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