analisis kinerja siso dan - digilib.its.ac.id · ¾jumlah antena mimo yang dipergunakan adalah...

ANALISIS KINERJA SISO DANANALISIS KINERJA SISO DAN MIMO PADA MOBILE WiMAX

802.16e

Mustofa Agung PrasetyaMustofa Agung PrasetyaDosen PembimbingDosen PembimbingDr IrDr Ir WirawanWirawan DEADEAMustofa Agung PrasetyaMustofa Agung Prasetya

NRP. 2208 NRP. 2208 100 645100 645Dr. Ir. Dr. Ir. WirawanWirawan, DEA, DEANIP. 19631109.198903.1011NIP. 19631109.198903.1011

1ANALISIS KINERJA SISO DAN MIMO PADA MOBILE WiMAX 802.16e

i d l hWiMAX adalah :> Worldwide Interoperability for Microwave Access> Standar IEEE 802.16> Wireless Metropolitan Area NetworkBWA (B db d Wi l A )> BWA (Broadband Wireless Access)

> Memenuhi standar BWA di Eropa (ETSI HiperMAN –European Telecommunications Standards Institute’s highEuropean Telecommunications Standards Institute s high performance radio metropolitan area network

> Standart BWA layanan data berkecepatan tinggi> Didisain untuk kondisi non‐LOS ( non‐Line Of Sight )


Terdapat 2 versi utama WiMAX :802.16‐2004 WiMAX. > Standard IEEE 802.16 versi 2004 > Mendukung layanan akses fixed serta nomadicMendukung layanan akses fixed serta nomadic

802 16e WiMAX802.16e WiMAX. > Standard IEEE 802.16e amendment

lk k k d k k l> Dioptimalkan kinerjanya untuk mengatasi dinamika kanalmobile


Pada awalnya WiMAX menggunakan teknologi antena single input single output (SISO).Seiring perkembangan teknologi Mobile WiMAX yang membutuhkan kehandalan dalam transfer dan akses data, maka digunakanlah teknologi multiple input multiple output (MIMO).Mobile WiMAX menggunakan teknik MIMO > Space Time Coding> Space Time Coding> Spatial Multiplexing (SM)


Apakah penerapkan Alamouti space time coding dan Spatial Multiplexing (SM) pada sistem MIMO menghasilkan kehandalan sistem yang lebih baik daripada sistem SISO ?


Jumlah antena MIMO yang dipergunakan adalah 2 Tx dan 2Rx.A li dit k k d b di ki j S TiAnalisa ditekankan pada perbandingan kinerja Space Time Block Coding dan Spatial Multiplexing (SM) dibanding dengan SISOSISOAnalisa kehandalan yaitu bit error rate (BER) yang dihasilkan.Simulasi dilakukan dengan menggunakan softwareMatlabSimulasi dilakukan dengan menggunakan softwareMatlab.


Menyajikan analisa kinerja sistem MIMO pada MobileWiMAX dan membuktikan kelebihan yang dimiliki dibandingkan dengan sistem SISO, dilihat dari bit error rate (BER) yang dihasilkan.


SISO


MIMO STBC ALAMOUTI


MIMO SPATIAL MULTIPLEXING


PENGKODEAN KONVOLUSIPENGKODEAN KONVOLUSI

Pengkodean yang memerlukan memori. Enkoder konvolusi menyimpan M bit sebelumnya ke dalam

imemori. Enkoder konvolusi menerima k bit masukan dan mengeluarkan n bit pada keluarannyamengeluarkan n bit pada keluarannya. Coding rate enkoder konvolusi adalah sebesar k/n. Coding rate sebesar 1/2 berarti setiap 1 bit masukan enkoderCoding rate sebesar 1/2 berarti setiap 1 bit masukan, enkoder akan mengeluarkan 2 bit.


O h l F Di i i M l i l iOrthogonal Frequency Division MultiplexingSistem transmisi data untuk meningkatkan efisiensib d id hbandwidthMembagi frekuensi menjadi beberapa sub‐carrier

li h l k hil k bidyang saling orthogonal untuk menghilangkan bidangpenghalang

i k k fi i i kmeningkatkan efisiensi spektrum


SISOMIMO


h11

Spatial Multiplexing

s1Sinyal

Processing

s1 r1

s1 s2 s1 s2

h21

h12s1

s2

Processings2 r2

A BC

h12

h22

H

12121111 nshshr ++=

H

22221212

12121111

nshshr ++=


• ALAMOUTI


r0 = h0s0 + h1s1 + n0r0 h0s0 + h1s1 + n0r1 = -h0s1

* + h1s0* + n1

r2 = h2s0 + h3s1 + n2r2 h2s0 + h3s1 + n2r3 = -h2s1

* + h3s0* + n3

*332

*2

*110

*00 rhrhrhrhs +++=

*322

*3

*101

*11 rhrhrhrhs −+−=


k h l d bAWGN merupakan thermal noise yang terdistribusi normal dengan nilai rata rata nol, serta bersifat menambahkan level sinyalmenambahkan level sinyal.


l h b d k k k d bRayleigh biasa digunakan untuk menyatakan distribusi perubahan dari selubung sinyal fading yang mempengaruhi sinyal informasi Distribusi rayleigh ini mempengaruhi sinyal informasi.Distribusi rayleigh ini dapat dibentuk dari jumlah antara dua sinyal berdistribusi gaussian sehingga pada pembangkitan distribusi rayleigh g gg p p g y gdilakukan dengan terlebih dahulu membangkitkan dua buah sinyal yang berdistribusi gausian.


/Nilai kecepatan (v) dalam simulasi ini adalah 3 Km/Jam. Parameter Value

Channel bandwidth (MHz) 5Channel bandwidth (MHz) 5Sampling frequency Fs (MHz) 5.6Sampling period 1/ Fs (μs) 0.18FFT Size (NFFT) 512

Modulasi Code RateQPSK 1/2( )

Subcarrier frequency spacing Δf=Fs /NFFT (kHz) 10.94Useful symbol period Tb=1/Δf(μs) 91.4Guard Time Tg=Tb/4 (μs) 22.8

QPSK 3/416-QAM 1/216-QAM 3/464 QAM 2/3OFDMA symbol duration Ts=Tb+Tg (μs) 124.2

Number of used subcarriers (Nused) 421Number of pilot subcarriers 60N b f d t b i 360

64-QAM 2/364-QAM 3/4

Number of data subcarriers 360Number of subchannels 15


Hasil Simulasi SISO100

SISO

QPSK 1/2

10-1

QPSK 1/2QPSK 3/416-QAM 1/216-QAM 3/464-QAM 2/3

3

10-2

BE

R

64-QAM 3/4

10-4

10-3

0 5 10 15 20 2510-5

SNR (dB)


( )

Hasil Simulasi MIMO‐STBC Alamouti100

MIMO-STBC Alamouti 2x2

QPSK 1/2

10-1


3

10-2

BE

R

64-QAM 3/4

10-4

10-3

0 5 10 15 20 2510-5

SNR (dB)


( )

Hasil Simulasi MIMO‐Spatial Multiplexing100

MIMO Spatial Multiplexing 2x2

10-1


10-2

BE

R

64-QAM 3/4

10-4

10-3

0 5 10 15 20 2510-5

SNR (dB)


SNR (dB)

Hasil Simulasi Modulasi QPSK Code Rate 1/2100

Q

MIMO STBC QPSK 1/2

10-1

MIMO STBC QPSK 1/2MIMO SM QPSK 1/2SISO QPSK 1/2

3

10-2

BE

R

10-4

10-3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010

-5

SNR (dB)


Hasil Simulasi Modulasi 16‐QAM Code Rate 1/2100

PERBANDINGAN MODULASI 16-QAM 1/2

MIMO STBC 16 QAM 1/2

10-1

MIMO STBC 16-QAM 1/2SISO 16-QAM 1/2MIMO SM 16-QAM 1/2

3

10-2

BE

R

10-4

10-3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2010

-5

SNR (dB)


Hasil Simulasi Modulasi 64‐QAM Code Rate 2/3100

PERBANDINGAN MODULASI 64-QAM 2/3

10-1

-3

10-2

BE

R

10-4

10 3

MIMO STBC 64 QAM 2/3

0 5 10 15 20 2510-5

SNR (dB)

MIMO STBC 64-QAM 2/3SISO 64-QAM 2/3MIMO SM 64-QAM 2/3


( )

l d b l k k• Sistem MIMO‐STBC Alamouti pada MobileWiMAX mampu meningkatkan performansi secara signifikan dibandingkan dengan sistem SISO. Pada saat nilai SNR yang sama, nilai BER sistem MIMO‐STBC Alamouti lebih kecil daripada nilai BER dari sistem SISO.

• Sistem MIMO‐Spatial Multiplexing pada MobileWiMAX memiliki kinerja yang buruk untuk mentransmisikan modulasi dengan orde yang besaryang buruk untuk mentransmisikan modulasi dengan orde yang besar yaitu modulasi 16‐QAM dan 64‐QAM, dibandingkan dengan sistem SISO. Pada saat nilai SNR yang sama, nilai BER sistem MIMO‐Spatial Multiplexinglebih besar daripada nilai BER dari sistem SISOlebih besar daripada nilai BER dari sistem SISO.

• Sistem MIMO‐Spatial Multiplexing pada MobileWiMAX memiliki rentang kerja yang panjang yaitu mencapai 25 dB, untuk sistem SISO mencapai 24 dB, sedangkan untuk sistem MIMO‐STBC Alamouti hanya mencapai 21 dB.

•


[1] IEEE Std 802 16 ™ 2005 “P t 16 Ai I t f f Fi d d M bil B db d Wi l A S t ”[1] IEEE Std 802.16e™‐2005, “Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems”, Feb. 2006

[2] J. G. Andrews, A. Ghosh and R. Muhamed, “Fundamentals of WiMAX : Understanding Broadband Wireless Networks”, Prentice Hall, Feb. 2007.

[3] M. Alamouti, “A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications”, IEEE JSAC, Vol. 16, No. 8, Oct. 1998.

[4] Jinliang Huang, “A Matlab/Octave Simulation Environment for SDR With Application to OFDM and MIMO”, Thesis Master Sience, Stockholm, Apr. 2005Thesis Master Sience, Stockholm, Apr. 2005

[5] Anibal L, “OrthogonalFrequency Division Multiplexing for Wireless Network”, University of California, 2000[6] Tito Ilyasa,”OFDM pada Komunikasi Digital Pita Lebar”,Teknik Elektro,Universitas Indonesia, 2007[7] Kwang‐Cheng Chen, J. Roberto B. de Marca, “MobileWiMAX”, JohnWiley & Sons, Ltd. 2008[8] Lee Gi Byeong, Choi Sunghyun, “Broadband Wireless Access and Local Networks Mobile WiMAX and WiFi”,

ARTECH HOUSE, INC. 2008[9] Henrik Schulze and Christian L¨uders “Theory and Applications of OFDM and CDMA : Wideband Wireless

Communications“, John Wiley & Sons Ltd, 2005, y ,[10] Rustam E, “Limited Feedback Precoding Dan Mimo Spatial Multiplexing Untuk Aplikas 802.16e“, Thesis

Magister, STTTelkom, Bandung, 2007

•


TERIMA KASIH


analisis kinerja siso dan - digilib.its.ac.id · ¾jumlah antena mimo yang dipergunakan adalah...

Documents