Bab I Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Masalah

Transkripsi

1 Bab I Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Masalah Dewasa ini teknologi telekomunikasi, khususnya pada teknologi wireless, harus dapat menyediakan layanan data berkecepatan tinggi. Salah satu teknik yang digunakan untuk menyediakan layanan data berkecepatan tinggi adalah Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Teknik OFDM ini mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan teknik komunikasi serial tradisional, yaitu mampu mendukung untuk kecepatan data tinggi untuk area yang luas, tahan terhadap multipath fading dan dapat menyederhanakan kanal equalisasi [8]. Karena keunggulan-keunggulan tersebut, OFDM tidak hanya diaplikasikan di system komunikasi wireless, tapi juga di system komunikasi wireline. Di samping keunggulannya itu, OFDM juga mempunyai kekurangan, antara lain Peak to Power Average Ratio yang tinggi [22]. PAPR yang tinggi ini dapat merusak sinyal pada pengirim, jika pengirim mengandung komponen yang nonlinear seperti penguat. Kerusakan sinyal itu dapat membuat penguat tidak efisien, seperti intermodulasi, spectral spreading dan perubahan konstelasi sinyal. PAPR yang tinggi dapat direduksi dengan beberapa teknik, seperti teknik distorsi sinyal dan teknik pengkodean [22]. Teknik distorsi sinyal meliputi teknik clipping, windowing dan peak cancellation. Teknik pengkodean adalah teknik yang menggunakan channel coding sebagai kode, seperti Convolutional Code, Turbo Code, Reed-Solomon dan LDPC. 1

2 Pada teknik distorsi sinyal, seperti clipping, nilai PAPR yang tinggi diminimalisir dengan memotong tegangan yang melebihi threshold, sehingga PAPR yang didapatkan akan sesuai dengan linearitas penguat. Dengan teknik windowing akan diberlakukan sama, nilai PAPR tidak akan melebihi batas linearitas, karena sudah disesuaikan berdasarkan window. Kekurangan teknik ini adalah akan ada cacat sinyal karena pemotongan sinyal. Dengan teknik pengkodean, diharapkan PAPR sesuai dengan linearitas penguat, akan tetapi, tidak ada cacat sinyal yang dapat menghilangkan nilai informasi sumber. LDPC dipilih sebagai teknik pengkode, karena teknik pengkode ini memiliki sifat sparse, yaitu matrix pembangkit kode dominan nilai 0, jika matrix dominan dengan nilai 0, maka hasil codeword akan lebih mudah diprediksi sehingga pada proses selanjutnya bisa direkayasa supaya memiliki nilai yang membuat PAPR menjadi lebih rendah. Teknik pengkode LDPC pertama kali diperkenalkan oleh Gallager PhD [7] pada tahun LDPC code termasuk dalam keluarga linear block code yang menghasilkan codeword bersifat systematic, antara message dan parity bit dapat dibedakan secara kasat mata. LDPC menggunakan prinsip sparse parity check matrix P yang jumlah bit 1 lebih sedikit dibandingkan bit 0. Teknik pengkode kanal ini juga mempunyai performansi yang lebih baik dari Turbo code dan mendekati theorema Shannon Limit. Dilihat dari parity check matrix, LDPC dibagi menjadi 2 jenis yaitu reguler dan irreguler. Dikatakan Reguler LDPC karena mempunyai jumlah bit 1 pada baris dan kolom yang sama 2

3 sedangkan pada Irreguler LDPC, jumlah bit 1 pada baris dan kolom bervariasi Perumusan Masalah. Pada penelitian ini dibahas permasalahan sebagai berikut : 1. Pemodelan transmitter OFDM. 2. Pendefinisian pengkode kanal LDPC Reguler. 3. Pengaruh coderate terhadap nilai PAPR dengan mapper gray dan non-gray Tujuan Penelitian. Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Menganalisa pengaruh teknik pengkodean sebagai teknik untuk mereduksi PAPR. 2. Menganalisa pengaruh mapper terhadap PAPR. 3. Menganalisa pengaruh coderate terhadap PAPR. 4. Menganalisa pengaruh matrix parity H pada LDPC terhadap PAPR Hipotesis. Hipotesis awal dari tesis ini adalah: 1. Codeword yang lebih banyak bit 0 akan membuat PAPR semakin kecil dengan merekayasa diagram konstelasi mapper. 2. Konstelasi mapper tanpa prinsip Gray akan memiliki PAPR yang lebih kecil, khususnya pada mapper yang memiliki sifat nonconstant envelope seperti QAM dibandingkan dengan mapper 3

4 dengan prinsip Gray karena lingkaran dalam mapper akan diisi oleh simbol yang dominan bit Batasan Masalah. Batasan masalah pada penelitian supaya menjadi terarah dan mendapatkan hasil yang optimal adalah sebagai berikut: 1. Sistem OFDM yang disimulasikan pada transmitter tempat terjadinya PAPR. 2. Teknik reduksi PAPR yang digunakan adalah teknik pengkodean 3. Pengkode yang digunakan adalah pengkode LDPC. 4. Pengkode LDPC yang digunakan reguler LDPC dengan metode lower triangular shape based. 5. Mapper yang digunakan adalah 16QAM dengan ketentuan kode Gray dan tanpa code Gray. 6. Coderate yang digunakan pada LDPC adalah coderate ½ dan 2/3. 7. Subcarrier yang digunakan adalah 4, 8, 16, 32, dan Simulasi menggunakan Matlab Metode Penelitian Metode Penelitian yang digunakan dalam pengerjaan tesis adalah metode eksperimental melalui simulasi menggunakan software Matlab. scenario simulasi yang dilakukan adalah dengan mengukur PAPR pada OFDM tanpa teknik pengkode LDPC, lalu dibandingkan dengan PAPR pada OFDM dengan pengkode LDPC. Pengamatan simulasi juga dilakukan dengan mengamati pengaruh mapper, jumlah subcarrier dengan LDPC atau tanpa LDPC, serta mengamati pengaruh code rate ketika system OFDM ditambahkan pengkode LDPC. 4

5 1.7. Sistematika Penulisan. Secara umum Thesis ini dibagi menjadi lima bab bahasan dengan bagian-bagian pendukung seperti lampiran dan daftar istilah yang diperlukan. Penjelasan tiap bab adalah sebagai berikut: BAB I: Pendahuluan Berisi Latar Belakang Masalah, Perumusan Masalah, Tujuan Penelitian, Hipotesis, Batasan Masalah, Metode Penelitian dan Sistematika Penulisan yang digunakan. BAB II: Landasan Teori Berisi tentang teori-teori yang mendukung dan melandasi penulisan penelitian ini, antara lain konsep tentang OFDM, konsep tentang teknik pengkode LDPC reguler dengan metode triangular shape based serta konsep PAPR. BAB III: Pemodelan Sistem Berisi tentang pemodelan sistem transmitter OFDM dengan pengkode kanal LDPC reguler metode lower triangular shape based serta perhitungan PAPR. Pada bab ini juga diberikan penjelasan untuk setiap langkah simulasi yang dilakukan dalam bentuk diagram blok. BAB IV: Analisa Hasil Berisi tentang analisis hasil dari simulasi sistem transmitter OFDM dengan pengkode LDPC reguler dengan keluaran berupa nilai PAPR. 5

6 BAB V: Penutup Berisi tentang kesimpulan dari analisis yang telah dilakukan, serta saran untuk perbaikan dan pengembangan untuk penelitian lebih lanjut. 6