BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Layanan 3G komersial telah diluncurkan sejak tahun 2001 dengan menggunakan teknologi WCDMA. Kecepatan data maksimum yang dapat dicapai sebesar 2 Mbps. Walaupun demikian, permintaan layanan jasa komunikasi berkecepatan lebih tinggi dari 2 Mbps akan segera muncul. Untuk memenuhi permintaan itu maka High Speed Downlink Packet Access(HSDPA) sedang dikembangkan saat ini. HSDPA memiliki teknik-teknik seperti adaptive modulation dan coding (AMC) yang berubah sesuai dengan kondisi kanal radio. Walaupun demikian, sebuah skema wireless akses yang baru dibutuhkan untuk mencapai kecepatan transmisi yang tinggi dengan daya jangkau yang luas, yang dapat mencapai kondisi yang optimal baik di lingkungan seluler dan di lingkungan isolated-cell seperti hot spot. Antisipasi peningkatan trafik data saat ini dan mendatang, downlink wireless access harus mampu mencapai kecepatan transmisi di atas 100 Mbps dengan menggunakan bandwidth 50 sampai 100 MHz. Pada arah downlink dari broadband wireless channel, akan ditemui banyak delayed path. Jika spreading digunakan pada sistem ini dengan menggunakan time-domain-spreading seperti pada DS-CDMA maka jalur yang dapat dipecahkan akan meningkat. Namun, pada waktu yang sama jalur yang menderita delay yang berbeda akan menimbulkan interferensi (multipath interference) yang akan menurunkan efek diversitas dari Rake receiver. Oleh karena itu sistem single carrier kurang cocok karena akan terkena noise yang besar dari multipath interference. Untuk mencapai kecepatan transmisi pada kondisi kanal broadband yang terdapat banyak multipath maka Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing (OFCDM), yang berbasiskan Multi Carrier-CDMA(MC-CDMA) diharapkan mampu mempunyai performansi yang jauh lebih baik dibanding DS-CDMA. Hal ini dikarenakan OFCDM dan OFDM mampu mengurangi efek dari multipath interference di kanal broadband. Untuk lebih meningkatkan kinerja dari OFCDM maka penggunaan variable spreading factor (VSF) yang mengubah spreading factor sesuai dengan kondisi kanal dan 1
sel. Dengan menggunakan VSF-OFCDM maka penggunaan wireless access yang sama pada lingkungan seluler dan lingkungan isolated-cell dapat dilakukan. Sedang pada arah uplink, dengan memperhitungkan konsumsi daya dari mobileterminal maka DS-CDMA lebih menguntungkan daripada sistem VSF-OFCDM. Hal ini dikarenakan sistem VSF-OFCDM mempunyai peak-to-average power ratio yang tinggi sehingga membutuhkan daya pancar yang tinggi. Selain itu sistem multicarrier juga membutuhkan estimasi kanal yang baik sehingga mampu melakukan deteksi koheren dan demodulasi dengan baik. Untuk sistem VSF-OFCDM akan dibutuhkan estimasi kanal untuk setiap subcarrier, hal ini akan membuat estimasi kanal lebih rumit dibandingkan estimasi kanal untuk sistem DS-CDMA. 1.2 TUJUAN PENELITIAN Penelitian yang dilakukan pada Tesis ini mempunyai tujuan sebagai berikut menganalisa performansi dari sistem VSF-OFCDM untuk sistem 4G dengan beberapa sub-tujuan sebagai berikut : a. Menganalisa kinerja blok modulasi adaptif yang digunakan dengan melihat dari kondisi SNR terhadap BER. b. Menganalisa kinerja blok VSF pada radio link control yang digunakan dalam sistem dengan melihat kondisi SNR terhadap BER. c. Menganalisa keseluruhan kinerja dari VSF-OFCDM dari segi kecepatan transmisi data dan pemenuhan QoS untuk melihat sesuai dengan kebutuhan dari 4G. 1.3 RUMUSAN MASALAH Dalam tesis ini akan dibahas lingkup permasalahan sebagai berikut: 1. Pembuatan model sistem dan simulasi terhadap sistem VSF-OFCDM dengan menggunakan modulasi adaptif. 2. Spreading Factor a. Penentuan spreading sequences yang akan digunakan b. Penentuan jumlah spreading faktor pada domain waktu dan domain frekuensi 3. Modulasi Adaptif 2
a. Penentuan jenis modulasi apa yang akan digunakan b. Bagaimana mekanisme modulasi adaptif sehingga dapat menjamin pemenuhan QoS? c. Algoritma apa yang akan digunakan untuk perubahan modulasi 4. Adaptive radio link control a. Bagaimana melakukan pengaturan spreading factor sesuai dengan kondisi sel dan kanal radio? b. Bagaimana melakukan pengaturan kanal radio yang tersedia sehingga mampu memenuhi QoS? c. Bagaimana melakukan penggabungan modulasi adaptif dengan spreading factor yang digunakan? 5. Bagaimana kinerja keseluruhan dari sistem VSF-OFCDM menggunakan modulasi adaptif pada kondisi kanal fading? 1.4 BATASAN MASALAH Agar pembahasan dalam tesis ini tidak terlalu kompleks dan tidak terlalu dangkal maka dalam penulisannya dilakukan pembatasan-pembatasan masalah sebagai berikut: a. Penggunaan frekuensi carrier, data rate, dan parameter-parameter OFCDM mengacu pada sistem yang diusulkan oleh NTT-Docomo. b. Kanal propagasi yang digunakan adalah kanal fading rayleigh. c. Kecepatan user rata-rata di dalam sel adalah 3, 30, 120, km/jam. d. Perubahan pada modulasi pada sistem ini dianggap linier. e. Power control dari sistem ini dianggap selalu sama. f. Sistem ini menggunakan power amplifier yang diasumsikan ideal. 1.5 HIPOTESIS Hipotesis dari tesis adalah diperoleh : a. Performansi sistem yang mampu memberikan kecepatan transmisi yang tinggi sampai dengan 100 Mbps pada user dengan kecepatan tinggi dan 1 Gbps untuk user dengan kecepatan rendah. 3
b. Performansi sistem yang tinggi sehingga mampu menjadi skema radio akses pada sistem komunikasi 4G. Performansi ini selain dilihat dari kecepatan transmisi yang tinggi juga dilihat dari delay sistem dan pemenuhan QoS. 1.6 METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dengan beberapa metode, yaitu : a. Studi literatur Merupakan kegiatan pembelajaran materi melalui berbagai sumber pustaka yang berkaitan dengan penelitian, berupa buku maupun jurnal ilmiah. b. Perancangan model sistem Berupa desain model sistem pemancar-penerima VSF-OFCDM dan kanal propagasi dengan menggunakan tool simulasi m file pada Matlab 6.5. c. Simulasi sistem VSF-OFDM Simulasi dilakukan guna memperoleh data-data yang berguna untuk kegiatan analisa model sistem yang telah didesain. d. Analisis hasil Simulasi Menganalisis hasil simulasi dengan berbagai aspek peninjauan dan beberapa pendekatan. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan yang dilakukan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I Pendahuluan Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, perumusan masalah, pembatasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II Dasar Teori Bab ini membahas tentang konsep dasar VSF-OFCDM, spreading factor, adaptif modulasi, adaptive radio link control dan model kanal propagasi multipath. BAB III Perancangan Model dan Simulasi Sistem VSF-OFCDM Membahas tentang diagram alir sistem yang akan dirancang serta implementasinya dalam bentuk pemrograman komputer. 4
BAB IV Hasil Simulasi Berisi data-data hasil simulasi yang diperoleh sekaligus analisa secara kualitatif dan kuantitatif. BAB V Penutup Berisi kesimpulan dan saran. 1.8 RENCANA KEGIATAN Kegiatan Juli Agustus September Oktober November Desember Januari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Studi Pustaka Bab I Bab II Bab III Desain Simulasi Pengumpulan Data Bab IV Analisa Bab V 5