BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Upaya pengembangan teknik-teknik baru untuk memanfaatkan sumber daya spektrum frekuensi yang terbatas terus dilakukan. CDMA dan antena adaptif adalah dua pendekatan yang secara nyata menjanjikan untuk meningkatkan efisiensi spektrum frekuensi. Namun dilain pihak, sistem CDMA memiliki beberapa keterbatasan, antara lain: Dengan meningkatnya jumlah user, interferensi yang terjadi dalam satu sel akan meningkat dan mengakibatkan adanya penurunan kualitas sistem Dengan perbedaan jarak yang terjadi antar user dalam satu sel, daya yang diberikan oleh BTS menjadi tidak efisien. Hal ini mengakibatkan efek near-far problem yang akan berpengaruh terhadap kapasitas sistem. Beberapa solusi telah dilakukan untuk mengantisipasi masalah-masalah ini, diantaranya adalah dengan mengimplementasikan interference cancellation, multi user detection, beamforming, dan power control. Selama ini, teknik-teknik tersebut digunakan secara terpisah. Interference cancellation, multi user detection, dan beamforming digunakan untuk mengantisipasi masalah interferensi antar user, sedangkan power control digunakan untuk mengatasi efek near-far. Pada arah downlink, menunjukkan adanya hubungan penggunaan beamforming yaitu perubahan bentuk diagram arah, yang akan diikuti oleh perubahan gain antena dengan pengiriman daya oleh BTS. Beberapa teknik telah dikembangkan, diantaranya adalah dengan menggunakan antena adaptif atau smart antenna yang dipasang di BTS. Antena adaptif menggunakan antena array, yaitu susunan dari beberapa elemen antena dan prosesor sinyal yang secara realtime mampu menala pola arahnya sehingga kinerja sistem optimal dan sesuai dengan kriteria yang diinginkan. Antena adaptif dapat melakukan beamforming dengan prinsip dasar memaksilmalkan gain kearah yang diinginkan sekaligus menempatkan pola radiasi minimal pada arah penginterferensi. Artinya SNIR (Signal to Noise Interference Ratio) meningkat sehingga kapasitas sel dari sistem juga akan meningkat. Penggunaan algoritma adaptif buta sebagai aplikasi pada
Bab I Pendahuluan 2 antena array dapat menekan waktu yang digunakan untuk proses estimasi kanal sehingga penerapan pembobotan antena jauh lebih akurat. Tugas Akhir ini akan membandingkan performansi sistem dengan susunan antena linier dan sirkular. Untuk mendapatkan vektor pembobotan antena, sinyal yang diterima akan diproses dalam beberapa tahap yaitu sinyal akan di-despread untuk mendapatkan data yang sebenarnya kemudian merespreadnya kembali untuk mengetahui seberapa besar error yang timbul akibat perubahan kondisi kanal (karena mobilitas user dan besarnya fading kanal selama proses pengiriman data) dengan membandingkan kekonstanan sinyal (constant modulus) dari sinyal yang diterima. Setelah algoritma tersebut konvergen, array antenna dapat mengarahkan beamnya kearah sinyal yang dituju atau yang sedang meminta layanan dan meng-null-kan sinyal yang dianggap penginterferensi dengan memanfaatkan vektor pembobotan yang telah diperoleh. Sedangkan pada arah uplink, terdapat power control, yang digunakan agar sinyal dari semua user yang berada didalam satu sel memiliki level daya terima yang relatif sama dengan yang dirasakan oleh BTS. Power control ini digunakan untuk mengantisipasi adanya near-far problem yang disebabkan adanya perbedaan jarak user yang berbeda-beda dalam satu sel. Awalnya, pada jarak yang berbeda tersebut user akan mengirimkan transmit power yang sama, padahal terdapat path loss yang berbeda antara user dengan BTS, sehingga terjadilah perbedaan quality factor yang dirasakan oleh BTS terhadap user-user yang dilayaninya. Karena itu, user harus melakukan suatu mekanisme power control untuk mengantisipasi bahwa quality factor yang diterima BTS berada diatas level threshold. 1.2. Rumusan Masalah Berikut ini adalah hal-hal yang akan dianalisa: 1. Mengamati pola radiasi antena susunan setelah menerapkan vektor pembobotan 2. Mengamati kinerja beamforming dengan menggunakan algoritma adaptif LSDRMTCMA
Bab I Pendahuluan 3 3. Mengamati perubahan SNIR terhadap jumlah user akibat adanya perubahan yang sengaja dilakukan pada parameter beamforming 4. Mengamati kinerja penggabungan beamforming dengan power control 5. Mengamati kecepatan konvergensi algoritma adaptif LSDRMTCMA akibat adanya perubahan yang sengaja dilakukan pada parameter-parameter beamforming seperti: Pergerakan user, Jumlah user total dalam satu sektor, Frekuensi sampling rate, Processing gain, Jumlah elemen antena. 1.3. Tujuan Penelitian Penelitian yang dilakukan pada Tugas Akhir ini ditujukan untuk menganalisa hasil dari kinerja penggabungan beamforming dan power control. Penelitian ini dilakukan pada sistem antena susunan sirkular dipole λ/2 yang dipasang di BTS melalui algoritma adaptif LSDRMTCMA pada lingkungan kanal Rayleigh. Kemudian penelitian akan dibandingkan dengan kinerja sistem yang menggunakan antena susunan linier untuk mengetahui seberapa besar perbedaan yang terjadi akibat perubahan tersebut. 1.4. Batasan Masalah Batasan masalah yang digunakan dalam simulasi Tugas Akhir ini adalah: 1. Antena adaptif yang digunakan adalah elemen dipole λ/2 susunan sirkular 2. Sudut kedatangan (azimuth) 30 0-150 0, satu sektor (uniform) 3. Tidak membahas pengaruh impedansi gandeng antena, proses matching dan pencatuan antara susunan antena 4. Simulasi yang dilakukan adalah mengamati besar SNIR dengan melakukan perubahan pada berbagai faktor beamforming seperti: Jumlah User Processing Gain Sampling Rate (Kecepatan Pencuplikan)
Bab I Pendahuluan 4 Kecepatan gerak user Jumlah Elemen Antena 5. Simulasi dilakukan dengan menggunakan algoritma LSDRMTCMA pada lingkungan kanal Rayleigh. 1.5. Metoda Penyelesaian Masalah Metodologi penelitian yang digunakan dalam Tuhas Akhir ini adalah: 1. Studi Literatur Mempelajari berbagai referensi tentang antena adaptif, power control, beamforming, algoritma adapatif buta, sistem CDMA, dan komputasi matriks. Diskusi dan konsultasi 2. Simulasi/Metodologi Eksperimental Simulasi dilakukan untuk merepresentasikan perbandingan kinerja antena susunan linier dan sirkular dalam bentuk grafik-grafik dan tabel sesuai dengan parameter yang digunakan. 1.6. Sistematika Penulisan BAB I BAB II BAB III : PENDAHULUAN Menjelaskan tentang permasalah dengan memperhatikan latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, pembatasan masalah serta sistematika pembahasan. : DASAR TEORI Menjelaskan konsep CDMA, Interferensi pada sistem CDMA, penerapan power control pada CDMA, konsep antena susunan adaptif, beamforming dan prinsip kerja algoritma LSDRMTCMA. : PEMODELAN SISTEM Membahas proses desain sistem dan pembuatan simulasi algoritma gabungan antara algoritma adaptif buta dengan kontrol daya.
Bab I Pendahuluan 5 BAB IV BAB V : ANALISA HASIL SIMULASI Membahas hasil simulasi sistem, meliputi kinerja beamforming dan kecepatan konvergensi dari penggabungan beamforming dengan power control baik menggunakan antena susunan linier ataupun sirkular. : KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari hasil simulasi serta saran-saran yang dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya.