ISSN(p): 2338-8323 | ISSN(e): 2459-9638 | Vol. 8 | No. 1 | Halaman 178 - 188
DOI : http://dx.doi.org/10.26760/elkomika.v8i1.178

## Analisis Kinerja Jaringan Hybrid Kooperatif

## Device-to-Device 5G menggunakan Teknik Pemilihan Relay Reaktif

## MUHAMMAD RAUDHI AZMI, MELINDA MELINDA,
NASARUDDIN NASARUDDIN*
Magister Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Indonesia Email: raudhiazmi@mhs.unsyiah.ac.id, *nasaruddin@unsyiah.ac.id *corresponding Author
Received 1 November 2019 | Revised 13 November 2019 | Accepted 6 Desember 2019

## ABSTRAK
Sistem  komunikasi  kooperatif  device-to-device  (D2D)  merupakan  salah  satu strategi peningkatan kecepatan data dan efisiensi energi. Pada sistem kooperatif, mekanisme relay merupakan faktor penting dalam meneruskan informasi. Model jaringan  merupakan  isu  penting  untuk  meningkatkan  kecepatan,  kinerja  dan efisiensi  energi  pada  sistem.  Oleh  sebab  itu,  makalah  ini  menganalisis  kinerja jaringan hybrid kooperatif D2D pada teknologi 5G menggunakan teknik pemilihan relay  reaktif  atau    reactive  relay  selection  (RRS).  Beberapa  parameter  kinerja penting telah simulasikan, seperti model jaringan, SNR, BER dan throughput. Hasil simulasi  menunjukkan  bahwa  jaringan  kooperatif  hybrid-relay  dengan  RRS menghasilkan  nilai  BER  yang  lebih  kecil  dan  throughput  yang  lebih  tinggi dibandingkan model multi-relay dan multi-hop relay. Dengan demikian, jaringan hybrid-relay dengan pemilihan relay lebih efisien dibandingkan jaringan lainnya.
Kata  kunci :  sistem  komunikasi  kooperatif,  pemilihan  relay  reaktif,  multi-hop, multi-relay,  hybrid-relay.

## ABSTRACT
A  device-to-device  (D2D)  cooperative  communication  system  is  one  of  the strategies to increase data speed and energy efficiency. In a cooperative system, the relay mechanism is an important factor in forwarding information. A network model  is  an  important  issue  to  increase  the  speed,  performance  and  energy efficiency of the system. Therefore, this paper analyzes the performance of D2D cooperative hybrid networks on 5G technology using reactive relay selection (RRS) techniques. Some important performance parameters have been simulated, such as network models, SNR, BER and throughput. Simulation results show that hybrid- relay  cooperative  networks  with  RRS  produce  smaller  BER  values  and  higher throughput  compared  to  multi-relay  and  multi-hop  relay  models.  Thus,  hybrid- relay networks with relay selection are more efficient than other networks.
Keywords :  cooperative  communication  system,  reactive  relay  selection,  multi- hop, multi-relay, hybrid-relay.

## 1. PENDAHULUAN
Sistem komunikasi kooperatif merupakan mekanisme kerjasama antar user yang terdistribusi untuk meningkatkan kinerja sistem dan efisiensi spektrum (Li, Hu, Qian, & Wu, 2012) . Pada sistem komunikasi kooperatif, source (S) mengirimkan informasi secara broadcast langsung ke  penerima  (D)  dan ke  beberapa relay (R)  yang  merupakan  user  lain  dalam  area  yang berada didekatnya.  Dalam proses transmisi, jalur pengiriman informasi baik langsung maupun melalui relay  saling  independen  satu  sama  lain.  Komunikasi  kooperatif  memungkinkan pemanfaatan  sumber  daya  komunikasi  yang  lebih  efisien,  karena  pada  sistem  komunikasi kooperatif penggunaan base station (BS) dapat di kurangi.
Sistem  komunikasi  selular  di  Indonesia  saat  ini  berada  pada  era  4G Long  Term  Evolution Advanced  (LTE-A)  yang  akan  berkembang  menuju  era  5G (Gupta,  2016) .  Teknologi  4G diluncurkan pada 2010 oleh Telia Sonera dari Finlandia. Hal ini memberikan solusi yang lebih baik  daripada  2G  dan  3G .  Third  Generation  Project  Partnership  (3GPP)  telah  distandarisasi sebagai  LTE-A (Ganesh  R.  Patil.  &  Prashant  S.Wankhade,  2014). LTE-A  merupakan perkembangan dari generasi LTE dan merupakan teknologi komunikasi yang bergerak pada mobile system yang menjadi dasar sistem 4G. Untuk mempertahankan atau menjaga kualitas jaringan agar tetap bekerja sesuai standarisasi kinerja, maka sebuah jaringan membutuhkan banyak BS. Pengaruh dari penambahan ini mengakibatkan konsumsi energi yang besar dan adanya  pemborosan  energi.  Oleh  karena  itu, Device-to-Device  (D2D)  diperkenalkan  untuk mengurangi jumlah dari base station (Lien, Chen, & Lin, 2011) .
D2D adalah sebuah sistem komunikasi antara dua perangkat selular yang berdekatan secara langsung tanpa harus melalui BS, penggunaan D2D dapat meningkatkan data rate disebabkan jarak yang lebih dekat (Lien et al., 2011) . Komunikasi D2D adalah salah satu pilihan untuk efisiensi  pada  sistem  komunikasi  5G (Gupta,  2016) .  Kekurangan  dari  sistem  D2D  ketika adanya pengguna dari D2D dengan jumlah yang banyak ( multi-hop D2D) akan menyebabkan kinerja jaringan akan terbagi dan dapat menurunkan kualitas jaringan, jadi dibutuhkan sebuah model  D2D  yang  dapat  menjaga  kualitas  dari  suatu  jaringan.  Konsep  dasar  dari  sistem komunikasi kooperatif adalah kerja sama antar user yang terdistribusi untuk meningkatkan seluruh kinerja jaringan (Li et al., 2012) . Dengan menerapkan sistem komunikasi kooperatif pada  sistem  D2D  dapat  mengurangi  masalah  yang  terjadi  ketika  adanya  penumpukan pengguna  pada  suatu  tempat (Cao,  Jiang,  &  Wang,  2015). Kendala  jarak  D2D  dalam praktiknya  memungkinkan  jaringan  selular  mengontrol  kondisi  saluran  rata-rata  antara pengguna  D2D (Gupta,  2016) .  Pemilihan relay  (relay-selection)  merupakan  isu  penting dalam sistem komunikasi kooperatif nirkabel (Cao et al., 2015). Teknik pemilihan relay dapat meningkatkan  kinerja  pada  sistem  dan  juga  menurunkan  konsumsi  energi.  Makalah  lain mengkaji  strategi  pemilihan relay  reactive  relay-selection  (RRS),  dengan  mengirimkan informasi  pada  semua node  relay  yang  tersedia  dan  relay  dengan  SNR  terbaik  yang  akan meneruskan informasi ke tujuan pada saat proses pengiriman informasi dari sumber ke tujuan ( direct) dinyatakan gagal (Mustafa, Imran, Shakir, Imran, & Tafazolli, 2016) .
Berdasarkan  kajian  tersebut,  penerapan  teknik relay-selection  dengan  protokol  kooperatif pada jaringan multi-relay dengan protokol QF (Quantize and forward) belum optimal dari sisi kinerja jaringan, karena penggunaan relay yang selalu sama ketika jarak antar sumber dan tujuan dekat dan jauh (Akhyar, Nasaruddin, & Muharar, 2017) . Selanjutnya, teknik relay- selection dengan protokol kooperatif DF (Decode and Forward) pada model jaringan multi- relay belum efektif karena tingkat kompleksitas pada protokol DF (Ikki & Ahmed, 2010) . Hingga  saat  ini,  teknik relay  selection  belum  pernah  dikaji  model  jaringan  hybrid-relay.
Jaringan hybrid-relay dengan metode relay selection memiliki keunggulan pada penggunaan relay yang berbeda ketika jarak antar sumber ke tujuan dekat dan jauh.
Makalah  ini  menganalisis  peningkatkan  kinerja  jaringan  yang  digunakan  pada  sistem komunikasi  D2D  dengan  teknik  pemilihan relay  menggunakan  model  jaringan  hybrid-relay dengan teknik reactive relay selection untuk memperoleh kinerja maksimum dengan protokol amplify and forward (AF). Untuk meningkatkan kinerja jaringan tersebut mempertimbangkan jumlah  pengguna  D2D  yang  berubah  setiap  waktu,  dari  yang  sedang  bergerak  hingga terjadinya penumpukan pengguna pada suatu tempat. Dengan menerapkan proses pemilihan relay untuk menentukan relay terbaik yang akan digunakan. Makalah ini menggunakan teknik pemilihan relay  reaktif,  dinamakan  reactive  relay  selection  (RRS),  untuk  menentukan  relay terbaik yang akan digunakan, dengan sinyal informasi yang dikirimkan secara broadcast oleh sumber  kepada  perangkat relay  terdekat  dan  informasi  tersebut  akan  dikuatkan  terlebih dahulu  sebelum  diteruskan  ke  tujuan.  Dengan  demikian,  penelitan  ini  dapat  berkontribusi dalam meningkatkan kinerja jaringan pada sistem komunikasi nirkabel dengan teknologi 5G yang menjadi isu hangat saat ini.

## 2. MODEL SISTEM

## 2.1 Topologi Jaringan
Model  jaringan  kooperatif hybrid-relay  dengan  teknik  pemilihan  relay  yang  diusulkan  pada makalah ini yang dapat dilihat pada Gambar 1. Model jaringan ini dirancang sesuai dengan kondisi lingkungan yang memungkinkan terdapat banyak device yang berkumpul pada suatu tempat. Model jaringan hybrid merupakan gabungan dari dua model jaringan komunikasi D2D yaitu multi-relay dan multi-hop. Komponen jaringan terdiri dari beberapa node, yaitu: sumber
𝑆 , relay 𝑅 , … , 𝑅 , dan tujuan 𝐷 .
Gambar 1. Jaringan Kooperatif Hybrid-relay
Pada proses jaringan kooperatif hybrid relay sinyal informasi dikirim secara broadcast, sinyal yang dikirim secara broadcast dari sumber akan diterima oleh relay. Pada relay informasi yang diterima  akan  dikirimkan  menuju relay  berikutnya  dan  juga  bisa  langsung  mengirimkan  ke tujuan dengan 𝑦 , merupakan sinyal informasi yang dikirimkan dari sumber ke tujuan, ℎ , merupakan koefisien fading dari sumber ke tujuan, 𝑥 adalah informasi yang dikirimkan dan 𝑛 , merupakan noise AWGN dari sumber ke tujuan dan dituliskan dengan persamaan berikut:
𝑦 , ℎ , 𝑥 𝑛 , (1)
Pengiriman sinyal informasi dari node atau perangkat sumber ke tujuan baik secara langsung dan  melalui  perangkat relay.  Proses  kerja  sistem  kooperatif  hybrid  relay  pada  makalah  ini
dibagi  menjadi  beberapa  fase  atau  tahap.  Tahap  pertama  sumber  mengirimkan  sinyal informasi secara broadcast dalam bentuk data bit yang dinotasikan dengan 𝑥 kepada relay ke 𝑖 𝑆, 𝑅 dengan i  =  1,  2,  …  ,  k,  kepada  relay  berikutnya  (Ri,R)  dan  (Ri,D)  merupakan pengiriman dari relay ke tujuan.  Informasi yang diterima pada tujuan dan relay dipengaruhi oleh koefisien fading ℎ dan penambahan ( 𝑛 ( Adaptive White Gaussian Noise) AWGN. Pada tahap kedua, relay akan mengirimkan bit informasi menuju relay lain yang berada didekatnya ( 𝑦 , ) dan juga bisa mengirimkan langsung ke tujuan ( 𝑦 , ). Berdasarkan penelitian A.Ali dan Arshad (Ali, Shah, & Arshad, 2016) persamaan matematis dapat ditulis sebagai berikut:
𝑦 , ℎ , 𝑥 𝑛 , (2)
𝑦 , ℎ , 𝑥 𝑛 , (3)
𝑦 , ℎ , 𝑥 𝑛 , (4)

## 2.2  Metode Pemilihan Relay
Pada  makalah  ini  menggunakan  metode  pemilihan relay:  reactive  relay  selection  (RRS). Metode  RRS  merupakan  salah  satu  sistem  pemilihan relay  yang  dilakukan  ketika  informasi yang dikirimkan langsung ke tujuan mengalami kegagalan. Mekanismenya dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Strategi Pemilihan Relay
Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pemilihan relay dengan metode RRS sebagai berikut:
1) Tahap  pertama  sumber  mengirimkan  informasi  secara broadcast  berupa  bit  data (keseluruhan data) kepada beberapa relay yang berada didekatnya. Sinyal informasi yang dikirimkan secara broadcast, selanjutnya sinyal informasi yang dikirimkan dari sumber ke relay dinotasikan dengan 𝑦 , , dengan ℎ , merupakan koefisien fading dari sumber ke relay i  dan 𝑛 , merupakan noise AWGN dari sumber ke relay i, (i: 1,…,k). Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut (Akhyar et al., 2017) :
𝑦 , ℎ , 𝑛 , ; dengan i 1, … , n (5)
2) Pada tahap kedua semua relay yang menerima broadcast informasi tersebut akan dipilih. Pemilihan relay terbaik atau best relay (b) dilakukan menggunakan metode CSI (Channel State Information). Metode ini akan memilih relay terbaik berdasarkan nilai SNR terbaiknya,
perhitungan SNR untuk memilih node relay terbaik yang dapat dirumuskan sebagai berikut (Akhyar et al., 2017) :
𝑏 arg 𝑚𝑎𝑥  SNR , ; 𝑏 𝑏𝑒𝑠𝑡 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑦 ;  𝑖 1, … , 𝑘 (6)
3) Tahap ketiga sumber akan melakukan request informasi kepada best relay 𝑏 .
4) Langkah terakhir adalah best relay meneruskan informasi kepada relay lain yang berada lebih dekat ke tujuan ( 𝑦 , ) dan juga dapat mengirimkan langsung ke tujuan 𝑦 , dan 𝛽 merukan  koefisien  penguat  dari relay  I, 𝑦 , adalah  sinyal  informasi  yang  diterima  di lainnya, ℎ , merupakan koefisien fading dari relay ke relay dan 𝑛 , merupakan noise AWGN  dari relay  ke  relay, 𝑦 , adalah  sinyal  informasi  yang  diterima  di  tujuan, ℎ , merupakan koefisien fading dari relay ke tujuan dan 𝑛 , merupakan noise AWGN dari relay ke tujuan. Dapat dirumuskan sebagai berikut (Akhyar et al., 2017) :
𝑦 , 𝛽 ℎ , 𝑥 𝑛 , (7)
𝑦 , 𝛽 ℎ , 𝑥 𝑛 , (8)
Sebelum informasi dari relay diteruskan informasi tersebut akan dikuatkan terlebih dahulu, dengan 𝑃 merupakan daya yang digunakan pada relay i, 𝑃 adalah daya yang digunakan untuk  mengirimkan  informasi  pada  sumber  dan 𝑁 adalah  pengaruh noise  saluran  dan secara  matematis  dapat  dituliskan  sebagai  berikut (Nasaruddin,  Melinda,  &  Elizar, 2014) :
𝛽 , (9)

## 2.3  Modulasi Quadrature Amplitude Modulation (M-QAM)
M-QAM  merupakan  salah  satu  teknik  modulasi digital  multy  level  yang  saat  ini  banyak digunakan pada sistem komunikasi. QAM merupakan salah satu modulasi digital yang dapat menumpangkan  sinyal  informasi  berupa  data  biner  ke  sinyal  pembawa  berupa  sinyal sinusoidal.  Modulasi  QAM  memanfaatkan  perubahan  fasa  dan  amplitudo  sinyal  pembawa dengan saling berbeda fasa sebesar 90 derajat atau dapat dikatakan modulasi QAM adalah modulasi  yang  merupakan  gabungan  dari  modulasi  ASK  dan  PSK.  QAM  menggunakan  dua pembawa kuadratur yaitu cos 2πfct dan sin 2πfct masing-masing dimodulasikan oleh beberapa bit  informasi (Mohamad,  Mahmud,  &  Awang,  2011) .  Pada  makalah  ini  menggunakan beberapa modulasi QAM. Bentuk-bentuk modulasi yang digunakan adalah 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, dan 64-QAM.

## 3. SKEMA PENGUJIAN

## 3.1 Parameter Simulasi
Simulasi yang dilakukan didalam makalah ini menggunakan beberapa parameter, diantaranya adalah jumlah bit data yang dikirimkan adalah 100000 bit. Pengiriman dengan jumlah bit yang besar  dilakukan  dengan  pertimbangan  pertukaran  informasi  yang  besar  pada  sistem komunikasi.  Hal  yang  penting  juga  menjadi  parameter  dalam  simulasi  adalah  jumlah node relay  lebih  dari  satu  dan  juga  data  rate  pada  parameter  mempengaruhi  hasil  throughput. Parameter lainnya adalah penggunaan jangkauan SNR 0-20 dB yang menjadi acuan dalam
transmisi informasi. Keterangan lengkap dari parameter yang digunakan dalam simulasi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Parameter Simulasi

## 3.2 Kinerja Jaringan
Berdasarkan  model  topologi  dan  strategi  pemilihan relay,  kinerja  jaringan  pada  jaringan komunikasi kooperatif nirkabel hybrid-relay AF merupakan faktor penting yang perlu dianalisis pada  artikel  ini.  Ada  beberapa  faktor  yang  perlu  dihitung  untuk  mengukur  tingkat  kinerja jaringan.
1) BER  adalah  pengukuran  kinerja  yang  menentukan  Jumlah  bit  rusak  atau  hancur sebagaimana  adanya  ditransmisikan  dari  sumbernya  ke  tujuannya (Nasaruddin  et al., 2014) . Beberapa faktor-faktor yang mempengaruhi BER termasuk bandwidth, signal-to- noise ratio (SNR), kecepatan transmisi dan transmisi medium. Dengan 𝑥 adalah informasi yang dikirimkan dan jumlah error adalah kesalahan yang terjadi ketika pengiriman yang dilakukan  dari  sumber  ke  tujuan  dengan 𝑦 , merupakan  informasi  yang  diterima  pada tujuan.  Definisi  laju  kesalahan bit  dapat  diterjemahkan  menjadi  formula  sederhana (Sadinov, 2017) :
𝐵𝐸𝑅 (10) 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑦 , 𝑥 (11)
2) Throughput adalah banyaknya ukuran data informasi yang dapat dilewatkam dan diterima dari source menuju destination untuk setiap satuan waktu atau dapat diartikan banyaknya paket data yang berhasil dikirimkan ke penerima dari sejumlah usaha pengiriman informasi setiap  detik.  Persamaan throughput  dapat  dirumuskan  sebagai  berikut,  dengan 𝐸 ( 𝑟 ) adalah  throughput (Gbps) dan 𝑟 adalah bit rate (Gbps) (Ikki & Ahmed, 2010) .
𝐸  𝑟     1 𝐵𝐸𝑅  𝑟 (12)
BER  adalah  kemungkinan  terjadinya outage  yaitu  kemungkinan  terjadinya  kegagalan pengiriman  informasi  yang  dapat  ditentukan  dengan  menggunakan  persamaan (Marchenko & Bettstetter, 2011) .
No Parameter Keterangan 1 Jumlah Bit Data 100.000 bit 2 Model kanal Rayleigh fading 3 Jumlah sumber 1 4 Jumlah relay 6 5 Jumlah tujuan 1 6 Teknik Modulasi m-QAM (m = 16, 32 dan 64) 7 Protokol relay AF 8 Jarak sumber – relay – tujuan  Tetap dan Bergerak 9 Rasio Jarak 0.1 – 0.9 10 Data Rate 1 Gbps 11  SNR (dB) 0-20 dB

## 4. HASIL DAN ANALISIS
Proses simulasi pengiriman informasi dari sumber ke tujuan dilakukan dengan metode sistem komunikasi  kooperatif reactive  relay-selection  (RRS)  dan  model-model  jaringan  kooperatif D2D.  Kemudian,  makalah  ini  membandingkan  nilai  BER  dan throughput  berdasarkan perubahan nilai SNR dan rasio jarak. Hasil pada makalah ini sebagai berikut:

## 4.1 Bit Error Rate
Proses simulasi BER berdasarkan jarak dengan membandingkan antara tiga model jaringan, yaitu model multi-relay, multi-hop relay dan model hybrd-relay. Untuk BER yang dihasilkan dari ketiga model jaringan tersebut nilai hybrid-relay menjadi model dengan nilai BER terbaik diantara kedua model lain yaitu multi-hop relay dan multi-relay. Dari kedua hasil simulasi BER berdasarkan rasio jarak pada proses pemilihan relay dengan metode reactive relay-selection (RRS) dihasilkan 4,61 10 bit untuk model hybrid-relay, 5,15 10 bit pada model multi- hop relay dan 5,49 10 bit pada model multi-relay, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.

## Gambar 3. BER Terhadap Jarak Pada Tiga Model Jaringan
Berdasarkan hasil simulasi ini menunjukkan bahwa tingkat kesalahan transmisi pada jaringan hybrid lebih kecil dibandingkan dengan kedua model jaringan lainnya yaitu multi-relay  dan multi-hop relay. Dengan kata lain, jaringan hybrid memberi banyak pilihan bagi sumber untuk memilih relay  yang  terbaik  dengan  SNR  yang  kuat,  sehingga  tingkat  kesuksesan  dalam mentransmisikan informasi ke tujuan semakin tinggi.
Gambar 4. BER Terhadap SNR Pada Tiga Tipe Modulasi Untuk Jaringan hybrid-relay
Makalah ini juga mensimulasi beberapa tipe modulasi QAM pada jaringan hybrid D2D yang merupakan modulasi yang akan digunakan pada teknologi 5G. Hasil simulasi BER berdasarkan SNR membandingkan antara tiga model modulasi, yaitu 16-QAM, 32-QAM dan 64-QAM, seperti pada Gambar 4. Pada simulasi, jarak relay dalam jaringan diasumsikan pada posisi tetap atau perangkat relay dengan jarak tertentu. Hasil simulasi BER menggunakan metode RRS untuk modulasi  16-QAM  adalah  0,002019 bit,  kemudian  dibandingkan  dengan  modulasi  32-QAM sebesar  0,003211 bit  dan  dengan  64-QAM  menghasilkan  0,004309  bit.  Hasil  simulasi menunjukkan bahwa semakin tinggi orde dari QAM yang digunakan, maka tingkat kesalahan informasi  waktu  transmisi  akan  semakin  besar.  Secara  teori,  hal  ini  adalah  valid  karena semakin banyak bit dalam suatu symbol maka peluang kegagalan (kesalahan) akan semakin tinggi.

## 4.2 Throughput
Simulasi throughput  dilakukan  untuk  ketiga  model  jaringan.  Parameter  perbandingannya adalah  variasi  jarak relay  dan  variasi  nilai  SNR.  Disamping  itu,  throughput  jaringan  juga disimulasikan dengan tipe modulasi QAM yang berbeda.
Hasil simulasi throughput berdasarkan jarak dengan metode pemilihan relay RRS dapat dilihat pada Gambar 5. Secara umum, throughput yang dihasilkan pada jaringan hybrid lebih tinggi dibandingkan dua model jaringan lainnya.

## Gambar 5. Throughput Terhadap Jarak Pada Tiga Model Jaringan
Pada  hasil throughput untuk jaringan multi-relay adalah sebesar 0,999944 Gbps,  0,999948 Gbps pada multi-hop relay, dan 0,999953 Gbps pada hybrid-relay. Kemudian, throughput akan semakin  kecil  ketika  jarak relay  bertambah  dan  tingkat  kuat  sinyal  akan  berkurang  dan kegagalan transmisi bit juga bertambah, maka throughput yang dihasilkan akan menurun.
Gambar 6. Throughput Terhadap SNR Pada Tiga Modulasi Untuk Jaringan Hybrid-relay
Pada  Gambar  6  menunjukkan  hasil  simulasi throughput  berdasarkan  SNR  untuk  tiga  tipe modulasi QAM yaitu 16-QAM, 32-QAM dan 64-QAM pada jaringan hybrid-relay menggunakan metode  pemilihan relay  RRS.  Pada  simulasi,  throughput  yang  dihasilkan  sebesar  0,997983 Gbps  untuk  modulasi  16-QAM,  0,996793  Gbps  pada  modulasi  32-QAM dan  0,995694  Gbps
pada modulasi 64-QAM. Hal ini sinkron dengan hasil BER untuk masing-masing tipe modulasi, dengan  orde  modulasi  rendah  menghasilkan throughput  yang  lebih  tinggi  dibandingkan dengan order modulasi yang lebih tinggi karena tingkat BER pada modulasi orde tinggi lebih besar dibandingkan  dengan  modulasi orde rendah. Dengan demikian, jaringan hybrid- relay D2D  dengan  modulasi  orde  rendah  QAM  lebih  cocok  digunakan  pada  teknologi  5G  untuk menghasilkan throughput  maksimal  terutama  pada  saat  jarak  relay  dengan  sumber  relatif pendek.

## 5. KESIMPULAN
Penelitian ini telah menganalisis kinerja jaringan pada sistem komunikasi kooperatif hybrid- relay  AF  menggunakan  teknik  pemilihan  relay  RRS  yang  digunakan  untuk  komunikasi kooperatif device to device (D2D) untuk teknologi 5G. Model jaringan hybrid-relay telah dikaji dengan beberapa parameter yang mempengaruhi kinerja. Simulasi komputer telah dilakukan untuk mendapatkan kinerja BER dan throughput untuk jaringan multi-relay, multi-hop relay dan  usulan  makalah  jaringan hybrid-relay.  Selanjutnya  penelitian  ini  juga  membandingkan beberapa modulasi signal, yaitu: 16-QAM, 32-QAM dan 64-QAM. Hasil simulasi model hybrid- relay AF dengan strategi pemilihan relay RRS menunjukkan bahwa kinerja BERnya lebih rendah dibandingkan dengan jaringan multi-relay dan multi-hop relay. Kinerja modulasi QAM pada jaringan hybrid-relay menunjukkan bahwa orde modulasi yang rendah menghasilkan kinerja BER yang baik dan tingkat kesalahan transmisi semakin kecil dibandingkan dengan modulasi orde  tinggi.  Selanjutnya,  kinerja throughput  juga  telah  disimulasikan,  throughput  jaringan hybrid-relay menghasilkan throughput  yang lebih  tinggi dibandingkan  dengan  dua jaringan lainnya. Hasil simulasi berdasarkan tipe modulasi juga telah dilakukan yang menunjukkan 16- QAM  menghasilkan throughput  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  dua  tipe  modulasi lainnya. Dengan demikian, jaringan hybrid-relay lebih sesuai untuk diimplementasikan pada komunikasi D2D teknologi 5G dengan kinerja yang tinggi. Untuk memaksimalkan throughput jaringan, modulasi QAM orde rendah (16-QAM) lebih tepat untuk diterapkan pada kooperatif D2D teknologi 5G.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Makalah  ini  merupakan  salah  satu  bagian  dari  penelitian  dasar  yang  dibiayai  oleh Kemenristekdikti Tahun 2019 No. 51/UN11.2/PP/SP3/2019.

## DAFTAR RUJUKAN
Akhyar,  F.,  Nasaruddin,  N.,  &  Muharar,  R.  (2017).  Efisiensi  Energi  Sistem  Komunikasi
Kooperatif  Multi- relay  Quantize  and  Forward  Berdasarkan  Pemilihan  Relay.  Jurnal Nasional Teknik Elektro Dan Teknologi Informasi (JNTETI), 6(1), 66-73.
Ali, A., Shah, G. A., & Arshad, J. (2016). Energy efficient techniques for M2M communication:
A survey. Journal of Network and Computer Applications, 68, 42-55.
Cao, Y., Jiang, T., & Wang, C. (2015). Cooperative device-to-device communications in cellular networks. IEEE Wireless Communications, 22(3), 124–129.
Ganesh  R.  Patil.,  &  Prashant  S.Wankhade.  (2014).  5G  Wireless  Technology. International Journal of Trend in Scientific Research and Development, 3(10), 203–207.
Gupta,  A.  B.  M.  (2016).  A  Survey  on  Wireless  Technology  5G. International  Journal  of Innovative  Research  in  Computer  and  Communication  Engineering,  4(9),  16330–
16337.
Ikki,  S.  S.,  &  Ahmed,  M.  H.  (2010).  Performance  analysis  of  adaptive  decode-and-forward cooperative  diversity  networks  with  best- relay  selection.  IEEE  Transactions  on Communications, 58(1), 22–29.
Li,  Q.,  Hu,  R.  Q.,  Qian,  Y.,  &  Wu,  G.  (2012).  Cooperative  communications  for  wireless networks:  Techniques  and  applications  in  LTE-advanced  systems. IEEE  Wireless Communications, 19(2), 16330–16337.
Lien,  S.  Y.,  Chen,  K.  C.,  &  Lin,  Y.  (2011).  Toward  ubiquitous  massive  accesses  in  3GPP machine-to-machine communications. IEEE Communications Magazine, 49(4), 66–74.
Marchenko,  N.,  &  Bettstetter,  C.  (2011).  Throughput  and  energy  efficiency  of  cooperative diversity with relay selection. 17th European Wireless Conference 2011, (pp. 1-6).
Mohamad,  R.,  Mahmud,  R.,  &  Awang,  R.  A.  (2011).  Prototype  of  Quadrature  Amplitude
Modulation (QAM) baseband modem for a digital baseband signal processor. 2011 IEEE International RF and Microwave Conference, RFM 2011 - Proceedings, (pp. 407- 411).
Mustafa, H. A. U., Imran, M. A., Shakir, M. Z., Imran, A., & Tafazolli, R. (2016). Separation framework:  An  enabler  for  cooperative  and  D2D  communication  for  future  5G networks. IEEE Communications Surveys and Tutorials, 18(1), 419–445.
Nasaruddin, N., Melinda, M., & Elizar, E. (2014). Optimized Power Allocation for Cooperative Amplify-and-Forward  with  Convolutional  Codes. TELKOMNIKA  Indonesian  Journal  of Electrical Engineering, 12(8), 6243–6253.
Sadinov,  S.  M.  (2017).  Simulation  study  of  M-ARY  QAM  modulation  techniques  using Matlab/Simulink. 2017  40th  International  Convention  on  Information  and Communication  Technology,  Electronics  and  Microelectronics,  MIPRO  2017  - Proceedings, (pp. 547–554).