penginderaan spektrum pada radio kognitif …
TRANSCRIPT
PENGINDERAAN SPEKTRUM PADA RADIO
KOGNITIF MENGGUNAKAN METODE MATCHED FILTER
AndreazNRP 2212105029
Pembimbing :Dr. Ir. Wirawan, DEA
NIP. 19631109.198903.1.011
Tujuan & Rumusan Masalah
Tujuan :• Memahami, mensimulasikan dan menganalisa teknik
penginderaan spektrum pada radio kognitif dengan menggunakan metode Matched Filter
Rumusan masalah :• Bagaimana memfilter sinyal informasi dengan metode
matched filter dan menentukan threshold untuk mendeteksi keberadaan Primary User
Batasan masalah :• Jaringan radio yang digunakan adalah WLAN 802.11a
dengan metode penginderaan spektrum matched filter detection
Radio Kognitif
• Radio analysis• Predictive modelling• Transmit power
control dan spectrum management
LingkunganRadio
Radio Analysis
Estimasi kanal,
Predictive Modelling
Transmit Power
Control, Spectrum
management
Transmitted Signal
Penginderaan Spektrum
• Cooperative– Distributed– Centralized
• Non-cooperative– Energy detection– Matched filter
detection– Cyclostationery
detection
Spectrum Sensing Cognitive Radio
Cooperative Non-Cooperative
Energy Detection
Matched Filter Detection
Cyclostationery Detection
Matched Filter Detection
• Hipotesis r(t):
• Probability detection :
• Probability false alarm :
s(t) KanalAWGN
Mixed Signal r(t)
Matched Filter Threshold
IEEE 802.11a
• Merupakan amandemen IEEE 802.11
• Frekuensi operasi 5 GHz• Kecepatan transmisi 54Mbit/s• Coverage
– Indoor : 35m – Outdoor : 120m
Modulasi OFDMData subcarrier 48Pilot subcarrier 4Total subcarrier 52Panjang FFT 64
OFDM
• Kelebihan :– Efisiensi spectral– Tahan terhadap fading
dan interferensi• Kekurangan :
– Terjadi frequency offset– Memiliki PAPR yang
tinggi– Perlu adanya
sinkronisasi yang akurat
BPSK
• 1 bit = 1 simbol• Terdiri dari 2 fasa dan perubahan
fasa adalah 180°• Mudah di recovery pada sisi
penerima dan tidak cocok digunakan untuk aplikasi data rate yang tinggi
Input Biner
1
-1
1
0
A cos ωt
S(t)
Pulse Shaping
Mapping T=Tb
Skema Perancangan Sistem
START
Pembangkitan Sinyal baseband
transmtter
Raise cosine filter
Pemodelan kanal transmisi
Sinyal diterima reciver (SU)
x(t) = n(t)
Terapkan matched filter
Selesai
x(t)=s(t)+n(t)
Selesai
Skema Perancangan Transmitter
Start
Pembangkitan input biner dengan
jumlah n
Serial to Parallel48 subcarrier
Penambahan zero padding
A
BPSK Mapping Penambahan Pilot 4 sub carrier
Melakukan IFFT pada tiap-tiap sub
carrierParallel to Serial
Raised Cosine FilterSinyal OFDM
End
A
Perancangan Transmitter
• Jumlah subcarrier = 52• Menggunakan modulasi BPSK per subcarrier• Panjang IFFT = 64
Bit GeneratorBPSK Mapping
IFFTSerial to Parallel
Parallel to Serial
BPSK Mapping
BPSK Mapping
Perancangan Secondary User
• Parameter kanal : SNR• Parameter Matched filter : Respon impuls• Parameter Threshold :
– Probability detection– Probability false alarm
s(t) KanalAWGN
Mixed Signal r(t)
Matched Filter Threshold
Pengujian SNR
No.
SNR (dB)
Threshold
Probability Detection (Pd)
1 -20 697.2163 0.7479
2 -10 68.2708 0.7336
3 0 6.9255 0.749
4 10 0.7290 0.7909
5 15 0.2525 0.8649
6 20 0.1008 0.9779
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
Time
Am
plitu
do
Sinyal Matched Filter + Threshold
Sinyal Matched FilterLevel Threhold
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
Time
Am
plitu
do
Sinyal Matched Filter + Threshold
Sinyal Matched FilterLevel Threhold
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500-3
-2
-1
0
1
2
3
Time
Am
plitu
do
Sinyal Matched Filter + Threshold
Sinyal Matched FilterLevel Threhold
Pengujian Pfa
Pfa Threshold pd
0.01 0.7159 0.7762
0.05 0.5108 0.9295
0.1 0.3971 0.9657
0.2 0.2603 0.988
0.3 0.1635 0.9955
0.4 0.0804 0.9983
0.5 0 0.999
0.6 -0.0787 0.9996
0.7 -0.1652 0.9999
0.8 -0.266 1
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Level Threshold
Pro
babi
lity
Fals
e A
larm
(Pfa
)
Perbandingan Pfa dengan level Threshold
-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
Level Threshold
Pro
babi
lity
Det
ectio
n
Perbandingan Pd dengan level Threshold
Pengujian Pd vs Pfa
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Probability False Alarm(Pfa)
Pro
babi
lity
Det
ectio
n(P
d)Perbandingan Pd dengan Pfa
SNR -20dBSNR -10dBSNR 0dBSNR 10dBSNR 20dB
Pengujian Sensing Time
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Time
Am
plitu
do
Sinyal Matched Filter + Threshold
Sinyal Matched FilterLevel Threhold
0 50 100 150 200 250 300 350-2
-1
0
1
2
3
4
5
Time
Am
plitu
do
Sinyal Matched Filter + Threshold
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Time
Am
plitu
do
Sinyal Matched Filter + Threshold
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan :• Semakin besar nilai SNR sistem maka level threshold yang didapatkan
semakin kecil tetapi Pd yang didapatkan semakin besar• Dengan nilai SNR yang tetap dan nilai Pfa yang berubah, level threshold
yang didapatkan semakin kecil dan nilai Pd yang didapatkan semakin besar• Perubahan level threshold mempengaruhi Pfa dan Pd pada system.
Semakin level threshold maka nilai Pfa akan semakin besar begitu juga dengan nilai Pd-nya
Saran :• Gunakan metode lain kemudian bandingkan masing-masing metode
sehingga bisa ditentukan metode apa yang paling bagus sesuai dengan keadaan lingkungan suatu sistem
• Kedepannya kembangkan penginderaan spectrum pada radio kognitif yang licensed seperti WRAN(Wireless Regional Access Network( 802.22)