimal dan se-effisiensi mungkin
2. Bagaimana cara mengimplementasi LEACH routing pada
sistem WSN?
3. Bagaimana pengaruh LEACH routing terhadap kinerja
sistem?
3
Tujuan
Diharapkan, menghasilkan analisis yang mendalam dan hasil simulasi yang signifikan tentang penggunaan energi pada WSN denganalgoritma LEACH dalam hal delay, throughput,
Energy dan packet loss.
4
Metodologi Pemecahan Masalah
1. Mempelajari karakteristik Algoritma pada LEACH
2. Mensimulasikan Algoritma pada LEACH dengan
menggunakan Network Simulator – 2 (NS-2).
3. Membandingkan sistem hasil simulasi dari sisi banyaknya
jumlah node, jumlah Cluster Head, dan Clustering
5
WSN secara umum
Secara Umum Wireless
Sensor Network terdiri dari, yaitu:
1.Node sensor merupakankomponen kesatuan darijaringan yang dapatmenghasilkan informasi.
2.Sink merupakan kesatuanyang mengumpulkaninformasi dari node sensor sehingga dapat dilakukanpengolahan informasi lebihlanjut.
6
Apa itu LEACH?
7
Base Station
Cluster-head
Cluster-head
Node Sensor
KeuntunganAlgortimaLEACH
• Data fusion, yaitu penggabungan data sehinggamengurangi disipasi energi dan menambahlifetime jaringan
• Adaptive, yaitu mudah untuk menyesuaikan dirisaat pembentukan formasi kluster
• Local compression, yaitu mengkompresi data agar ukuran data yang dikirim ke BS lebih kecil
• Self-Organizing, yaitu tiap node sensor memilikisikap pengambilan keputusan sendiri untukmenjadi CH
8
Metodalogi Algortima LEACH
9
Simulasi LEACH
dengan Menggunakan NS-2
Pada bagian yang pertamamempuyai spesifikasi sebagaiberikut :•node : 10•Cluster : 1•Cluster Head : 1•Base Station : 1•Waktu Simulasi : 10 menit•Environment Zise: 50 x 50
10
Gambar di samping
pengiriman dan peneriman
data ke node 0 dari node 1
sampai node 8
11
Simulasi LEACH
dengan Menggunakan NS-2
•Jumlah Packet yang terkirim : 106
•Packet Loss : 1
• Delay Rata-rata : 0.21475 s
• Throughput : 16,100 KBps
•Energi Rata- Rata : 0.038113 J
Pada bagian yang keduamempuyai spesifikasi sebagaiberikut :•node : 19•Cluster : 2•Cluster Head : 2•Base Station : 1•Waktu Simulasi : 110 menit•Environment Zise : 50 x 50
12
Simulasi LEACH
dengan Menggunakan NS-2
13
Simulasi LEACH
dengan Menggunakan NS-2
Gambar disamping pengiriman
dan peneriman data ke dari
node 1 sampai node 8 ke node
0 sebagai Cluster Head
14
Simulasi LEACH
dengan Menggunakan NS-2
•Jumlah Packet yang terkirim : 62
•Packet Loss : 13
• Delay Rata-rata : 0.820984 s
• Throughput : 160 Bps
•Energi Rata- Rata : 0.105694 J
Gambar disamping pengiriman
dan peneriman data ke dari
node 10 sampai node 17 ke
node 9 (Cluster Head)
Data yang di peroleh
15
Banyaknya
node
Jumlah Packet
Loss
Jumlah Paket
yang Terkirim
10 1 106
19 13 62
Banyaknya
NodeBesarnya Rata-rata Delay (s)
10 0.21475
19 0.820984
Banyaknya
NodeThroughput (Bps)
10 16100
19 160
Banyaknya
NodeEnergi Rata-rata (J)
10 0.038113
19 0.105694
Analisis Hasil Simulasi
node 10 dengan node 19 - 1
• Packet loss pada 10 node lebih baik dari pada 19 node packet loss terjadi Karena adanya banyaknya node, transaksi data (Sent atau receive) yang terjadi secarabersamaan, padatnya trafik dalam suatu jaringan, dsb
• Delay rata-rata yang terjadi pada 10 node dan 19 node selisihnya kecil ≤ 1s penyebab delay salah satuyaadalah padatnya suatu jaringan yang menyebabkanantrian atau queue antara satu dengan data yang lain
16
Hasil analisis dan perbandingan antara LEACH 10 node dan LEACH 19 node mulai dari packet loss, delay rata-rata, Nilai Troughput dan energy rata-rata adalah sebagi berikut:
• Nilai Throughput pada 10 node jauh lebih baik dari 19 node.
• Nilai Energi rata-rata pada 10 node juga lebih baik dalameffesiensi energy dari pada 19 node.
17
Analisis Hasil Simulasi
node 10 dengan node 19 - 2
18
Analisis Hasil Simulasi
node 10 dengan node 19 - 3
Jadi secara keseluruhan packet loss, delay rata-rata, Nilai Troughput dan energy rata-rata node 10 lebih baik dari pada node 19, penyebabnya sepertiyang di jelaskan di atas antara lain, banyaknyanode, banyaknya transaksi data, padatnya trafik, adanya antrian data pada saat satu node ke node yang lain, dll
Kesimpulan
• Semakin banyak node semakin besar packet loss yang terjadi pada suatu jaringan
• Perbedaan yang sangat besar terjadi pada nilaithroughput node 10 dan node 19
• Energi rata-rata yang terjadi pada kedua node sangateffesien medota LEACH sangat berguna dalam haljaringan terutama Energi yang diperlukan untuktransaksi data.
• Besarnya delay rata-rata pada hasil simulasi relatif kecildari kedua node tersebut.
19
Sekian dan Terima Kasih Banyak
20
Silahkan ada Pertanyaan ?
21
1. Kesimpulan � Ir. Gatot K
• Karena semakin besar throughput(Bit/s) semakin baik performansi untuk transmisidata.
22
2. Beda cluster 1 dan cluster 2
23
8 connecting to 0 at time 7
#
set udp_(7) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(8) $udp_(7)
set null_(7) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(0) $null_(7)
set cbr_(7) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(7) set packetSize_ 70
$cbr_(7) set interval_ 2.0
$cbr_(7) set random_ 2
$cbr_(7) set maxpkts_ 10000
$cbr_(7) attach-agent $udp_(7)
$ns_ connect $udp_(7) $null_(7)
$ns_ at 40.0 "$cbr_(7) start"
$ns_ at 45.0 "$cbr_(7) stop"
# 1 connecting to 0 at time 5
#
set udp_(0) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(1) $udp_(0)
set null_(0) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(0) $null_(0)
set cbr_(0) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(0) set packetSize_ 70
$cbr_(0) set interval_ 2.0
$cbr_(0) set random_ 1
$cbr_(0) set maxpkts_ 10000
$cbr_(0) attach-agent $udp_(0)
$ns_ connect $udp_(0) $null_(0)
$ns_ at 5.0 "$cbr_(0) start"
$ns_ at 10.0 "$cbr_(0) stop"
#
# 2 connecting to 0 at time 5
#
set udp_(1) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(2) $udp_(1)
set null_(1) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(0) $null_(1)
set cbr_(1) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(1) set packetSize_ 70
$cbr_(1) set interval_ 2.0
$cbr_(1) set random_ 1
$cbr_(1) set maxpkts_ 10000
$cbr_(1) attach-agent $udp_(1)
$ns_ connect $udp_(1) $null_(1)
$ns_ at 10.0 "$cbr_(1) start"
# 17 connecting to 10 at time 5
#
set udp_(17) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(18) $udp_(17)
set null_(17) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(9) $null_(17)
set cbr_(17) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(17) set packetSize_ 70
$cbr_(17) set interval_ 2.0
$cbr_(17) set random_ 1
$cbr_(17) set maxpkts_ 10000
$cbr_(17) attach-agent $udp_(17)
$ns_ connect $udp_(17) $null_(17)
$ns_ at 90.0 "$cbr_(17) start"
$ns_ at 95.0 "$cbr_(17) stop"
#
# 0 connecting to 18 at time 5
#
set udp_(18) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(0) $udp_(18)
set null_(18) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(18) $null_(18)
set cbr_(18) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(18) set packetSize_ 70
$cbr_(18) set interval_ 2.0
$cbr_(18) set random_ 1
$cbr_(18) set maxpkts_ 10000
$cbr_(18) attach-agent $udp_(18)
$ns_ connect $udp_(18) $null_(18)
$ns_ at 95.0 "$cbr_(18) start"
$ns_ at 100.0 "$cbr_(18) stop"
3. Perbedaan LEACH dgn Non-LEACH
24
4. Adaptive
• Mudah menyesuaikan dalam pembentukanCluster dan Cluter Head
25
5. Maksud transmisi selesaipada Flow chart
Disini apakahsemua transmisisudah selesaimulai dari sensor node � CH � BS
26
6. Perbandingan delay antara Jurnal dgn Data
Mohon Maaf tidak ada delay yang merujuk ke Jurnal, kamimungukan delay untukmendapatkan salah satu kreteriabagusnya performa dalampengiriman/peneriman data.
27
7. Tujuan membandingkan10 node dgn 19 node
• Membandingan nilai energi yang terjadi
• Untuk membandingkan besarnya packet loss
• Dan nilai yang di ukur seperti delay danthroughput.
28
8. Berapa Bit atau paket data yg terkirim tiap node, datany??
2929
8 connecting to 0 at time 7
#
set udp_(7) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(8) $udp_(7)
set null_(7) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(0) $null_(7)
set cbr_(7) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(7) set packetSize_ 70
$cbr_(7) set interval_ 2.0
$cbr_(7) set random_ 2
$cbr_(7) set maxpkts_ 10000
$cbr_(7) attach-agent $udp_(7)
$ns_ connect $udp_(7) $null_(7)
$ns_ at 40.0 "$cbr_(7) start"
$ns_ at 45.0 "$cbr_(7) stop"
# 1 connecting to 0 at time 5
#
set udp_(0) [new Agent/UDP]
$ns_ attach-agent $node_(1) $udp_(0)
set null_(0) [new Agent/Null]
$ns_ attach-agent $node_(0) $null_(0)
set cbr_(0) [new Application/Traffic/CBR]
$cbr_(0) set packetSize_ 70
$cbr_(0) set interval_ 2.0
$cbr_(0) set random_ 1
$cbr_(0) set maxpkts_ 10000
$cbr_(0) attach-agent $udp_(0)
$ns_ connect $udp_(0) $null_(0)
$ns_ at 5.0 "$cbr_(0) start"
$ns_ at 10.0 "$cbr_(0) stop"
#
9. Alasan mengalisaLEACH, untuk apa?
• Mendapatkan nilai performansi dari Energi
• Membandingkan energi yang terjadi padaLEACH 10 node dengan 19 node
30