Analisis Nilai Bit Error Rate pada Sistem MIMO MC-CDMA. dengan Teknik Alamouti-STBC. Oleh Sekar Harlen NIM:

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Analisis Nilai Bit Error Rate pada Sistem MIMO MC-CDMA. dengan Teknik Alamouti-STBC. Oleh Sekar Harlen NIM:"

Ari Susanto
6 tahun lalu
Tontonan:

Analisis Nilai Bit Error Rate pada Sistem MIMO MC-CDMA dengan Teknik Alamouti-STBC Oleh Sekar Harlen NIM: 612010009 Skripsi Untuk melengkapi salah satu

1 Analisis Nilai Bit Error Rate pada Sistem MIMO MC-CDMA dengan Teknik Alamouti-STBC Oleh Sekar Harlen NIM: Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Oktober 2015

7 INTISARI Pada sistem komunikasi nirkabel, pengiriman dan penerimaan informasi sering mengalami efek peredupan jalur jamak pada kanal yang dilalui. Akibatnya, banyak data yang diterima mengalami kesalahan. Untuk mengatasi kendala ini diperlukan sistem komunikasi yang dapat meminimalkan kesalahan penerimaan data, untuk itu digunakan sistem Multiple Input Multiple Output Multicarrier-Code Division Multiple Access (MIMO MC-CDMA) yang mampu mengirimkan informasi dengan banyak subpembawa melalui antena jamak. Pada skripsi ini disimulasikan sistem MIMO MC-CDMA dengan teknik Alamouti Space Time Block Code (STBC) menggunakan dua antena pengirim dan dua antena penerima untuk mendapatkan nilai Bit Error Rate (BER). Parameter simulasi yang digunakan yaitu jumlah pengguna, frekuensi Doppler, dan jumlah subpembawa. Sebagai pembanding, nilai BER sistem MIMO MC-CDMA akan dibandingkan dengan nilai BER sistem MC-CDMA. Simulasi sistem menggunakan software Matrix Laboratory (MATLAB) 7.1. Dari hasil simulasi yang telah dilakukan, berdasarkan perolehan nilai BER, sistem MIMO MC-CDMA memiliki kinerja sistem yang lebih baik dibandingkan sistem MC-CDMA yang ditunjukkan dengan nilai BER sistem MIMO MC-CDMA berada pada orde 10-4 dan sistem MC-CDMA pada orde i

8 ABSTRACT On the wireless communication system, data transmission processes often experience multipath Rayleigh fading effect in the channel. The result is that the received data will produce error. To overcome this problem, we need a communication system that can minimize error in the receiver; therefore we use Multiple Input Multiple Output Multicarrier-Code Division Multiple Access (MIMO MC-CDMA) system that can transmit information with multicarrier through multi antenna. In this final project, MIMO MC-CDMA system is simulated with Alamouti Space Time Block Code (STBC) technique using two transmitter antennas and two receiver antennas to get Bit Error Rate (BER) value. Simulation parameters of the model are the number of users, Doppler frequency, and the number of subcarriers. As a comparison, BER value of MIMO MC-CDMA system will be compared with BER value of MC-CDMA system. The system simulation uses Matrix Laboratory (MATLAB) 7.1 software. The result of system simulation shows that, based on the BER value, MIMO MC-CDMA system has better performance than MC-CDMA system that is shown with BER value of MIMO MC-CDMA system is on 10-4 level and MC-CDMA system is on 10-1 level. ii

9 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertai, membimbing dan melimpahkan berkat-nya kepada penulis selama menempuh pendidikan sampai sekarang, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian serta penulisan tugas akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Orang tua dan keluarga penulis yang selalu mendukung dan mendoakan penulis dalam segala hal. 2. Ibu Eva Yovita Dwi Utami, M.T. selaku pembimbing I yang sudah memberikan waktunya untuk memberi bimbingan, kritik dan saran kepada penulis selama mengerjakan skripsi ini. 3. Bapak Andreas Ardian Febrianto, M.T. selaku pembimbing II, terima kasih atas kerja sama, waktu, bimbingan, kritik, dan saran yang telah diberikan kepada penulis. 4. Keluarga besar 2010 (Simon, Grace, Bintang, Adit, Roma, Yudha, Pentolik, Jamet, Jambrong, Kana, Ganteng, Martin, Glempong, Bandot, David) terima kasih atas kebersamaan dan canda tawa. Ruth dan Daniel sebagai Teman Seperjuangan Telkom, teman kerja praktek sekaligus pendengar dan penyemangat yang selalu ada untuk penulis. 5. Kakak angkatan dan adik angkatan. Wikan 09 yang selalu memberikan dukungan kepada penulis. Mas Wawa 04 yang telah membantu penulis dalam mengerjakan skripsi ini. Bombay 11 dan Tiras 11 yang selalu memberi semangat kepada penulis. 6. Sahabat-sahabat penulis Dhanni, Varidz, Efin, Irrine, Cik Rosita, Niken, Arum yang selalu menghibur, memotivasi, dan memberi semangat serta masukan yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan studi. 7. Keluarga besar Kontrakan Jambewangi, Minton Gembira, KBM Basket, dan Cafe Rindang yang telah menemani penulis bersenang-senang selama berkuliah. iii

10 8. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis selama belajar di FTEK UKSW. 9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terimakasih. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik telekomunikasi. Salatiga, Oktober 2015 Penulis iv

11 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR SIMBOL... xi BAB I PENDAHULUAN Tujuan Latar Belakang Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI Sistem Multicarrier Code Divison Multiple Access (MC-CDMA) Kode Penebar m-sequence Fast Fourier Transform dan Inverse Fast Fourier Tranform Equal Gain Combining (EGC) Sistem Multiple Output Multiple Input (MIMO) Konsep Sistem MIMO Space Time Block Code (MIMO) Penyandi Konvolusional Interleaver Modulasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) Pengawasandi Viterbi Frekuensi Doppler Kanal Multipath Rayleigh Fading Derau Additive White Gaussian Noise (AWGN) BAB III PEMODELAN SISTEM Sistem Pengirim Pembangkit Data Masukan Acak Penyandi Konvolusional v

12 Interleaver Modulasi QPSK Serial to Parallel Copier Spreader Inverse Fast Fourier Tranform (IFFT) Penyandi STBC Kanal Transmisi Derau AWGN Sistem Penerima Pengawasandi STBC Fast Fourier Transform (FFT) Despreader Parallel to Serial Demodulasi QPSK Deinterleaver Pengawasandi Konvolusional Parameter Multipath Fading Parameter Dispersi Waktu Parameter Frekuensi Doppler Perhitungan BER BAB IV HASIL SIMULASI DAN ANALISISNYA Kinerja Sistem MC-CDMA Simulasi Berdasarkan Jumlah Pengguna Simulasi Berdasarkan Frekuensi Doppler Simulasi Berdasarkan Jumlah Subpembawa Kinerja Sistem MIMO MC-CDMA Simulasi Berdasarkan Jumlah Pengguna Simulasi Berdasarkan Frekuensi Doppler Simulasi Berdasarkan Jumlah Subpembawa Perbandingan Kinerja Sistem MIMO MC-CDMA dan MC-CDMA Analisis Penurunan Nilai BER BAB V KESIMPULAN vi

13 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B vii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Pemancar dan Penerima Sistem MC-CDMA [1]... 5 Gambar 2.2. m-stage shift register... 6 Gambar 2.3. Sistem MIMO [2] Gambar 2.4. Skema Transmisi Alamouti-STBC [5] Gambar 2.5. Penyandi Konvolusional dengan Coderate ½ [5] Gambar 2.6. Aliran Bit pada Interleaver [3] Gambar 2.7. Konstelasi QPSK [3] Gambar 2.8. Struktur Diagram Teralis [5] Gambar 2.9. Ilustrasi Isyarat Jalur Jamak [1] Gambar 3.1. Blok Pemancar dan Penerima Sistem MIMO MC-CDMA [4] Gambar 3.2. Modulator QPSK [2] Gambar 3.3. Pola Transmisi Alamouti [1] Gambar 3.4. Demodulator QPSK [1] Gambar 4.1. Grafik Kinerja MC-CDMA pada fc = 900 MHz dan v = 40 km/jam Gambar 4.2. Grafik Kinerja MC-CDMA pada fc = 900 MHz dan v = 50 km/jam Gambar 4.3. Grafik Kinerja MC-CDMA pada fc = 1800 MHz dan v = 40 km/jam Gambar 4.4. Grafik Kinerja MC-CDMA pada fc = 1800 MHz dan v = 50 km/jam Gambar 4.5. Grafik Kinerja MC-CDMA Berdasarkan Frekuensi Doppler dengan 10 Pengguna Gambar 4.6. Grafik Kinerja MC-CDMA Berdasarkan Frekuensi Doppler dengan 20 Pengguna Gambar 4.7. Grafik Kinerja MC-CDMA Berdasarkan Frekuensi Doppler dengan 30 Pengguna Gambar 4.8. Grafik Kinerja MC-CDMA Berdasarkan Jumlah Subpembawa dengan 30 Pengguna Gambar 4.9. Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA pada fc = 900 MHz dan v = 40 km/jam Gambar Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA pada fc = 900 MHz dan v = 50 km/jam Gambar Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA pada fc = 1800 MHz dan v = 40 km/jam viii

15 Gambar Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA pada fc = 1800 MHz dan v = 50 km/jam Gambar 4.13.Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA Berdasarkan Frekuensi Doppler dengan 10 pengguna Gambar Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA Berdasarkan Frekuensi Doppler dengan 20 Pengguna Gambar Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA Berdasarkan Frekuensi Doppler dengan 30 Pengguna Gambar Grafik Kinerja MIMO MC-CDMA Berdasarkan Jumlah Subpembawa dengan 30 Pengguna Gambar Grafik Kinerja MC-CDMA dan MIMO MC-CDMA dengan fc = 900 MHz, v = 40 km/jam, dan fd = 33,33 Hz ix

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Proses pembentukan m-sequence... 7 Tabel 2.2. Notasi Isyarat yang Diterima Menurut Skema Alamouti 2x Tabel 2.3. PDP Untuk Tipe Urban [1] Tabel 4.1. Data Hasil Simulasi Nilai BER terhadap SNR Sistem MC-CDMA dan MIMO MC-CDMA dengan fc = 900 MHz, v = 40 km/jam, dan fd = 33,33 Hz...46 Tabel 4.2. Penurunan Nilai BER pada fc = 900 MHz Berdasarkan Jumlah Pengguna...47 Tabel 4.3. Penurunan Nilai BER pada fc = 1800 MHz Berdasarkan Jumlah Pengguna...48 Tabel 4.4. Penurunan Nilai BER Berdasarkan Frekuensi Doppler...49 x

17 DAFTAR SIMBOL L K C k,l ω l θ L Σ S m n x k G x(t) R x f c f d v λ c P(r) I(t) Q(t) σ τ B c T c T s R s B s Jumlah subpembawa Jumlah pengguna Kode penebar dari pengguna k pada cabang l Frekuensi carrier pada cabang l Fase acak dari pengguna pada cabang l Sigma dari jumlah subpembawa Register Jumlah shift register Panjang periode kode penebar m-sequence kode dari pengguna k yang telah didemodulasi Matriks generator Alamouti Informasi yang dikirim Informasi yang diterima Frekuensi pembawa Frekuensi Doppler Kecepatan kendaraan pengguna Panjang gelombang pembawa Kecepatan cahaya ( m/s) Fungsi kerapatan probabilitas distribusi Rayleigh Kanal inphase Kanal quadrature nilai rms aras isyarat yang diterima Mean excess delay Lebar pita koheren Waktu koheren Durasi simbol Laju data Lebar pita informasi xi

dokumen-dokumen yang mirip

BAB III PEMODELAN SISTEM

BAB III PEMODELAN SISTEM Untuk mengetahui unjuk kerja sistem MIMO MC-CDMA, dilakukan perbandingan dengan sistem MC-CDMA. Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, bahwa sistem MIMO MC-CDMA merupakan