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