BAB I - PENDAHULUAN
Analisis Kinerja Penggunaan SC-FDM Pada LTE Arah Uplink Dengan Menggunakan Adaptive MIMO
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Masalah
Seiring dengan berkembangnya tingkat kebutuhan komunikasi data yang tinggi, maka
terbentuklah suatu teknologi terbaru dari 3GPP Partners yang biasa disebut LTE (Long
Term Evolution). LTE merupakan suatu teknologi dengan kecepatan data yang sangat tinggi sampai dengan Downlink 100Mbps dan Uplink 50Mbps.
Dalam LTE, terdapat dua skema access dapat dipilih sesuai penggunaan mode channel.
Untuk downlink, Orthogonal Frequency Division Multiple Acces ( OFDMA ) yang dipilih
dan Single-Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) yang digunakan
untuk uplink. Dalam tugas akhir ini, menganailisis kinerja sistem LTE arah uplink
terutama penggunaan SC-FDMA dengan menggunakan MIMO 2x2.
Kinerja sistem tersebut dianalisis dengan membandingkan Eb/No dan Bit Error
Rate (BER). Teknologi dengan spesifikasi Bit Error Rate sangat berpengaruh terhadap
kualitas system yang dibuat. Pada teknologi wireless, kualitas dari sinyal sangatlah sensiitf
untuk komunilasi. Dengan adanya sistem LTE dengan menggunakan MIMO 2x2 maka kecenderungan mendapatkan kualitas sinyal yang baik lebih besar.
Teknologi SC–FDM pada LTE digunakan pada sisi uplink, yaitu dari arah UE ke
eNodeB. Teknologi ini mempunyai banyak kesamaan dengan teknologi OFDM, dan pada
teknologi SC–FDM tetap mempertahankan ortogonalitas antar subcarrier. Salah satu
alasan dipilihnya teknologi SC-FDMA pada sisi uplink LTE karena mempunyai nilai
PAPR (Peak Average Power Ratio) yang kecil dibandingkan dengan OFDM. Efek dari
PAPR yang rendah pada transmit simbol SC-FDM berakibat kepada hematnya penggunaan
daya sehingga digunkan untuk UpLink LTE. Selain itu juga terdapat pengaruh BER pada
sistem, dan bagaimana dengan perubahan kinerja sistem terhadap BER jika user
melakukan pergerakan.
Pada sistem uplink –LTE, permasalahan terdapat pada broadband sehingga sinyal
terjadi selective fading dan juga terdapat ratio efisiensi sprectum yang tinggi. Selain itu
BAB I - PENDAHULUAN
Analisis Kinerja Penggunaan SC-FDM Pada LTE Arah Uplink Dengan Menggunakan Adaptive MIMO
2 degradasi sinyal terima akibat pergerakan tersebut. Dengan laju data yang diperlukan tinggi tetapi bandwidth transmisi yang sempit tersebut menjadi permasalahan yang harus dipecahkan. Permasalahan lain terdapat pada perubahan lingkungan dari urban, sub-urban, dan rural menjadi permasalahan lingkungan yang berpengaruh pada kualitas sinyal terima.
Beberapa permasalahan tersebut dapat dipecahkan dengan berbagai cara.
Penambahan sistem MIMO dapat mengatasi permasalahan broadband. MIMO yang
dipakai adalah STBC dan spatial multiplexing. Selain itu juga, pada tugas akhir ini
mengadopsi MIMO adaptive. sehingga dapat mengatasi permasalahan yang ada. jika
sistem adaptive-MIMO ditambahkan dengan adaptive-modulasi maka memperbaiki sinyal
yang mengalami degradasi sinyal. Selain itu juga dapat ditambahkan pengkodean untuk
mengatasi user yang bergerak. Dengan laju data tinggi seperti untuk LTE Advance
memiliki kecepatan 1Gbps namun dengan bandwidth 20Mhz sehingga perlu MIMO adaptive, modulasi adaptive, dan multicarrier. Kombinasi tersebut dapat memperbaiki
sistem. Tugas akhir ini fokus ke arah menyelidiki sistem LTE-Uplink dengan user
bergerak, dengan teknik MIMO seperti space time block code (STBC), spatial multiplexing
(SM) dan,adaptive-MIMO. Cara kinerja sistem MIMO adaptive adalah dengan
penyesuaian antara STBC dan spatial multiplexing, sehingga mendapatkan performansi
BER yang rendah. Parameter kinerja dari masing-masing MIMO yaitu berupa
perbandingan Eb/No dan BER. Adaptive MIMO switching (AMS) digunakan untuk
mengetahui teknik MIMO yang paling cocok sebagai fungsi dari Eb/No dan BER. 1.2 Rumusan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini membahas beberapa permasalahan antara lain:
1. Pendefinisian model sistem uplink SC-FDM dalam LTE.
2. Pendefinisian model sistem SC-FDM dalam LTE dengan menerapkan beberapa
model MIMO, yaitu STBC dan spatial multiplexing.
3. Pendefinisian model sistem SC-FDM dalam LTE dengan menggunakan MIMO
adaptive.
4. Bagaimana kinerja sistem Adaptive MIMO switching dalam penyesuaian
BAB I - PENDAHULUAN
Analisis Kinerja Penggunaan SC-FDM Pada LTE Arah Uplink Dengan Menggunakan Adaptive MIMO
3
5. Bagaimana pengaruh BER terhadap sistem SC-FDM untuk MIMO STBC dan
spatial multiplexing dengan berbagai pergerakan user.
6. Bagaimana pengaruh BER terhadap sistem Adaptive MIMO SC-FDM dengan
berbagai pergerakan user.
1.3Tujuan Penelitian
1. Memahami prinsip kerja dari uplink SC-FDM.
2. Memehami kinerja dari sistem uplink SC-FDM untuk mengatasi BER terhadap
user yang bergerak.
3. Merancang dan menganalisis sistem uplink SC-FDM dengan MIMO 2x2,
dengan MIMO STBC dan MIMO spatial multiplexing
4. Menganalisis diversity gain dan multiplexing gain untuk mendapatkan MIMO
yang tepat dengan BER minimum.
5. Merancang dan menganalisis sistem uplink SC-FDM dengan MIMO adaptive,
gabungan antara MIMO STBC dan MIMO spatial multiplexing
1.4Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini dilakukan beberapa pembatasan, yaitu:
1. Simulasi tugas akhir menggunakan software Matlab R2010a.
2. Model kanal transmisi adalah AWGN dan Rayleigh untuk menggambarkan
keadaan kanal yang sesungguhnya dalam jaringan LTE.
3. Sistem SC-FDM terdiri dari pengirim dan penerima untuk menganalisa
kemampuan dan kehandalan transfer data.
4. Teknik MIMO yang digunakan spatial multiplexing dan STBC
5. Channel Coding yang digunakan adalah convolutional code ½,
6. Menggunakan teknik modulasi (signal mapping) QPSK
7. Tidak menggunakan multiple akses SCFDMA.
8. Penyisipan pilot tidak dilakukan dalam simulasi
9. Tidak membahas tentang subkanalisasi
BAB I - PENDAHULUAN
Analisis Kinerja Penggunaan SC-FDM Pada LTE Arah Uplink Dengan Menggunakan Adaptive MIMO
4
1.5Metode Penelitian
Tugas Akhir ini menggunakan metode penelitian sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Berisikan pembahasan teoritis melalui studi literatur dari buku-buku atau jurnal ilmiah yang berkaitan dengan sistem komunikasi pada LTE, MIMO 2x2, teknik
MIMO Spatial Multiplexing dan MIMO STBC pada kondisi kanal AWGN dan
Rayleigh.
2. Simulasi
Simulasi dilakukan untuk merepresentasikan kinerja LTE arah uplink diSC-FDM dengan menggunakan pemilihan jenis MIMO ( STBC dan SM ) dengan melihat parameter Eb/No terhadap treshold yang diinginkan. Parameter berupa
Eb/No dan BER sesuai dengan kondisi kecepatan user. Kemudian ditampilkan
dalam bentuk grafik sesuai dengan parameter yang telah disebutkan.
3. Analisis
Melakukan analisis hasil simulasi MIMO SM, MIMO STBC dengan MIMO
adaptive.
4. Penyusunan laporan tugas akhir.
1.6 Landasan Teori / Kajian Pustaka
Tugas Akhir ini menggunakan 2 hal pokok landasan teori, yaitu:
1. Dalam Tugas Akhir kali ini melihat hasil keluaran dari perbandingan BER
terhadap Eb/No. BER merupakan suatu jumlah dari kesalahan bit dari aliran data melalui saluran komunikasi yang telah berubah karena kebisingan, gangguan, distorsi, dan kesalahan singkronisasi bit.
2. Sistem SC-FDM dengan beberapa kondisi dan tipe MIMO yang berbeda
sesuai dengan parameter kecepatan yang berpengaruh terhadap Eb/No.
Kecepatan berpengaruh terhadap frekuensi dopler yang ada di dalam kanal,
BAB I - PENDAHULUAN
Analisis Kinerja Penggunaan SC-FDM Pada LTE Arah Uplink Dengan Menggunakan Adaptive MIMO
5 disetiap kecepatan berbeda-beda. Eb/No akan mempengaruhi BER di penerima.
1.7 Sistematika Penulisan
Penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab. Secara garis besar masing-masing bab membahas hal-hal sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Memberikan penjelasan mengenai Latar Belakang, Tujuan, Perumusan dan Batasan Masalah serta Sistematika Penulisan yang digunakan dalam tugas akhir ini.
BAB II DASAR TEORI
Membahas teori-teori yang mendukung dan melandasi penulisan tugas
akhir ini, yaitu beberapa standar LTE, tentang konsep dasar sistem
komunikasi LTE. terdiri dari prinsip dasar MIMO, teknik MIMO STBC,
MIMO spatial multiplexing dengan, parameter multipath fading,
pemodelan kanal AWGN dan Rayleigh, serta modulasi QPSK.
BAB III PERANCANGAN DAN SIMULASI SISTEM
Membahas tentang pemodelan dan simulasi SC-FDM pada LTE dengan
menggunakan MIMO 2x2 serta alur simulasi dari sistem tersebut. MIMO
yang digunakan MIMO STBC dan MIMO SM. Dalam SC-FDM terdapat
subcarrier mapper, dimana menggunakan IFDMA.
BAB IV ANALISA KINERJA SISTEM
Berisikan hasil simulasi dan analisa hasil simulasi sistem yang dirancang yang diterapkan dalam sistem LTE.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari analisa yang telah dilakukan, serta rekomendasi atau saran untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut.
