Karakterisasi Propagasi Indoor dan - digilib.its.ac.id · kinerja jaringan nirkabel sangat...

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Wirawan, DEA

Oleh :

Triuli Novianti

2209 203 006

Karakterisasi Propagasi Indoor dan

Outdoor pada Jaringan Sensor Nirkabel

Latar Belakang Perbedaan utama antara jaringan nirkabel dan jaringan kabel yang

tradisional

kinerja jaringan nirkabel sangat tergantung dari konfigurasi padaPhysical Layer (PHY) propagasi,

antena,

jarak antara transmitter, receiver dan sebagainya.

untuk memahami jaringan ad hoc nirkabel dan mendesain algoritmadan protokol yang efisien untuk jaringan wireless, kita perlumemahami karakteristik dari komunikasi jaringan nirkabel. Satu hal pembahasan penting dari jaringan ad hoc nirkabel adalah model

kanal nirkabel (Rappaport, 1996)

PermasalahanPenelitian ini difokuskan pada permasalahan

berikut ini :

• Parameter propagasi apakah yang berpengaruhterhadap kinerja jaringan sensor nirkabel ?

• Apakah perbedaan pengaruh parameter propagasitersebut pada pengukuran indoor dan outdoor untuk jaringan sensor nirkabel ?

• Berapa lama node mampu beroperasi denganmenggunakan sumber energi berupa dua buahbaterai AA masing-masing 1.5 Volt ?

Batasan Masalah

Topologi jaringan single hop

Menggunakan 5 buah node dan sebuah sink

Lingkungan indoor Lab B304 Teknik Elektro ITS

Lingkungan outdoor Lapangan Teater C ITS

Perangkat yang digunakan :

Node Micaz dengan platform MPR2400

Gateway ethernet base dengan tipe MIB600

Server Acer 4732 Z, Microsoft Windows XP Profesional

Operating System, Processor Intel Pentium Dual Core CPU T4300

(2.1 GHz, 800 MHz FSB), Memori DDR2 1 GB

Tujuan PenelitianTujuan dari penelitian ini adalah :

Melihat pengaruh jarak, daya transmit dan ketinggian node

terhadap nilai RSSI (Receive Signal Strength Indicator) node, terhadap

jumlah sensor yang dibutuhkan untuk mengcover suatu area

dengan luasan tertentu.

Memberikan hasil pengukuran dan analisa dari parameter

propagasi yang berpengaruh terhadap konektifitas dan kinerja

jaringan sensor nirkabel.

Menghasilkan karakterisasi propagasi kanal jaringan sensor

nirkabel.

Arsitektur Jaringan Sensor Nirkabel

Jaringan Sensor Spesifikasi dasar dari sebuah jaringan sensor antara lain :

Kemampuan mengorganisasi diri sendiri

Kemampuan broadcast dalam jarak pendek dan multihop routing

Penyebaran yang rapat dan kemudahan pengaturan dari node

sensor

Perubahan topologi merujuk pada kegagalan node

Pembatasan pada energi, daya transmit, memori dan

kemampuan komputasi

Gangguan-gangguan

pada kanal jaringan nirkabel

4 hal yang menjadi gangguan

utama dalam kanal wireless yaitu :

terjadinya fading

ISI

co-channel interference

derau (gangguan termal yang akan membatasi SNR)

Pengukuran RSSI Pengukuran RSSI ( Received Signal Strength Indication )

pengukuran terhadap daya yang diterima oleh sebuah perangkat wireless

Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan selama ini, pengukuran RSSI

menunjukkan variasi yang besar karena adanya pengaruh fading atau shadowing

Propagasi gelombang radio pada free space mengikuti aturan persaman Friis

dan path loss

L0 – reference loss at 1m (dB),n – power decay factor,d – distance (m),k w – number of walls of type i,Lw – wall attenuation factor (dB).

RSSI

PTx – transmitter power (dBm),

GTx – transmit gain (dB),

GRx – receive gain (dB),

L(d ) – path-loss dependent on distance (dB)

• Mean RSSI

• Varians RSSI

• Ketidakpastian RSS distribusi Gaussian atau log normal dengan fungsi kepadatan

probabilitas (PDF) yang diberikan oleh rumus berikut:

Metodologi (1) menentukan perencanaan topologi jaringan

menentukan parameter sistem yang digunakan

pengukuran RSSI dan membuat simulasi dengan menggunakan

software Matlab serta melakukan pengamatan terhadap konsumsi

arus yang digunakan oleh node pada sistem

analisa data dari pengukuran

validasi

Metodologi (2) Persiapan Hardware

Persiapan Software

Konfigurasi Program Aplikasi

Injeksi Program ke Node

Tahap Implementasi

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Outdoor

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Indoor

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Dua

Ruang

Proses Pengumpulan Data/Sampel RSSI

Pengamatan Konsumsi Arus

Persiapan Hardware

1. Sensor (Node)

Menggunakan Micaz dengan platform

MPR2400

2. Gateway

ethernet base dengan tipe MIB600

3. Server

Acer 4732 Z, Microsoft Windows XP

Profesional Operating System, Processor

Intel Pentium Dual Core CPU T4300

(2.1 GHz, 800 MHz FSB), Memori

DDR2 1 GB

Persiapan Software

sistem operasi yang digunakan adalah TinyOS yang memang di

disain untuk jaringan sensor nirkabel.

Untuk menginstal sistem operasi ini diperlukan linux environment

yaitu Cygwin untuk Windows.

Selain itu, diperlukan software-software pendukung lainnya yaitu

program Lantronix Device Installer, Serial forwarder, Listen, Message

Center. Seluruh software pendukung ini sudah terinstall bersama

ketika menginstall TinyOS.

Konfigurasi Program Aplikasi

Pada penelitian ini digunakan :

- power transmitter 0 dBm, -5 dBm, -10 dBm dan -15 dBm

-kanal frekuensi yang dipakai adalah kanal 11 dan 15 sesuai pada pengaturan file Xbowlocal

Injeksi Program ke Node (1)

Injeksi Program ke Node (2)

Tahap Implementasi

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Outdoor

Pengukuran bertujuan untuk mencari

besar cakupan dari pancaran sinyal radio

(beacon) dari node yang telah dipasang,

sehingga nantinya bisa diestimasi

keperluan jumlah base station yang

diperlukan untuk menjangkau semua area.

Ketinggian Node mulai dari 0 cm,

45 cm dan 75 cm dari tanah.

Jarak node dari sink sebagai berikut :

Node 1 : 1,5 meter

Node 2 : 3 meter

Node 3 : 4,5 meter

Node 4 : 6 meter

Node 5: 7,5 meter

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Indoor

Pengukuran ini dilakukan di Lab B304

Teknik Elektro ITS

Pengukuran ini bertujuan untuk mencari besar cakupan dari pancaran sinyal radio (beacon) dari node yang telah dipasang.

Ketinggian Node mulai dari 0 cm, 45 cm dan 75 cm dari lantai. Jarak node dari sink sebagai berikut :

Node 1 : 1,5 meter

Node 2 : 3 meter

Node 3 : 4,5 meter

Node 4 : 6 meter

Node 5: 7,5 meter

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Dua Ruang

Pengukuran ini dilakukan pada dua ruang

yang dilakukan di Lab B304 Teknik Elelktro

ITS.

Node 1, 2 dan 3 di letakkan pada ruang 1 Lab

B304, sedangkan node 3 dan 4 diletakkan

pada ruang 2 Lab B304.

Ketinggian Node mulai dari 0 cm, 45 cm dan

75 cm dari lantai. Jarak node dari sink

sebagai berikut :

Node 1 : 1,5 meter

Node 2 : 3 meter

Node 3 : 4,5 meter

Node 4 : 3 meter

Node 5: 4,5 meter

Proses Pengumpulan Data/Sampel RSSI

Pengamatan Konsumsi Arus

Keterbatasan energi merupakan karakteristik utama dari jaringan sensor nirkabel

setiap node hanya diberikan sumber energi berupa baterai 2x AA dengan suplai hanya sebesar 3

Volt.

Pengamatan arus dilakukan dengan cara menggunakan multimeter arus yang dihubungkan seri

dengan node dan baterai secara seri, kemudian diamati pemakaian arus semenjak node aktif

sampai node kehabisan energi

Pada pengamatan arus ini, node divariasikan berdasarkan paketnya, yaitu 100 ms, 500 ms dan

1000 ms.

Diagram Alir Penelitian

Karakteristik Propagasi Wireless Sensor Network (WSN)

Indoor

Satu Ruang

Outdoor

Dua Ruang

RSSI indoor

RSSI outdoor

Jarak Tx - Rx

jumlah node

Tx Power

Jarak Tx - Rx

Jumlah node

Tx Power

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor

Variasi daya, ketinggian semua node = 0 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 3.5970 1.5604 0.3971 0.4238 0.8643

Mean -83.1004 -89.1536 -90.9313 -91.5333 -90.5457

Median -82.7500 -89.1000 -90.9000 -91.7500 -90.6000

Ptx = 19 ( -5 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 8.0487 2.4289 1.0428 0.7465 0

Mean -87.7880 -89.2397 -93.8637 -93.1185 -93.6667

Median -87.4500 -89.0500 -94.0500 -93.1500 -93.6667

Ptx = 11 ( -10 dBm )

Node 1 2 4

Varians 2.6221 1.7279 0.4437

Mean -90.3000 -92.3333 -93.4444

Median -90.4883 -92.1810 -93.4195

Ptx = 7 ( -15 dBm )

Node 1 2 4

Varians 1.6194 0.2000 0

Mean -92.1706 -93.5000 -94.0000

Median -92.1000 -93.8000 -94.0000

1 2 3 4 5 6 7 8-94

-92

-90

-88

-86

-84

-82Perbandingan Mean RSSI pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

5

6

7

8

9Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm



Ptx = 31 ( 0 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 2.0394 1.7743 3.0243 7.3066 3.8172

Mean -76.1696 -80.9478 -78.7928 -81.2564 -87.4645

Median -76.0000 -80.3500 -78.7000 -81.7000 -87.5500

Ptx = 19 ( -5 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.6047 8.2419 0.6281 2.6791 5.0303

Mean -69.1181 -82.5529 -83.1587 -86.7023 -85.9727

Median -69.1000 -81.9500 -83.4000 -86.5000 -85.5000

1 2 3 4 5 6 7 8-88

-86

-84

-82

-80

-78

-76

-74

-72

-70

-68Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

5

6

7

8

9Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm



Ptx = 31 ( 0 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.2973 0.7958 2.2042 1.5198 4.4191

Mean -63.5548 -71.0918 -71.7000 -77.1519 -83.8721

Median -63.6500 -71.0000 -71.6500 -77.3500 -83.6500

Ptx = 19 ( -5 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.4387 0.3967 1.3028 1.0429 3.2154

Mean -69.6365 -75.8520 -82.5120 -80.5420 -89.5720

Median -69.5500 -75.8500 -82.5500 -80.4000 -89.5000

Ptx = 11 ( -10 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.4379 0.3935 2.3903 1.7827 1.3399

Mean -76.5000 -77.6000 -91.0000 -86.8500 -87.0000

Median -76.7704 -77.4690 -91.2122 -86.7735 -87.0081

Ptx = 7 ( -15 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.4504 0.2926 0.3563 0.4548 0.1429

Mean -81.1000 -83.7705 -93.8071 -84.3190 -94.7619

Median -81.2000 -83.9500 -93.7500 -84.2000 -94.7500

Ptx = 3 ( -25 dBm )

Node 1 2

Varians 0.2968 0.2902

Mean -92.3151 -93.5086

Median -92.2000 -93.6000

1 2 3 4 5 6 7 8-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 75 cm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

daya 3 => -25 dBm

1 2 3 4 5 6 7 80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 75 cm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

daya 3 => -25 dBm


Variasi ketinggian node,

daya transmit semua node = 0 dBm

Node 1 2 3 4 5

varians 3.5970 1.5604 0.3971 0.4238 0.8643

mean -83.1004 -89.1536 -90.9313 -91.5333 -90.5457

median -82.7500 -89.1000 -90.9000 -91.7500 -90.6000

Tinggi node 45 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 2.0394 1.7743 3.0243 7.3066 3.8172

Mean -76.1696 -80.9478 -78.7928 -81.2564 -87.4645

Median -76.0000 -80.3500 -78.7000 -81.7000 -87.5500

Tinggi node 75 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.2973 0.7958 2.2042 1.5198 4.4191

Mean -63.6500 -71.0000 -71.6500 -77.3500 -83.6500

Median -63.5548 -71.0918 -71.7000 -77.1519 -83.8721

1 2 3 4 5 6 7 8-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

5

6

7

8Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm



daya transmit semua node = -5 dBm

Tinggi node 0 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 8.0487 2.4289 1.0428 0.7465 0

Mean -87.7880 -89.2397 -93.8637 -93.1185 -93.6667

Median -87.4500 -89.0500 -94.0500 -93.1500 -93.6667

Tinggi node 45 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.6047 8.2419 0.6281 2.6791 5.0303

Mean -69.1181 -82.5529 -83.1587 -86.7023 -85.9727

Median -69.1000 -81.9500 -83.4000 -86.5000 -85.5000

Tinggi node 75 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.4387 0.3967 1.3028 1.0429 3.2154

Mean -69.5500 -75.8500 -82.5500 -80.4000 -89.5000

Median -69.6365 -75.8520 -82.5120 -80.5420 -89.5720

1 2 3 4 5 6 7 8-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm

1 2 3 4 5 6 7 80

1

2

3

4

5

6

7

8

9Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm

Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor

Variasi daya,

ketinggian semua node = 0 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 9.9834 37.2240 1.7394 7.5872 2.4096

Mean -71.2557 -82.0236 -88.1192 -86.8348 -82.5055

Median -71.1111 -80.9444 -88.2778 -86.6667 -82.3889

Ptx = 19 ( -5 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 28.8163 5.7595 0.3156 0 0.1578

Mean -83.3876 -90.4229 -93.4541 -95.0000 -91.8423

Median -81.0000 -89.1111 -93.5000 -95.0000 -92.0000

Ptx = 11 ( -10 dBm )

Node 1 4 5

Varians 3.7627 16.3727 0.1169

Mean -90.2222 -92.0000 -93.0000

Median -90.7969 -91.9926 -92.9508

Ptx = 7 ( -15 dBm )

Node 1 2 5

Varians 0.7074 3.7505 0.3641

Mean -91.1157 -93.1123 -94.0433

Median -90.9444 -93.5000 -94.0000

1 2 3 4 5 6 7 8-95

-90

-85

-80

-75

-70Perbandingan Mean RSSI pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

1 2 3 4 5 6 7 80

5

10

15

20

25

30

35

40Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm


Variasi daya,

ketinggian semua node = 45 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 1.4577 1.6897 0.9509 0.7505 1.0693

Mean -62.7501 -61.1671 -65.1362 -66.5781 -68.6728

Median -62.6667 -61.3333 -65.3889 -66.2778 -68.8889

Ptx = 19 ( -5 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 2.0339 12.5554 1.2519 6.9764 0.8814

Mean -74.3100 -75.5219 -82.3523 -80.9144 -77.6542

Median -73.9444 -75.6111 -82.3889 -81.5000 -77.9444

Ptx = 11 ( -10 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 1.6741 0.2634 0.1860 26.9957 5.8629

Mean -87.7322 -79.6602 -84.6333 -86.3015 -83.7411

Median -87.6667 -79.8333 -84.6667 -84.0556 -83.3333

Ptx = 7 ( -15 dBm )

Node 1 2 3 4 5

Varians 1.2873 12.7976 0.2772 3.1101 3.3467

Mean -88.6640 -84.8656 -90.5250 -84.7677 -91.3526

Median -88.5000 -82.4444 -90.7222 -84.9444 -90.7222

1 2 3 4 5 6 7 8-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11=> -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

1 2 3 4 5 6 7 80

5

10

15

20

25

30Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

daya 31=> 0 dBm

daya 19=> -5 dBm

daya 11=> -10 dBm

daya 7 => -15 dBm



daya transmit semua node = 0 dBm

Tinggi node 0 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 9.9834 37.2240 1.7394 7.5872 2.4096

Mean -71.2557 -82.0236 -88.1192 -86.8348 -82.5055

Median -71.1111 -80.9444 -88.2778 -86.6667 -82.3889

Tinggi node 45 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 1.4577 1.6897 0.9509 0.7505 1.0693

Mean -62.7501 -61.1671 -65.1362 -66.5781 -68.6728

Median -62.6667 -61.3333 -65.3889 -66.2778 -68.8889

Tinggi node 75 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.8145 1.0369 20.2841 5.0953 4.2177

Mean -60.4444 -63.4444 -77.8333 -71.8889 -72.7222

Median -60.2309 -63.5534 -78.2329 -72.0677 -72.5440

1 2 3 4 5 6 7 8-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm

1 2 3 4 5 6 7 80

5

10

15

20

25

30

35

40Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm



daya transmit semua node = -5 dBm

Tinggi node 0 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 28.8163 5.7595 0.3156 0 0.1578

Mean -83.3876 -90.4229 -93.4541 -95.0000 -91.8423

Median -81.0000 -89.1111 -93.5000 -95.0000 -92.0000

Tinggi node 45 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 2.0339 12.5554 1.2519 6.9764 0.8814

Mean -74.3100 -75.5219 -82.3523 -80.9144 -77.6542

Median -73.9444 -75.6111 -82.3889 -81.5000 -77.9444

Tinggi node 75 cm

Node 1 2 3 4 5

Varians 1.6500 1.2565 4.9063 1.3575 2.3400

Mean -67.9444 -76.2778 -84.1111 -85.5556 -83.3333

Median -68.0701 -75.9655 -84.5241 -85.4577 -83.1867

1 2 3 4 5 6 7 8-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm

1 2 3 4 5 6 7 80

5

10

15

20

25

30Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I

tinggi node 0 cm

tinggi node 45 cm

tinggi node 75 cm

Analisa Data Pengukuran RSSI di Dua Ruang


Ptx = 0 dBm

Ruang 1 2

Node 1 2 3 4 5

Varians 6.0872 52.3635 5.2068 0.2180 -

Mean -73.3459 -82.8488 -86.2862 -88.3779 -

Median -73.0000 -79.5500 -85.4000 -88.2000 -Ptx = -5 dBm

Ruang 1 2

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.4711 0.7872 0.5114 0.2091 -

Mean -79.3071 -86.6468 -88.7555 -92.7432 -

Median -79.2000 -86.2000 -88.6500 -92.8000 -

Ptx = -10 dBm

Ruang 1 2

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.3675 0.5193 0.2448 - -

Mean -94.1667 -90.9000 -94.2500 - -

Median -94.1857 -90.6798 -94.4150 - -

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5-95

-90

-85

-80

-75

-70Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

daya 31=> 0 dBm (Ruang 1)


daya 19=> -5 dBm (Ruang 1)


daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50

10

20

30

40

50

60Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I





daya 11 => -10 dBm

daya 7 => -15 dBm

Analisa Data Pengukuran RSSI di Dua Ruang

Variasi ketinggian, daya semua node = 0 dBm

Tinggi 0 cm

Ruang 1 2

Node 1 2 3 4 5

Varians 6.0872 52.3635 5.2068 0.2180 -

Mean -73.3459 -82.8488 -86.2862 -88.3779 -

Median -73.0000 -79.5500 -85.4000 -88.2000 -

Tinggi 45 cm

Ruang 1 2

Node 1 2 3 4 5

Varians 31.7305 44.2283 36.7248 2.0758 0.3947

Mean -63.8507 -73.0817 -78.3879 -87.2812 -85.7912

Median -61.1111 -75.3889 -76.2222 -87.1667 -5.8333

Ptx = -15 dBm

Ruang 1 2

Node 1 2 3 4 5

Varians 0.6743 1.0204 28.7378 0.2739 0.2242

Mean -62.4444 -63.5000 -83.3333 -90.9444 -.7778

Median -62.4016 -63.0893 -83.8806 -91.0206 -.7948

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5-95

-90

-85

-80

-75

-70

-65

-60Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Tinggi, Daya 0 dBm

Jarak (m)

Nila

i M

ean R

SS

I (d

Bm

)

tinggi 0 cm (Ruang 1)






1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50

10

20

30

40

50

60Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Tinggi,Daya 0 dBm

Jarak (m)

Nila

i V

arians R

SS

I







Analisa Konsumsi Arus

jam ke node 1 node 2 node 3

2 35 34.3 34.5

4 32.9 32.8 33.6

6 32.1 30.2 32.5

8 30.1 28.9 31.6

10 29.1 26.9 29.5

12 27.7 25.6 28.3

14 25.9 24.8 26.8

16 24 23.3 24.9

18 22 21.9 23.5

20 19.1 19.5 20.8

22 18.3 16 19.2

24 16.1 14.3 17

26 14.9 13.7 15.6

28 12.4 12.5 14.2

30 11.6 12 13.1

32 8.8 8.3 11.2

34 7.2 7.5 10

36 4 6.6 8.1

38 3.8 4.8 6.5

40 3 3.4 4.1

42 2.6 3 3.3

42 jam 20 menit 1.7 2.8 2.1

42 jam 40 menit - 1.9 1.8

42 jam 50 menit - - 1.5

Pengamatan konsumsi arus dimaksudkan agar dapat mengetahui karakteristik konsumsi arus pada baterai yang digunakan node dalam pengukuran RSSI yang telah dirancang pada jaringan sensor nirkabel.

Setiap node dipasang baterai AA 1.5 Volt dengan brand ABC Dry Cell.

Pengukuran divariasikan berdasarkan periode pengiriman paketnya, yaitu 100 ms (node1), 500 ms (node 2), dan 1000 ms (node 3).

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

5

10

15

20

25

30

35

40

waktu (jam ke-)

aru

s (

mA

)

hasil pengukuran konsumsi arus

node1

node2

node3

Kesimpulan (1) Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

Pada pengukuran outdoor dan indoor terdapat beberapa parameter yang mempengaruhi nilai

RSSI pada setiap node yang disebar antara lain : jarak node – base stasion, daya transmit dan

ketinggian node.

Beberapa hasil pengukuran indoor berdasarkan :

variasi jarak

nilai RSSI node 1 jarak 1.5 m dari sink sebesar – 83.1004 dBm dan node 5 jarak 7.5 m dari sink sebesar -

90.5457 dBm pada daya 0 dBm

variasi daya transmit

pada Ptx 0 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.1004 dBm dan

pada Ptx -5 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -87.4880 dBm

variasi ketinggian node

pada ketinggian node 0 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.1004 dBm dan pada ketinggian

75 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -63.6500 dBm

Kesimpulan (2) Beberapa hasil pengukuran outdoor berdasarkan :

variasi jarak nilai RSSI node 1 jarak 1.5 m dari sink sebesar – 71.2557 dBm dan node 5 jarak 7.5 m dari sink sebesar -

82.5055 dBm pada daya

variasi daya transmit pada Ptx 0 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -71.2557 dBm dan

pada Ptx -5 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.3876 dBm

variasi ketinggian node pada ketinggian node 0 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -71.2557 dBm dan pada ketinggian 75 cm, nilai

RSSI node 1 sebesar -60.4444 dBm

Kesimpulan (3) Berdasarkan hasil pengukuran, semakin jauh jarak maka nilai RSSI semakin kecil. Begitu juga dengan

semakin kecil daya transmit node maka semakin kecil nilai RSSI node.

Ketinggian node sangat mempengaruhi nilai RSSI, semakin tinggi letak node maka nilai RSSI

semakin besar pula.

Perbandingan hasil pengukuran outdoor dan indoor menunjukkan bahwa nilai RSSI di indoor lebih

baik dibandingkan nilai RSSI di outdoor.

Nilai varians besar terjadi pada node yang ketinggiannya rendah misalnya 0 cm dari tanah/lantai.

Rekomendasi bagi perencana jaringan sensor nirkabel saat ini adalah lebih baik direncanakan

jaringan dengan jumlah sensor yang banyak dengan range sensor kecil sehingga konektifitas jaringan

tetap terjaga dan konsumsi daya sensor kecil, apalagi dengan kemajuan dibidang mikroelektronika

sekarang yang memungkinkan diproduksi sensor dalam jumlah yang besar dengan biaya rendah.

Saran Pada penelitian ini model topologi jaringan sensor single hop,

untuk penelitian selanjutnya dapat digunakan model topologi

jaringan yang lain seperti multihop atau yang lainnya. Pengukuran

juga bisa lebih banyak dilakukan dengan berbagai kondisi lainnya

Daftar Pustaka _, (Oct 2003),“Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)”.

IEEE Computer Society.

Adianto YP (2008),”Komunikasi Multihop dengan Jaringan Sensor Nirkabel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya

Akyldiz, I.F, Sankarasubramaniam, Y, dan Cayirci, E. (2002),”A Survey on Sensor Network”, IEEE Commun Mag, hal. 102-114.

Agrawal P, Patwari N, Student Member IEEE.” Correlated Link Shadow Fading in Multi-Hop Wireless Network”

Chakrabarty, Krishnendu., Iyengar, S.S., (2005). “Scalable Infrastructure for Distributed Sensor Networks”. Springer., London. pp.5.

Karl H, Willig A, (2005), “Protocols and Architecture For Wireless Sensor Networks”, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England Telephone (+44) 1243 779777

Karedal J, Almers P, Tufvesson F, F. Molish A, (2010), “A MIMO Channel Model for Wireless Personal Area Network”, IEEE Transaction on Wireless Communication Vol. 9 , No. 1

Koutroullos, Marios. “Biological Nature and Inspirated Mecanisms for Adaptive and Robust Self-Organization in Wireless Sensor Networks”. University of Cyprus.

Ilyas, Mohammad., Mahgoub, Imad., (2005). “Handbook of Sensor Networks Compact Wireless and Wired Sensing Systems”. Boca Raton: CRC Press.

Daftar Pustaka Mahalik, Nitaigour P., (2007),” Sensor Networks and Configuration Fundamentals, Standards, Platforms, and Applications.”,Springer.

Rappapport T, (1996), “Wireless Communication Principle and Practice”, Prentice Hall, New Jersey

Siam Z.M, Krunz M , Younis O. (2008).” Energy-Efficient Clustering/Routing for

Cooperative MIMO Operation in Sensor Networks”. Technical Report TR-UA-ECE-2008-2

Sklar, B. “Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems part I : characterization,” IEEE Communications Magazine,September 1997.

Shen Yi, Kalyanarman S, “Asynchronous Cooperative MIMO Communication and Capacity Analysis”, Department of Electrical, Computer,and System Engineering Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY 12180

Sohraby, Kazem., Minoli, Daniel., Znati, Taieb., 2007. “Wireless Sensor Network: Technology, Protocol, and Applications”. Wiley-Interscience

Wardihani ED, (2008), ”Sistem Deteksi Terdistribusi pada Jaringan Sensor Nirkabel”, Thesis Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya

Wicaksono EW, (2009), ”Desain dan Implementasi Mobile Sink pada Jaringan Sensor Nirkabel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya

Wyne S, Santos T, Tufvesson F, F.Molisch A, (2008), “Channel Measurenments of an indoor Office Scenario for Wireless Sensor Application”, IEEE Global Telecommunications Conference

Wyne S, Singh P A, Tufvesson F, (2009),”A Statistical Model for Indoor Office Wireless Sensor Channels”, IEEE Transaction on Wireless Communications, Vol 8, No. 8

Yarkoni N, Blaunstein N, (2006), “Prediction of Propagation Characteristics in Indoor Radio Communication Environment”, Progress in Electromagnetics Research, PIER 59, 151-174

Yang Li X, (2008), “Wireless Ad Hoc and Sensor Networks”, Cambridge University Press

Terima Kasih

Karakterisasi Propagasi Indoor dan - digilib.its.ac.id · kinerja jaringan nirkabel sangat...

Documents

Transcript of Karakterisasi Propagasi Indoor dan - digilib.its.ac.id · kinerja jaringan nirkabel sangat...