Sebuah Efisien Dinamis Saluran Assignment
Skema untuk OFDM Berbasis Radio-Over-Fiber
Sistem optic
Iin Indrawati 1 dan Iwan Krisnadi 2
1
Teacher High School SMKN 1 Tirtamulya – Karawang 2
Dosen Program Studi magister Teknik Elektro
Email : [email protected] dan [email protected]
Abstrak: Di jaringan selular 3G, data tingkat tinggi dapat dicapai, Namun, keterbatasan kapasitas yang mendasar masih ada. permintaan panggilan sering diblokir di daerah hotspot. Load balancing antara sel membantu untuk memecahkan masalah ini dan memanfaatkan sumber daya radio. Beberapa skema tidak cukup fleksibel atau bahkan praktis untuk jaringan tersebut. Penelitian dalam tesis ini difokuskan pada kelayakan menggunakan kedua single-mode dan multimode serat untuk mendistribusikan sinyal frekuensi gelombang mikro tinggi untuk disederhanakan unit antena radio remote. Radio-over-Fibre (ROF) teknologi memerlukan penggunaan link fiber optik untuk mendistribusikan sinyal RF dari lokasi pusat (headend) ke Unit Antenna Jarak Jauh (RAUs). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada tingkat kebisingan fase rendah, beberapa skema berbasis DWT mengungguli
Skema berbasis DFT, namun mereka mencapai kinerja yang sama di tingkat kebisingan fase tinggi. Hal ini dimengerti bahwa sistem ROF kurang tahan terhadap kebisingan fase dibandingkan dengan rekan-rekan linier mereka. Akhirnya, sinyal QAM lebih kuat terhadap kebisingan fase dibandingkan dengan sinyal BPSK dalam sistem atap.
Kata kunci: Multihop selular jaringan, ROF, OFDM, OFDM, Wavelet, AWGN
1. PERKENALAN
Jaringan tradisional seluler (PCN) dan iklan seluler jaringan hoc (MANETs) keduanya
handal.
Namun, membangun dan memperluas infrastruktur yang diperlukan mereka mahal. Magnet, di sisi lain, mudah untuk menyebarkan dan mudah diupgrade. Namun demikian, banyak masalah pelaksanaannya masih dalam tahap penelitian. Dengan memperhatikan keuntungan dan kelemahan dari TCNs dan MANETs, peneliti melihat bahwa kombinasi dari mereka adalah solusi logis untuk jaringan mobile generasi berikutnya. Pada tahun 1996, Adachi dan Nakagawa mengangkat konsep seluler ad-hoc sistem komunikasi bersatu [1]. Selanjutnya, banyak usulan serupa dilaporkan, seperti jaringan selular multi-hop (MCN) [2]. sistem MCN-jenis diharapkan membawa cukup banyak manfaat. Namun, dengan bandwidth terbatas untuk seluler komunikasi, tugas saluran menjadi lebih menantang di MCN-jenis komunikasi systems.Mobile baru-baru ini menjadi terjangkau dan populer. komunikasi nirkabel telah melalui tiga generasi.
Komunikasi nirkabel telah mengalami pertumbuhan yang luar biasa dalam dekade terakhir. Pada tahun 1991 kurang dari 1% dari populasi dunia memiliki akses ke telepon selular. Pada akhir tahun 2001, satu stimated di setiap enam orang memiliki ponsel [3]. Selama periode yang sama jumlah negara di seluruh dunia memiliki jaringan seluler meningkat dari hanya tiga sampai lebih dari 90%. Bahkan jumlah pelanggan mobile menyalip jumlah pelanggan fixed-line pada tahun 2002, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.1.
Diperkirakan bahwa pertumbuhan ini akan terus meningkat, dan pada tahun 2010 akan ada lebih dari 1700juta pelanggan ponsel di seluruh dunia [4].
Radio-over-Fiber (ROF) adalah teknologi dengan informasi yang sinyal bantalan menggunakan RF membawa disampaikan dengan cara komponen optik dan teknik. cakupan yang lebih baik dan peningkatan kapasitas, peningkatan terpusat dan adaptasi, keandalan yang lebih tinggi dan pemeliharaan yang lebih rendah biaya, dukungan untuk aplikasi broadband masa depan, dan akses ekonomi untuk mobile broadband adalah salah satu keuntungan yang paling penting dari ROF [5], [6]. Namun, sistem ROF rentan terhadap nonlinier di optik subsistem yang menyebabkan degradasi kinerja sistem BER. Biasanya, efek ini disajikan sebagai AM-AM dan AM-PM karakteristik; mantan adalah fungsi transfer amplitudo sedangkan yang kedua adalah fungsi transfer fase. Salah satu bidang yang menarik dalam komunikasi modern OFDM yang menjadi banyak digunakan dalam komunikasi nirkabel sistem karena kemampuan transmisi data rate yang tinggi dengan efisiensi bandwidth yang tinggi dan juga ketahanan terhadap multipath fading tanpa memerlukan teknik pemerataan kompleks [7], [8], [9].
OWDM tetapi juga P / Pasir S / P blok dapat dihapus dari pemancar OWDM dan penerima, masing-masing. Dalam sistem komunikasi yang koheren, penerima harus menyediakan operator dan sinkronisasi simbol kemampuan. misalignment antara osilator frekuensi penerima dan pemancar atau pergeseran Doppler akan menghasilkan frekuensi pembawa offset, atau ekuivalen, kesalahan fase sinyal relatif diterima dengan sinyal yang dipancarkan [13].
Pembawa Frekuensi Offset (CFO) menghancurkan orthogonality antara subcarriers dan karena itu mencegah keselarasan sempurna dari sisa FFT dengan puncak pulsa Sinc berbentuk. Akibatnya energi dari setiap subcarrier yang menyebar ke subcarrier lainnya mengarah ke Inter Carrier Interference (ICI).
2. MODEL SISTEM DESAIN
2.1 Komunikasi nirkabel melalui serat optik Dalam rangka untuk mengevaluasi kinerja sistem, simulasi komputer dilakukan berdasarkan model sistem disajikan pada Gambar. 1. Sumber data mentransmisikan 1.000.000 bit. Demi kesederhanaan dan berfokus pada fase distorsi sendiri, operasi seperti coding dan interleaving tidak dianggap.
Kemudian, penggunaan data yang digunakan sebuah modulator QPSK/16PSK/16QAM. . Untuk menghasilkan simbol OFDM, pertama sinyal yang dihasilkan dikonversi dari serial ke paralel.
Kemudian, baik sebagai Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT) atau Inverse Discrete Wavelet Transform (IDWT) diambil. Sinyal yang dihasilkan dalam kasus OFDM
Subsistem optik terdiri dari laser diode (LD), panjang 2,2 km dari serat single-mode, dan dioda PIN untuk foto-deteksi. Gambar 2 menggambarkan karakteristik AM-AM / PM diukur dari subsistem optik yang direproduksi dari [11]. Juga, deskripsi bergambar Output Kembali-Off (OBO) ditunjukkan pada Gambar. 2 yang didefinisikan (pada skala logaritmik) sebagai perbedaan antara daya output maksimum dan daya keluaran pada titik diam.
2.2 Teknik Multiplexing RoF
Subcarrier Multiplexing pada Sistem RoF:
Subcarrier Multiplexing (SCM) adalah batasan, sederhana, dan biaya pendekatan yang efektif untuk mengeksploitasi bandwith fiber optik dalam sistem komunikasi optik analog pada umumnya dan di sistem ROF pada khususnya.
terdiri dari asli pembawa optik f 0, ditambah dua sisi-nada terletak di f 0 ± f SC, di mana f SC adalah frekuensi subcarrier.
Jika subcarrier sendiri dimodulasi dengan data (analog atau digital), kemudian sidebands berpusat pada f 0 ± f SC diproduksi seperti yang digambarkan di bawah ini Gambar 1.
Gambar 1: Sub-Pembawa Multiplexing dari Campuran Sinyal Digital dan Analog.
Multipleks beberapa saluran pada satu pembawa optik, beberapa sub-operator pertama kali dikombinasikan dan kemudian digunakan untuk memodulasi carrier optik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.10. Pada sisi penerima sub carier menyimpan dan mendeteksi langsung dan di pancarkan.
Skema modulasi yang berbeda dapat digunakan pada terpisah sub-operator. Satu sub-carrier dapat membawa data digital, sementara yang lain dapat dimodulasi dengan sinyal analog seperti video atau telepon lalu lintas. Dengan cara ini, SCM mendukung multiplexing berbagai jenis
data modus broadband campuran. Modulasi pembawa optik dapat dicapai dengan baik secara langsung modulasi laser, atau dengan menggunakan modulator eksternal seperti MZM.
Setelah melewati saluran RF AWGN, sinyal terganggu oleh kebisingan perkalian bahwa model kebisingan fase. Ada dua tahap kebisingan (jitter) model yaitu putih Model fase kebisingan dan model suara tahap berwarna [4]. Dalam tulisan ini, suara tahap dimodelkan sebagai berarti proses stokastik nol putih Gaussian dengan deviasi standar mulai dari 0 sampai 90 derajat dengan langkah-langkah dari 10 derajat. Maka sinyal yang dihasilkan disaring oleh filter menerima RRC diikuti oleh penghapusan CP dari sinyal OFDM, dan setelah itu diubah menjadi simbol paralel. Selanjutnya, DFT / DWT yang diambil diikuti oleh konversi ke data serial. Untuk perbandingan yang adil dari pengaruh fase pembawa suara, tidak ada saluran estimasi dilakukan. Setelah didemodulasi, data yang diterima dibandingkan dengan mereka yang ditransmisikan.
2.3 Skema A-Sel Adaptive Routing (ACAR)
ACAR adalah terpusat on-demand beban-sadar
Skema routing yang khusus dirancang untuk sistem seluler 3G CDMA. ACAR memiliki dua mekanisme:
Rute penemuan dan pemeliharaan rute dapat dilakukan dalam satu hop dengan jarak jauh dan tingkat data- rendah, sementara komunikasi data dapat dilakukan dalam multi-hop dengan jarak pendek dan tinggi data-rate mode. Dengan cara ini, routing overhead yang dapat sangat dikurangi dan manfaat multi-hop relaying tetap. Selain itu, tidak ada permintaan panggilan potensial, yang berada dalam cakupan maksimum sel, akan ditolak. Gambar 4 mengilustrasikan ini dengan membandingkan MCN-p dan ACAR. Dalam MCN-p, karena ukuran sel menyusut, panggilan potensial dari simpul A, B, D, dan E menjadi tidak terjangkau. Dalam ACAR, node ini masih mencapai BS. Dengan demikian, tidak ada potensi panggilan ditolak. Pada Gambar 3b,node B dan simpul E menggunakan satu hop routing. Node C dan F menggunakan multi-hop routing. Node D adalah menggunakan antar-sel routing untuk load balancing. Rincian skema dapat ditemukan.
2.4 Strategi Pencari Saluran
1) Pencarian Saluran Sequential (SCS):
Ketika panggilan baru tiba, strategi SCS adalah untuk selalu mencari saluran dari bawah ke saluran yang lebih tinggi-nomor untuk transmisi uplink pertama-hop di microcell pusat. Setelah saluran gratis yang ditemukan, maka ditugaskan untuk link pertama-hop. Jika tidak, panggilan diblokir. Strategi SCS bekerja dengan cara yang sama untuk menemukan saluran uplink untuk kedua atau ketiga-hop link untuk panggilan ini jika itu adalah panggilan multihop.
Prosedur Pencarian saluran yang sama untuk saluran downlink tugas juga.
2) Pencarian Saluran Berbasis Packing (PCS):
Strategi PCS adalah untuk menetapkan microcell A saluran j gratis yang terkunci dalam jumlah terbesar dari sel dalam I (A). Motivasi di balik PCS adalah usaha untuk meminimalkan efek pada ketersediaan saluran dalam sel-sel campur. Kami menggunakan F (A, j) untuk menunjukkan jumlah sel dalam I (A) yang terkunci untuk saluran j oleh sel-sel tidak dalam I (A).
3. HASIL SIMULASI
Gambar 2: Panggilan blokir Ratio antara sel tanpa penyeimbang muatan.
Sistem ROF tanpa subsistem optik. Gambar 3 plot BER versus standar deviasi dari fase kebisingan untuk wavelet yang berbeda bersama-sama dengan yang dari OFDM untuk sistem MC linear. Angka tersebut membandingkan OWDM menggunakan wavelet yang berbeda, ketika modulasi QPSK digunakan.
Gambar 3: BER vs standar deviasi dari fase kebisingan untuk uncoded MC QPSK di AWGN.
Gambar4: BER vs standar deviasi dari fase kebisingan untuk uncoded MC ROF-QPSK di OBO = 1 dB di AWGN.
Untuk mengetahui pengaruh ROF non-linear, simulasi tambahan dilakukan. Gambar 4 menunjukkan BER vs untuk wavelet yang berbeda bersama dengan yang dari OFDM untuk MC ROF-QPSK di OBO = 1 dB. Perilaku plot BER mengikuti kira-kira trend yang sama seperti dalam skenario linear. Satu dapat mengamati bahwa sementara sym2 wavelet, dari Grup I, mencapai kinerja yang buruk, OFDM dan wavelet lainnya memiliki kinerja BER sebanding untuk nilai rendah.
4. KESIMPULAN
kebisingan fase berwarna, baik dalam AWGN dan waktu yang berbeda-beda saluran RF adalah subjek penyelidikan lebih lanjut oleh penulis.
5. PUSTAKA
[1]. ITU, "World Telecommunication Development Report 2002: Reinventing Telecoms", March, 2002, available online: http://www.itu.int/itud/ict/publications/.
[2]. Y. Kim, B. J. Jeong, J. Chung, C-S. Hwang, J. S. Ryu, K-H. Kim, and Y. K. Kim, "Beyond 3G: Vision, Requirements, and Enabling Technologies", IEEE Communications Magazine, 120 - 124, (March 2003).
[3] H. Al-Raweshidy, and S. Komaki," Radio over-Fiber Technologies for Mobile Communications Networks", Artech House, 2002.
[4] J. Mitchell, "Performance of OFDM at 5.8 GHz using radio over fibre link," Electronics Letters, vol. 40, No. 21, pp. 1353 - 1354, October 2004.
[5] R. Van Nee and R. Prasad, OFDM for Wireless Multimedia Communications. Artech House, 2000
[6] L. Hanzo, M. Munster, B. J. Choi, and T. Keller, OFDM and MC-CDMA for Broadband Multi-User Communications, WLANS and Broadcasting. IEEE Press, 2003.
[7] A. R. Sheikh Bahai, B. R. Saltzberg, and M. Ergen, Multi- Carrier Digital Communications: Theory and Applications of OFDM. Springer, 2004.
[9] SobiaBaig, Fazal-ur-Rehman, M. junaidMughal ,"Performance Comparison of DFT, Discrete Wavelet Packet and Wavelet Transforms, in an OFDM Transceiver for Multipath Fding Channel", IEEE Communication Magazine,2004
[10] Deepak Gupta, Torry Harris, Vipin B Vats, Kamal K. Garg," Performance Analysis of DFT-OFDM,DCT-OFDM and DWTOFDM in AWGN channel", IEEE,The Fourth International Conference on Wireless Mobile Communications,2007.
[11] F. Farrukh, S. Baig, and M. J. Mughal ,"Performance Comparison of DFT-OFDM and Wavelet-OFDM with Zero- Forcing Equalizer for FIR Channel Equalization", IEEE Communication Magazine,2008.
