Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk menganalisa teknik pengkodean Regular LDPC melalui simulasi. Parameter yang akan diamati adalah performansi dari sistem yaitu kualitas sinyal yang ada di sisi penerima yang akan direpresentasikan dengan grafik BER vs Eb/No. Simulasi yang dilakukan memfokuskan pada performansi dari teknik pengkodean LDPC, sehingga perlu dilakukan penentuan parameter sistem dari MC-CDMA termodifikasi. Hal-hal yang akan dianalisa yaitu pengaruh jumlah bit ‘1’ pada matriks parity check, nilai
coderate, ukuran block (code length) dari matriks parity check, jumlah iterasi decoding dan
pengaruh kecepatan user.
Dalam setiap simulasi digunakan beberapa parameter tetap untuk sistem MC-CDMA termodifikasi. Adapun parameter-parameter tersebut dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Parameter simulasi pengujian LDPC Code MC-CDMA
Parameter Nilai
Jumlah lengan MC-CDMA 16 Jumlah subcarrier setiap lengan 8
Jumlah subcarrier 128 Panjang kode penebar 8
Cyclic Prefix 1/16
Frekuensi 2,5 GHz
Jumlah bit 384000
4.1 Analisis pengaruh jumlah bit ‘1’ pada matriks parity check
Jumlah bit ‘1’ pada matriks parity check (H) menunjukkan tingkat kepadatan (density) dari matriks H. Dimana matriks H dalam LDPC merupakan matriks yang bersifat low density (jumlah bit ‘1’ lebih sedikit dibanding jumlah bit ‘0’), sehingga perubahan jumlah bit ‘1’ dalam matriks H, mempengaruhi performansi sistem secara keseluruhan.
Untuk mengetahui perubahan performansi yang diakibatkan perubahan jumlah bit ‘1’ pada sistem dengan teknik pengkodean Regular LDPC dilakukan simulasi dengan parameter sebagai berikut:
Code length = 512
Coderate = ½
Jumlah iterasi decoding = 20 Kondisi kanal = Rayleigh Kecepatan user = 0 km/jam Variasi jumlah bit ‘1’ = 3, 5, dan 7
Gambar 4.1 Grafik BER vs Eb/No Regular LDPC pada sistem MC-CDMA dengan variasi jumlah bit ‘1’ pada matriks H
Dari gambar 4.1, untuk target BER 10-4 performansi sistem Regular LDPC dengan jumlah bit ‘1’ tiap kolom matriks H sebanyak 3 bit dicapai pada Eb/No = 6,7dB, untuk 5 bit ‘1’ dicapai pada Eb/No = 7,3dB, dan untuk 7 bit ‘1’ dicapai pada Eb/No = 9,4dB. Dari hasil tersebut dapat dilihat bahwa terdapat perbaikan performansi berupa coding gain sebesar 0,6dB jika digunakan jumlah bit ‘1’ yang lebih sedikit. Hal ini disebabkan sifat low density pada matriks parity check (H) yang ada dalam pengkodean LDPC, dimana semakin sedikit jumlah bit ‘1’ pada matriks H maka dapat menghasilkan performansi sistem yang lebih baik. Sehingga nilai optimal untuk jumlah bit ‘1’ pada matriks H Regular LDPC untuk digunakan dalam simulasi selanjutnya yaitu 3 bit ‘1’.
Tabel 4.2 Coding gain pada tiap variasi jumlah bit ‘1’ untuk BER yang 10-4 Regular LDPC Uncoded Jlh bit ‘1’ 3 5 7 13 dB Eb/No (Db) 6,7dB 7,3dB 9,4dB Coding gain 6,3dB 5,7dB 3,6dB
Berdasarkan tabel 4.2 yang merepresentasikan coding gain masing-masing sistem terhadap uncoded MC-CDMA, diketahui bahwa Regular LDPC MC-CDMA memiliki performansi lebih baik dibandingkan Uncoded MC-CDMA yang memberikan coding gain paling besar yaitu 6,3dB untuk BER 10-4.
4.2 Analisis ukuran block (code length) matriks parity check
Analisis performansi LDPC akibat pengaruh ukuran block (code length) berkaitan dengan jumlah bit node (n) yang dibentuk matriks parity check code. Untuk mengetahui pengaruh perubahan code length pada sistem dengan teknik pengkodean Regular LDPC dilakukan simulasi dengan parameter sebagai berikut:
Jumlah bit ‘1’ = 3
Coderate = ½
Jumlah iterasi decoding = 20 Kondisi kanal = Rayleigh Kecepatan user = 0 km/jam
Gambar 4.2 Grafik BER vs Eb/No Regular LDPC pada sistem MC-CDMA dengan variasi ukuran block (code length)
Hasil simulasi ditunjukkan pada gambar 4.2. Pengamatan pada BER 10-3 untuk
Regular LDPC dengan code length 128 tercapai pada Eb/No 7,2dB, untuk code length 512
target BER tercapai pada Eb/No 5,8dB, sedangkan pada code length 1024 target BER tercapai pada EB/No 5,3dB. Berdasarkan hasil simulasi tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa semakin besar ukuran block (code length) maka performansi dari Regular LDPC semakin baik, hal ini disebabkan karena semakin besar ukuran block maka perbandingan antara jumlah bit ‘1’ dengan bit ‘0’ juga semakin rendah, sesuai dengan sifat low density dari matriks parity
check-nya.
Tabel 4.3 Coding gain pada tiap variasi code length untuk BER 10-3
Regular LDPC Uncoded
Code length 128 512 1024
13 dB Eb/No (dB) 7,2dB 5,8dB 5,3dB
Coding gain 5,8dB 7,2dB 7,7dB
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa performansi Regular LDPC lebih baik dibandingkan Uncoded MC CDMA, dimana Regular LDPC dengan ukuran 1024 memberikan
coding gain paling besar yaitu 7,7dB.
4.3 Analisis pengaruh jumlah iterasi decoding
Algoritma decoding yang digunakan dalam penelitian ini adalah algoritma log domain
sum product algorithm. Dalam proses decoding yang digunakan terdapat faktor iterasi decoding yang merupakan pengulangan proses decoding untuk mendapatkan keputusan nilai
terrendah dari kesalahan bit. Keputusan decoding yang digunakan merupakan tipe hard
decision.
Analisis ini dilakukan untuk mendapatkan nilai yang optimal dari iterasi untuk proses
decoding. Iterasi pada proses decoding menunjukkan kompleksitas dari pengkodean LDPC.
Parameter simulasi yang digunakan adalah sebagai berikut:
Variasi jumlah iterasi = 5, 10, 15, 20,dan 30 Jumlah bit ‘1’ = 3
Coderate = 1/2
Kondisi kanal = Rayleigh Kecepatan user = 0 km/jam
Gambar 4.3 Grafik BER vs Eb/No Regular LDPC untuk variasi jumlah iterasi decoding
Hasil simulasi pada gambar 4.3 menunjukkan perbandingan jumlah iterasi decoding pada Regular LDPC. Pengamatan pada BER 10-4 dengan 5 dan 10 iterasi decoding di Eb/No 7,5dB, 15 iterasi di Eb/No 6,8dB, 20 iterasi di Eb/No 6,75dB, dan 30 iterasi di Eb/No 6,3dB. Jika diperhatikan pada setiap kenaikan jumlah iterasi decoding, maka dapat dilihat terjadi perbaikan performansi berupa coding gain.
Pada iterasi 5 dan 10 dihasilkan coding gain sebesar 5,5 dB. Untuk 15,20, dan 30 iterasi dihasilkan coding gain sebesar 6,2dB, 6,25dB, dan 6,7dB. Hasil yang dapat disimpulkan berdasarkan grafik tersebut yaitu nilai optimal untuk iterasi decoding ialah 15, karena untuk iterasi 20 dan 30 terjadi peringkatan coding gain yang tidak terlalu besar yaitu . Mengingat bahwa jumlah iterasi mempengaruhi delay proses decoding, maka diambil kesimpulan bahwa 15 adalah jumlah iterasi yang optimal untuk jumlah iterasi
Sehingga dapat diambil kesimpulan untuk performansi Regular LDPC code nilai optimal jumlah iterasi decoding yaitu 15 iterasi yang memberikan coding gain cukup besar, namun memiliki delay proses yang lebih rendah dibandingkan dengan 20 dan 30 iterasi.
4.4 Analisis pengaruh kecepatan user
Pada sub bab ini menganalisa pengaruh pergerakan user pada kondisi kanal Rayleigh
fading. Simulasi dilakukan dengan parameter sebagai berikut:
Variasi kecepatan user = 0 km/jam, 3 km/jam, 50 km/jam, dan 120 km/jam
Jumlah bit ‘1’ = 3 Jumlah iterasi decoding = 20
Kondisi kanal = Rayleigh
Coderate = 1/2
Code length = 512
Gambar 4.4 Grafik BER vs Eb/No Regular LDPC untuk variasi kecepatan user
Pada gambar 4.4 dapat dilihat bahwa seiring dengan peningkatan kecepatan user maka performansi sistem dari teknik pengkodean Regular LDPC mengalami penurunan. Hal ini dapat dilihat pada sistem dengan teknik pengkodean Regular LDPC dengan kecepatan user 0 km/jam pada kanal Rayleigh dengan target BER 10-4 dapat dicapai pada Eb/No 6,6dB,
sedangkan untuk user dengan kecepatan user 3 km/jam target BER tercapai pada Eb/No 7 dB, pada kecepatan user 50 km/jam target BER tercapai pada Eb/No 9,2dB sedangkan untuk user dengan kecepatan 120km/jam target BER tidak tercapai, karena pada batas Eb/No 10 dB BER yang tercapai hanya 0,0013.
4.5 Analisis performansi Regular LDPC pada sistem MC-CDMA
Pada subbab ini, akan membandingkan Regular LDPC dan Uncoded MC CDMA dengan menggunakan parameter optimal dari setiap percobaan sebelumnya, yang dilakukan pada kondisi kanal Rayleigh dengan kecepatan user 120 km/jam. Hasil simulasi ditunjukkan pada gambar 4.5 berikut.
Gambar 4.5 Grafik BER vs SNR Regular LDPC, Irregular LDPC, dan uncoded MC-CDMA
Berdasarkan gambar 4.5, dapat dilihat bahwa kinerja dari system regular LDPC lebih baik dibandingkan Uncoded MC-CDMA pada saat user bergerak dengan kecepatan tinggi. Namun dengan target BER sebesar 10-4 Regular LDPC tidak mampu mencapai target BER
Perbandingan teknik pengkodean Regular LDPC dan Uncoded MC-CDMA yang disimulasikan dengan berbagai variasi parameter yang telah ditentukan yaitu variasi jumlah bit ‘1’, nilai coderate, jumlah iterasi decoding, ukuran block code/code length (subbab 4.1-4.5). Dimana untuk variasi jumlah bit ‘1’ menunjukkan bahwa jumlah bit ‘1’ pada matriks
parity check (H) akan mempengaruhi performansi sistem berkaitan dengan sifat low density
matriks H dalam teknik pengkodean LDPC dimana performansi sistem akan lebih baik jika jumlah bit ‘1’ dalam matriks H lebih sedikit.
Peningkatan nilai coderate dalam teknik pengkodean LDPC juga mempengaruhi performansi sistem karena seiring meningkatnya jumlah bit informasi yang dikirimkan pada panjang kode yang sama maka daya yang dibutuhkan untuk melakukan proses transmisi juga semakin besar.
Untuk jumlah iterasi decoding, jika semakin banyak jumlah iterasi decoding yang digunakan, maka akan meningkatkan performansi sistem karena nilai estimasi sinyal informasi yang dihasilkan akan semakin mendekati nilai sinyal yang dikirimkan. Sedangkan untuk ukuran block (code length) semakin besar ukuran code length maka performansi sistem semakin baik, karena semakin besar ukuran code length maka perbandingan bit ‘1’ dengan bit ‘0’ semakin rendah, sehingga matriks parity check yang didapat memiliki densitas yang semakin rendah sesuai dengan sifat low density.
Secara keseluruhan, performansi sistem yang menggunakan teknik pengkodean
Regular LDPC lebih baik jika dibandingkan sistem dengan menggunakan Uncoded
MC-CDMA.
BAB V