IEEE Paper Template in A4

Prinsip Dasar Dari Teknologi Multiple Input Multiple Output (MIMO) Burton Sinaga11Jurusan Teknik Telekomunikasi FIT Tel-U Jln. Telekomunikasi Terusan Buah BatuBandung 40257 INDONESIA1sinagaburton@gmail.com

Intisari Teknologi Multiple Input Multiple Output (MIMO) adalah suatu teknologi antena untuk komunikasi nirkabel dimana ada beberapa antena yang digunakan pada sumber (pengirim) dan tujuan ( penerima). Antena pada setiap ujung dari rangkaian komunikasi digabungkan untuk meminimalkan kesalahan dan mengoptimalkan kecepatan data. Teknologi MIMO mengambil keuntungan dari fenomena gelombang radio yang disebut multipath dimana medan elektromagnetik menemui hambatan seperti bukit, lembah, bangunan dan benda lainnya yang menyebabkan gelombang ini akan tercerai-berai di beberapa jalur sehingga menyebabkan keterlambatan signal atau signal tidak diterima pada waktu yang bersamaan. Antena MIMO dapat menggabungkan data stream yang tiba dari jalur yang berbeda dan pada waktu yang berbeda untuk meningkatkan secara efektif kekuatan sinyal yang ditangkap oleh penerima. MIMO dapat dibagi kedalam dua bagian, yaitu teknik transmit diversity dan spatial multiplexing dan pemilihan ini tergantung pada kondisi kanal. Kata kunci MIMO, Spatial diversity, Spatial Multiplexing

Abstract Technology Multiple Input Multiple Output (MIMO) is an antenna technology for wireless communication where there are multiple antennas are used at the source (sender) and destination (receiver). Antennas at each end of the communication circuit coupled to minimize errors and optimize data speeds. MIMO technology takes advantage of a phenomenon called multipath radio waves which electromagnetic field obstacles such as hills, valleys, buildings and other objects that cause this wave will be scattered in several lanes, causing a delay signal or no signal is received at the same time. MIMO antenna can combine data streams arriving from different paths and at different times to increase the effective strength of the signal captured by the receiver. MIMO can be divided into two parts, namely the technique of transmit diversity and spatial multiplexing and the selection depends on the channel conditions.Keywords MIMO, Spatial diversity, Spatial Multiplexing

pendahuluanMIMO adalah antena cerdas yang menggunakan antena lebih dari satu, baik pada sisi transmitter ataupun receiver untuk memperbaiki kinerja komunikasi link radio. Teknologi MIMO sudah diimplementasikan pada standar teknologi komunikasi wireless seperti 3GPP LTE atau IEEE wimax karena teknologi ini menawarkan peningkatan throughput data secara signifikan dan jangkauan link tanpa penambahan bandwidth atau daya pancar. Teknologi ini memberikan efisiensi spektrum dan reliabilitas link yang tinggi karena dapat mengurangi pengaruh fading. Dengan Antena MIMO, maka interferensi yang sering mengganggu pada komunikasi seluler dapat ditekan sehingga dapat menaikkan signal to noise ratio (SNR). MIMO dapat dibagi kedalam dua bagian, yaitu teknik transmit diversity dan spatial multiplexing dan pemilihan ini tergantung pada kondisi kanal. Transmit diversity meningkatkan coverage dan quality of service (QOS) karena mengirimkan aliran data yang sama ke penerima, sedangkan spatial multiplexing meningkatkan efisiensi spektrum karena mengirimkan aliran data secara independen dan terpisah pada masing-masing antena .Landasan TeoriMultiple Input Multiple Output (MIMO)Teknik Multiple Input Multiple Output (MIMO) menggunakan dua atau lebih antena transmitter dan dua atau lebih antena receiver. Mode ini tidak hanya sekedar superposisi dari teknik MISO dan SIMO, karena beberapa aliran data ditransmisikan secara bersamaan pada frekuensi dan waktu yang sama. Teknik MIMO menggunakan beberapa receiver sekaligus karena aliran data yang di transmisikan lebih dari satu. Aliran data yang ditransmisikan harus dapat menyesuaikan dengan jumlah transmit dan receive antena. Menambahkan receive diversity (SIMO) ke MISO tidak dapat semata-mata menghasilkan teknik MIMO meskipun terdapat dua antena transmitter dan dua antena receiver [1]. Dalam teknik MIMO dimungkinkan terdapat jumlah transmitter melebihi jumlah aliran data yang ditransmisikan tetapi tidak sebaliknya, jumlah aliran data tidak boleh melebihi jumlah antena transmitter. Sebagai contoh, apabila jumlah aliran data N ditransmisikan pada transmitter yang jumlahnya kurang dari N data tidak dapat dikodekan kembali meskipun jumlah receiver antena sama dengan N atau lebih [1]. Pada sistem MIMO, transmisi dari setiap antena harus unik dan dapat diidentifikasi oleh penerima. Pengidentifikasian biasanya dilakukan oleh pilot signal yang menggunakan pola yang orthogonal pada setiap antena. Prinsip dasar kerja MIMO adalah : Data yang akan dikirim harus dibagi menjadi beberapa data stream secara bersamaan Aliran data secara simultan dikirimkan oleh beberapa antena melalui kanal radio yang berbeda dan diterima oleh beberapa antena. Data yang diterima akan disusun kembali ke data asli berdasarkan teknik spasial masing-masing aliran data.Spatial DiversitySpatial diversity merupakan salah satu teknik MIMO dengan cara mengirimkan data yang sama pada masing-masing antena. Teknik ini biasa digunakan ketika kondisi kanal yang buruk. Teknik spatial diversity ini lebih mengutamakan kearah kehandalan sistem. Prinsip dasar dari teknik ini adalah bit-bit data yang akan dikirim akan di replika di masing-masing antena transmit lalu kemudian dikirimkan.

Gbr. 1 Teknik Spatial DiversitySalah satu keuntungan dari teknik ini adalah untuk mencegah terjadinya retransmisi dan mencegah terjadinya paket error. Spatial MultiplexingSpatial multiplexing juga merupakan salah satu teknik MIMO selain spatial diversity. Jika pada teknik spatial diversity tetap bisa digunakan meskipun multiple antenna hanya terdapat disisi pengirim atau dipenerima, spatial multiplexing membutuhkan multiple antenna dikedua sisinya (pengirim dan penerima) [2]. Salah satu faktor teknik ini biasa digunakan adalah pada saat kondisi kanal yang baik. Prinsip kerja dari teknik ini adalah dengan cara membagi jumlah bit-bit informasi/data ke masing antena transmit lalu dikirim kan dan kemudian disisi penerima data tersebut akan disatukan kembali seperti informasi awalnya.

Gbr. 2 Teknik Spatial MultiplexingSkematik Sistem1. Spatial Multiplexing

Gbr.3 Skematik Sistem Spatial Multiplexing. S/P dan P/S mendenotasikan serial-to-parallel dan parallel-to-serial [2]Pada teknik spatial multiplexing ini, data yang berupa bit-bit simbol akan di pecah/dibagi dari serial-to-parallel sebelum dikirimkan lalu pada sisi penerima akan terjadi proses penggabungan kembali bit-bit simbol yang dipecah tadi sehingga menjadi seperti bit awalnya (parallel-to-serial).PenutupTeknologi MIMO adalah merupakan jenis antena yang menggunakan antena lebih dari satu, baik pada sisi transmitter ataupun receiver untuk memperbaiki kinerja komunikasi link radio. Teknologi MIMO sudah diimplementasikan pada standar teknologi komunikasi wireless seperti 3GPP LTE atau IEEE wimax karena teknologi ini menawarkan peningkatan throughput data secara signifikan dan jangkauan link tanpa penambahan bandwidth atau daya pancar. Teknologi ini memberikan efisiensi spektrum dan reabilitas link yang tinggi karena dapat mengurangi pengaruh fading. Dengan Antena MIMO, maka interferensi yang sering mengganggu pada komunikasi seluler dapat ditekan sehingga dapat menaikkan signal to noise ratio (SNR). MIMO juga dapat meningkatkan kehandalan sistem dan juga dapat meningkatkan datarate yang tergantung daripada teknik yang digunakan yaitu spatial diversity atau spatial multiplexing. Penggunaan teknik spatial diversity atau spatial multiplexing ini bersifat adaptive, salah satunya adalah bergantung faktor kualitas kanal.Ucapan Terima KasihTerimakasih terutama saya sampaikan kepada Tuhan YME karna berkatnya dan perlindungannya sehingga saya dapat menyelesaikan paper ini dan juga untuk rekan-rekan/teman saya semua yang juga telah ikut mendukung saya untuk menyelesaikan paper ini. Didalam paper ini mungkin masih banyak terdapat kesalahan-kesalahan baik dalam penulisan ataupun didalam materinya. Untuk itu saya selaku penulis juga meminta maaf atas kekurangan saya dalam pembuatan paper ini dan saya juga berharap para pembaca dapat memberikan kami masukan, kritikan ataupun saran sehingga pada karya tulis saya yang selanjutnya akan lebih baik dari yang ini.

ReferensiWardhana, Lingga dan Nuraksa Makodian. 2010. Teknologi Wireless Communication dan Wireless Broadband. Yogyakarta: C.V Andi OffsetH. Bolcskei and A. J. Paulraj, Multiple-input multiple-output (MIMO) wireless systems, in The Communications Handbook. CRC Press, 2nd edition, 2002.