Abstrak Komunikasi Device-to-Device merupakan teknologi yang memungkinkan User Equipment berkomunikasi secara langsung tanpa melalui Base Station (BS) atau evolved Node B (eNodeB). Sehingga dapat mengurangi beban traffic pada jaringan inti. Selain itu, perangkat D2D dapat berbagi resource block dengan Regular Cellular User (RCU) sehingga menghasilkan peningkatan kinerja jaringan, khususnya dalam efisiensi energi dan efisiensi spektrum. Bagaimanapun, pemakaian resorce block yang sama dapat berpotensi mengakibatkan interferensi, baik pada perangkat seluler maupun perangkat D2D yang berpasangan. Oleh karena itu, pasangan perangkat D2D harus dapat membatasi daya transmisinya. Dengan keterbatasan daya transmisi dan kendala interferensi, mengakibatkan jarak jangkauan komunikasi D2D menjadi lebih terbatas. Maka, untuk meningkatkan jarak jangkauan perangkat D2D pada proposal tugas akhir ini menggunakan komunikasi D2D berbasis relai, atau relayassisted D2D. Proposal tugas akhir ini membahas mengenai persoalan alokasi sumber daya pada jaringan komunikasi relay-assisted D2D. Penulis menggunakan bargaining algorithm, Nash Bargaining Solution (NBS) dalam mengalokasikan sumber daya transmisi pada jaringan komunikasi relay-assisted D2D. Hasil yang diharapkan adalah NBS mampu memaksimalkan laju transmisi dan meminimalkan daya transmisi. Tujuannya agar setiap pasangan D2D dapat menjaga fairness dan memaksimalkan tingkat utilitas secara keseluruhan sembari membatasi interferensi. Kinerja skema yang diajukan dievaluasi dalam bentuk simulasi. Abstract Device-to-Device (D2D) communication is a technology that allows proximity user to use direct communication between devices without having to go through eNodeB or BS. So it can reduce the traffic load on the core network. In D2D communication, D2D users can share resource block with the Regular Cellular User (RCU). So it can improve network performance, especially in terms of energy efficiency and spectrum efficiency. However, using the same resource block can potentially cause interference. Therefore, to limit the interference of D2D pair each device must control the transmission power effectively. On the other hand, the distance of D2D communication range is more limited than general cellular communication. With limited transmission power, to increase the distance of D2D communication range in this proposal focus on relay-assisted D2D communication. Whereas in handling resource allocation, bargaining algorithms were chosen because they were able to increase fairness and utility levels while limiting interference. The performance of proposed scheme is evaluated through simulation. Latar Belakang Dewasa ini, teknologi informasi dan komunikasi semakin berkembang ke arah yang lebih baik. Khususnya perkembangan dalam bidang teknologi komunikasi seluler yang kini telah memasuki generasi ke lima atau yang biasa disebut dengan teknologi Fifth Generation (5G). Perkembangan teknologi komunikasi seluler berbanding lurus dengan bertambahnya jumlah pengguna. Sedangkan jaringan akses nirkabel memiliki keterbatasan sumber daya seperti frekuensi, daya, dan waktu. Hal ini akan berdampak pada semakin tingginya tingkat kepadatan traffic dalam jaringan. Peningkatan traffic ini akan mengakibatkan pembebanan pada jaringan inti. Oleh karena itu kepadatan traffic harus diturunkan untuk mengurangi beban pada jaringan inti. Salah satu upaya menurunkan kepadatan lalu lintas data adalah dengan melakukan pertukaran data tanpa melewati jaringan inti terlebih dahulu. Konsep ini merupakan salah satu teknologi yang digunakan dalam pengembangan teknologi 5G, dan dikenal dengan istilah sistem komunikasi Device-to-Device (D2D) [1]. D2D merupakan sebuah teknologi yang memungkinkan User Equipment (UE) berkomunikasi langsung tanpa melalui Base Station (BS) atau evolved Node B (eNodeB). Sehingga memangkas konsep lalu lintas jaringan sebelumnya yang harus melewati jaringan inti terlebih dahulu. Hal ini berarti teknologi D2D dapat mengurangi beban lalu lintas data yang berada pada cakupan eNodeB [2]. Penggunaan komunikasi D2D bukan tanpa kendala, masalah utamanya adalah interferensi akibat pemakaian resource block yang sama antara pengguna seluler dan pengguna D2D [3][4]. Oleh karena itu, perangkat D2D yang berpasangan harus dapat mengendalikan daya transmisi secara efektif. Masalah lain yang terdapat pada sistem komunikasi D2D berkaitan dengan jarak jangkauan komunikasi. Karena keterbatasan daya transmisi dan kendala interferensi, jangkauan komunikasi D2D lebih terbatas dari sistem komunikasi pada umumnya. Oleh karena itu, untuk meningkatkan jangkauan komunikasi pada pasangan D2D, maka digunakan jaringan komunikasi D2D berbasis relay-assisted. Dengan memanfaatkan relai sebagai terminal transmisi, jarak jangkauan komunikasi dapat ditingkatkan [5][6]. Tapi, walaupun menggunakan relai, interferensi tetap menjadi masalah utama dalam sistem komunikasi D2D. Karena itu dibutuhkan pengendalian sumber daya dalam meningkatkan efisiensi dan membatasi tingkat interferensi. Berdasarkan hasil penelitian [2], bargaining algorithm, Nash Bargaining Solution (NBS) mampu memaksimalkan tingkat utilitas dibandingkan dengan algoritma lain, berdasarkan perbedaan ambang batas SINR dan jarak antar perangkat D2D yang berpasangan. Proposal tugas akhir ini mengacu pada penelitian tersebut dengan menggunakan rentang frekuensi yang berbeda, yaitu pada 1800 KHz dan bandwidth 5 MHz. Sedangkan dalam mengalokasikan sumber daya pada jaringan komunikasi relay-assisted D2D tetap menggunakan bargaining algorithm, NBS. Dengan tujuan agar setiap pasangan D2D dapat menjaga fairness dan memaksimalkan tingkat utilitas secara keseluruhan sembari membatasi interferensi. Rumusan Masalah Berdasarkan deskripsi latar belakang dan penelitian terkait, maka dapat dirumuskan beberapa masalah dalam Proposal Tugas Akhir ini, yaitu: 1. Bagaimana pengaruh SINR terhadap utilitas algoritma NBS, dan bagaimana perbandingannya dengan algortima lain? 2. Selain meningkatkan utilitas, dalam melakukan alokasi sumber daya juga harus memastikan terjaganya fairness. Bagaimana pengaruh SINR terhadap fairness index algoritma NBS, dan bagaimana perbandingannya dengan algortima lain? 3. Bagaimana pengaruh jarak pasangan D2D terhadap utilitas algoritma NBS, dan bagaimana perbandingannya dengan algortima lain? Tujuan Tujuan dari penelitian yang diwujudkan dalam proposal tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui pengaruh Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) terhadap utilitas algoritma NBS jika dibandingkan dengan algoritma lain. 2. Mengetahui pengaruh SINR terhadap fairness algoritma NBS jika dibandingkan dengan algoritma lain. 3. Mengetahui pengaruh jarak pasangan D2D terhadap utilitas algoritma NBS jika dibandingkan dengan algoritma lain. Adapun manfaat dari penelitian proposal tugas akhir ini, antara lain: 1. Membantu pengembangan jaringan komunikasi D2D dalam memaksimalkan utilitas dan membatasi tingkat interferensi. 2. Dapat menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya. Batasan Masalah Dalam penulisan proposal tugas akhir ini, penulis menggunakan batasan masalah: 1. Menggunakan sistem sel tunggal tanpa pengaruh sel lain. 2. Satu sel terdiri dari dua relai. 3. Satu sel terdiri dari dua jenis pengguna, pengguna seluler dan pengguna D2D. 4. Sistem komunikasi pada kondisi uplink. 5. Lebar bandwidth 5 MHz. 6. Besar frekuensi 1800 KHz. 7. Pengguna seluler dan pengguna D2D tidak bergerak dalam satu kali pengamatan. Metodologi Dalam penulisan proposal tugas akhir ini, penulis menggunakan metode penelitian: 1. Studi Literatur Pengumpulan literatur-literatur terkait sistem komunikasi seluler, komunikasi D2D, dan Radio Resource Management yang akan digunakan sebagai materi pendukung dalam penulisan Proposal Tugas Akhir ini. Literatur yang diambil berasal dari hasil penelitian-penelitian terbaru, baik dari paper journal atau paper conference internasional. 2. Perancangan Model Sistem Perancangan model sistem terkait dengan sistem komunikasi relay-assisted D2D berdasarkan literatur-literatur yang sudah dikumpulkan sebelumnya. 3. Perancangan Algoritma Alokasi Perancangan algoritma alokasi terkait permasalahan yang akan dipecahkan. Model yang digunakan adalah model matematis yang diformulasikan dalam bentuk simulasi dengan menggunakan software komputer. 4. Proses Simulasi Simulasi dari hasil algoritma alokasi yang telah dirancang pada tahap sebelumnya. 5. Analisis Hasil Pengumpulan data hasil percobaan dilakukan dengan mengacu pada skenario yang dibuat untuk melihat keterkaitan antara variabel pengamatan dengan parameter performansi yang diamati. Metode analisis yang digunakan adalah metode analisis kuantitatif. 6. Penarikan Kesimpulan Penarikan kesimpulan berdasarkan data-data hasil percobaan untuk menjawab permasalahan dan pertanyaan penelitian.
