Analisis Kinerja Sistem Kooperatif Menggunakan Skema ...
Transcript of Analisis Kinerja Sistem Kooperatif Menggunakan Skema ...
Analisis Kinerja Sistem KooperatifMenggunakan Skema Distributed-
Alamouti
ADI NUGROHO2206100190
Dosen Pembimbing:1. Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro, M.Eng, Ph.D2. Ir. Titiek Suryani, MT.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Latar Belakang
Fading padawireless system
MIMO
Kendala
MemberikeuntunganSpatial Diversity
Memberiredundancy Sistem yang tinggi
Ukuran Hardware yang relatif besar, sehingga tidakmemungkinkanuntuk mobile system
Latar Belakang (2)
Implementasi SistemKomunikasi Kooperatif
padaTugas Akhir
Penerapan Space-Time Diversity
PeningkatanKinerja BER
Skema distributed-Alamouti
PenggunaanRelay AF dan
DF
Tujuan
1. Mengetahui pengaruh jarak relay sistem distributed-Alamoutiterhadap kinerja BER.
2. Mengetahui pengaruh penambahan hop pada sistemdistributed-Alamouti.
3. Mengetahui pengaruh penggunaan relay DF pada sistemdistributed-Alamouti.
4. Mengetahui pengaruh penggunaan relay AF pada sistemdistributed-Alamouti.
5. Mengetahui diversitas sistem distributed-Alamouti kaitannyaterhadap kinerja BER.
Batasan Masalah
1. Data biner yang dibagkitkan dan ditransmisikan adalah sebanyak100.000 data
2. Modulasi yang digunakan adalah BPSK3. Kanal yang dipakai dalam simulasi diasumsikan dipengaruhi oleh
AWGN dan slow rayleigh flat fading,4. Sistem komunikasi kooperatif terdiri dari sebuah user, beberapa relay,
dan sebuah destination. Masing-masing merupakan half-duplextransmisi dengan sebuah antenna.
5. Terdiri dari node source, relay,dan destination,6. Pembentukan kode STBC-Alamouti akan dilakukan di tiap-tiap relay,7. Time delay dianggap nol,
Batasan Masalah (2)8. Destination diasumsikan memiliki pengetahuan terhadap kanal,
sehingga transmisi diasumsikan sinkrun karena destinationdiasumsikan memiliki CSI (Channal State Information),
9. Pada relay amplify-and-forward (AF), sebelum dilakukan pembentukancode STBC-Alamouti akan dilakukan penguatan oleh relay,
10.Pada relay decode-and-forward (DF), sebelum dilakukan pembentukancode STBC-Alamouti akan dilakukan deteksi (demodulasi) oleh relay,
11. Asumsi pengaruh jarak source-relay dan relay-destination berpengaruhpada mean power dari rayleigh fading, hal ini digunakan untukmenentukan aloksi daya,
12.Sistem komunikasi menggunakan konstelasi yang fixed, yang berartisource, relay, dan destination tidak bergerak.
13.Pada sistem distributed-Space Time Block Code (STBC) diasumsikantidak terdapat lintasan langsung (direct path) dari source ke destination.
METODE PENELITIAN
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Model SistemBlok diagram pemodelan sistem distributed-STBC AF relay dengan 2 hop
Blok diagram pemodelan sistem distributed-STBC DF relay dengan 2 hop
Blok diagram pemodelan sistem distributed-STBC AF relay dengan 3 hop
Blok diagram pemodelan sistem distributed-STBC AF relay dengan 3 hop (Lanjutan)
Blok diagram pemodelan sistem distributed-STBC DF relay dengan 3 hop
Blok diagram pemodelan sistem distributed-STBC DF relay dengan 3 hop(Lanjutan)
Skema Pembentukan distributed-Alamoutidual hop AF Relay
Proses encoding kode Alamouti pada AF relay
Time (t) Time (t+T)
Relay A S1 S2
Relay B -S2* S1
*
Tabel skema transmit diversity distributed-AlamoutiAF relay
Skema Pembentukan distributed-Alamoutidual hop DF Relay
Relay A Relay B
Time (t) S1 S2
Time (t+T) -S2* S1
*
Proses encoding kode Alamouti pada DF relay
Tabel skema transmit diversity distributed-AlamoutiDF relay
Distributed-Alamouti dual hop dengan relay AF
Skema Combining yang Digunakan
Dengan,
Hasil CombiningDengan,
Dengan,
Distributed Alamouti dual hop dengan relay DF
Terdapat perbedaan mendasar antara skema distributed-Alamouti dual-hop dengan relay AF dan DF, yaitu:
1. Skema pembentukan kode Alamouti yang berbeda.2. Pada relay DF dilakukan deteksi terhadap sinyal terima sebelum
dikodekan dengan pengkodean Alamouti.3. Pada relay DF tidak dilakukan penguatan terhadap sinyal
sebagaimana dilakukan pada relay AF.4. Combining di sisi destination pada sistem distributed-Alamouti
dengan relay DF lebih sederhana jika dibandingkan dengan relay AF.
HASIL YANG DIPEROLEH
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Grafik BER 3 dimensi skema distributed-Alamouti 2 hop dengan relay AF
Grafik BER distributed-Alamouti 2 hop AF relay ketikaeps.=0.8 dan eps.=0.7 (kedua relay dekat dengan
destination)
Grafik BER 3 dimensi skema distributed-Alamouti 2 hop dengan relay AF dengan nilai eps.=0.8
Grafik BER distributed-Alamouti 2 hop AF relay ketikaeps.=0.2 dan eps.=0.3 (kedua relay dekat dengan
source)
Grafik BER 3 dimensi skema distributed-Alamouti 2 hop dengan relay AF dengan nilai eps.=0.2
Sistem dengan 3 Hop Relay AF
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Grafik BER 3 dimensi skema Distributed-Alamouti 3 hop dengan relay AF
Grafik perbandingan BER sistem distributed-Alamouti3 hop dengan relay AF dengan sistem Distributed-
Alamouti 2 hop dengan relay AF
Sistem dengan 2 Hop Relay DF
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Grafik BER 3 dimensi skema Distributed-Alamouti 2 hop dengan relay DF
Grafik diversitas kanal relay to destinationpada Eb/No source to relay (S-R) yang
berbeda-beda
Sistem dengan 3 Hop Relay DF
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS
Grafik BER 3 dimensi skema distributed-Alamouti 3 hop dengan relay DF
Grafik perbandingan distributed-Alamouti3hop dengan distributed-Alamouti 2 hop pada
relay DF
Grafik perbandingan sistem distributed-Alamouti 3 hop AF dengan sistem distributed-Alamouti 3 hop DF
Grafik diversitas kanal relay to relay (R-R) padaEb/No source to relay (S-R) = Eb/No relay to
destination (R-D) yang berbeda-beda
Kesimpulan1. Kinerja sistem Distributed-Alamouti sangat dipengaruhi oleh kondisi kanal yang dipengaruhi
oleh slow rayleigh flat fading dan AWGN.2. Terbukti bahwa space-time diversity mampu meningkatkan kinerja BER secara signifikan. Hal
ini terlihat pada beberapa simulasi bahwa link yang paling berpengaruh terhadappeningkatan kinerja BER adalah link dimana dilakukan pembentukan kode Alamouti. Padaskema 3 hop dengan relay DF untuk mendapatkan nilai BER 10^(-4), maka diperlukanEb/No relay to relay 30dB.
3. Kinerja BER akan semakin memburuk ketika relay mendekati kedua ujung transmisi (baiksource meupun destination). Hal ini terlihat pada skema distributed-Alamouti dual hop relayAF bahwa dengan eps.=0.7 memiliki gain sebesar 1dB jika dibandingkan dengan eps.=0.8,dan nilai eps.=0.3 memiliki gain sebesar 2dB jika deiandingkan dengan eps.=0.2.
4. Sistem distributed-Alamouti dengan DF relay memberikan kinerja BER yang lebih baik jikadibandingkan dengan relay AF. Dari grafik perbandingan relay DF dan AF pada skema tigahop sistem jelas terlihat pada BER 10^(-3) didapatkan gain sebesar 4dB dengan penggunaanrelay DF jika dibandingkan relay AF
5. Semakin banyak hop yang terjadi maka akan memberikan keuntungan berupa peningkatanBER sistem, hal ini karena kinerja diversity yang semakin mambaik. Pada relay AF maupunDF, maka gain sebesar 2dB didapatkan pada 3hop sistem jika dibandingkan 2 hop, untuksemua nilai BER.
Seminar Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS