ABSTRAK Direct Sequence - code Division Multiple Acces (DS-CDMA) merupakan teknik CDMA yang berbasis teknik Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS). DS-CDMA adalah salah satu teknik akses spread spectrum yang mempunyai kelebihan kebal terhadap interferensi dan jamming. Pada DS-CDMA, Sejumlah user dapat menggunakan lebar pita frekuensi yang sama dalam waktu yang bersamaan. Kanal tiap user dibedakan oleh kode unik (Kode penebar) yang digunakan untuk menyebarkan daya sinyal informasi pada bandwidth yang jauh lebih lebar dibandingkan sinyal informasi. Kode unik tersebut dihasilkan oleh generator kode antara sisi pengirim dan penerima. Pada Tugas akhir ini akan dilakukan studi komparasi unjuk kinerja sistem MIMO CDMA dengan Kode penebar yang berbeda pada kanal fading rayleigh melalui simulasi. Pertama akan dibandingkan unjuk kerja kode penebar Walsh pada sistem SISO Dengan MIMO CDMA dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 8. Kedua bagaimana pengaruh kode penebar berbeda pada nilai Spreading Factor yg hampir sama dengan sistem MIMO CDMA dengan jumlah 1 user yaitu kode penebar walsh, PN dan Gold Spreading Factor = 4, 3 3. kode penebar walsh, PN dan Gold Spreading Factor = 8, 7, 7 dan terakhir kode penebar walsh, PN dan Gold Spreading Factor = 16, 15, 15. Ketiga bagaimana pengaruh unjuk kerja kode penebar yang sama pada nilai Spreading Factor yg berbeda dengan sistem MIMO CDMA dengan jumlah 1 user. yaitu kode penebar walsh Spreading Factor = 4, 8, 16. kode penebar PN Spreading Factor = 3, 7, 15 dan terakhir kode Gold Spreading Factor = 3, 7, 15. Tolak ukur keberhasilan sistem diamati berdasarkan nilai BER. Dari nilai variabel tabel hasil simulasi unjuk kerja kode penebar Walsh pada sistem SISO Dengan MIMO CDMA dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 8 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 4 db nilai BER SISO sebesar 0.0507 dan nilai BER MIMO sebesar 0.0391. Sehingga pada SNR mulai dari 4 db keatas kinerja MIMO CDMA lebih baik daripada SISO, ini diakibatkan terjadi penambahan antenna pada sisi penerima 2Tx dan 2 Rx dan dipengaruhi juga oleh nilai laju Bit Error Rate (BER) yang berbanding terbalik dengan nilai laju Signal Noise to Ratio ( SNR). Dari nilai variabel tabel hasil simulasi bagaimana pengaruh kode penebar berbeda pada pada nilai Spreading Factor yg hampir sama dengan sistem MIMO CDMA dengan jumlah 1 user yaitu kode penebar walsh, PN dan Gold Spreading Factor = 4, 3 3. kode penebar walsh, PN dan Gold Spreading Factor = 8, 7, 7 dan terakhir kode penebar walsh, PN dan Gold Spreading Factor = 16, 15, 15. Untuk Spreading Factor = 4, 3, 3 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 4 db keatas nilai BER = 0, 0.0001, 0. Untuk Spreading Factor = 8, 7, 7 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 8 db keatas nilai BER = 0.0024,0.0023, 0.0025. Untuk Spreading Factor = 16, 15, 15 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 9 db keatas nilai BER = 0.0006, 0.0007, 0.0007. Sehingga dengan menggunakan kode penebar Walsh, PN dan Gold untuk Spreading Factor = 4, 3 3. dan = 8, 7, 7. kode PN lebih baik
dibandingkan kode penebar lainnya, ini diakibatkan kode PN dengan spreading factor 3 mempunyai 1 M -sequence (preference pairs) atau satu shift register dan untuk Spreading Factor = 16, 15, 15. Kode walsh lebih baik ini diakibatkan karena kode ini saling orthogonal satu sama lain. Semua ini dipengaruhi oleh nilai laju Bit Error Rate (BER) yang berbanding terbalik dengan nilai laju Signal Noise to Ratio ( SNR). Dari nilai variabel tabel hasil simulasi bagaimana pengaruh kode penebar berbeda pada pada nilai Spreading Factor yg berbeda dengan sistem MIMO CDMA dengan jumlah 1 user yaitu kode penebar walsh Spreading Factor = 4, 8, 16. kode penebar PN Spreading Factor = 3, 7, 15 dan terakhir kode penebar Gold Spreading Factor = 3,7,15 Untuk kode walsh Spreading Factor = 4, 8, 16 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 9 db keatas nilai BER = 0.0012, 0.0009, 0.0006. Untuk kode PN Spreading Factor = 3, 7, 15 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 10 db keatas nilai BER = 0.0005, 0.0003, 0.0002. Untuk kode Gold Spreading Factor = 3, 7, 15 terjadi nilai perubahan signifikan ketika SNR mulai dari 9 db keatas nilai BER = 0.0015, 0.0008, 0.0007. untuk kode walsh, PN dan gold dengan menggunakan spreading factor 15 lebih baik unjuk kerja dibandingkan kode penebar lainnya, karena semakin panjang nilai spreading factor maka kinerja semakin baik dan dipengaruhi juga oleh nilai laju Bit Error Rate (BER) yang berbanding terbalik dengan nilai laju Signal Noise to Ratio ( SNR). Kata kunci : Spread spectrum, MIMO, kode penebar vii
ABSTRACT Direct Sequence- Code Division Multiple Acces (DS-CDMA) are one of CDMA technique that based on Direct Sequence Spread Spectrum (DS-SS), DS- CDMA is one of the technique access spread spectrum that has immunity throught out interference and jamming. On DS-CDMA, several user can be used in wide frequency band on the same time.on each canal that used every user has an unique code (spreading code) that are used for spreading the wide signal information on a bandwidth more wider that the information signal. Every unique code result on the code generator every transmiter and receiver. On this last assignment we will used a study comparison for the performance MIMO CDMA system on every different spreading code on rayleigh fading with a simulation. First we will compare walsh spreading code performance on a SISO System with a MIMO-CDMA System on 1 user for spreading factor = 8.Second, How s the influence on different spreading codes on a same value Spreading Factor that almost the same with MIMO CDMA System only 1 user. walsh, PN and Gold spreading code on Spreading factor = 4, 3, 3. walsh, PN and Gold spreading code on Spreading factor = 8, 7, 7 And last. walsh, PN and Gold spreading code on Spreading factor = 16, 15, 15. Third, How s the influence on same spreading codes on a different value Spreading Factor with MIMO CDMA System only 1 user. walsh on Spreading factor = 4, 8, 16, PN spreading code on Spreading factor = 3, 7, 15 And last Gold spreading code on Spreading factor =3, 7, 15. The succes of system can be observed based on a BER value. From a table variable number the result of the simulation on SISO with a MIMO CDMA on 1 user for spreading factor = 8 happens a significant number of change when SNR began at 4dB and the number BER SISO 0.0507 and number BER MIMO 0.0391. And the result SNR start from 4dB higher, the result said that the performance MIMO CDMA is better than SISO. Because the antenna has been added on Transceiver 2Tx and Receiver 2Rx and this is also influenced by the number of Bit Error Rate ( BER) thats is inverted with the number of Signal Noise to Ratio (SNR). From a table variable number the result of the simulation on How s the influence on same spreading codes on a same value Spreading Factor that almost the same with MIMO CDMA System only 1 user. For walsh,pn and Gold code on Spreading factor = 4, 3, 3 happens a significant number of change when SNR began at 4 db and the number BER = 0, 0.0001, 0 For Spreading factor = 8, 7, 7 happens a significant number of change when SNR began at 8 db and the number BER = 0.0024, 0.0023, 0.0025. For Spreading factor = 16, 15, 15 happens a significant number of change when SNR began at 9 db and the number BER = 0.0006, 0.0007, 0.0007. So, with the used of walsh, PN and gold code for spreading Factor 4,3,3 and 8, 7, 7 in result PN code with spreading factor 3 had 1 M sequence (preference pairs) or one shift register and for spreading factor = 16,15,15. Walsh code is much better because the code is orthogonal to each other. 88
All of this are influence by the Bit Error Rate (BER) that is inverted than the Signal Noise To Ratio ( SNR). From a table variable number the result of the simulation on How s the influence on different spreading codes on a same value Spreading Factor that almost the same with MIMO CDMA System only 1 user. For walsh code spreading factor = 4, 8, 16 happens a significant number of change when SNR began at 9 db and the number BER = 0.00012 0.0009, 0.0006 For PN code Spreading factor = 3, 7, 15 happens a significant number of change when SNR began at 10 db and the number BER = 0.0005, 0.0003, 0.0002. For Gold code Spreading factor = 3,7, 15 happens a significant number of change when SNR began at 10 db and the number BER = 0.0015, 0.0008, 0.0007. For walsh, PN and Gold code using spreading factor 15 is much better than the other code. Because the more length value the spreading factor, the performance are much better and this is influence by the Bit Error Rate (BER) that is inverted than the Signal Noise To Ratio ( SNR). Keywords : Spread Spectrum, MIMO, spreading code 9
DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM... i LEMBAR PERNYATAAN ORISINILITAS... ii LEMBAR PERSYARATAN GELAR... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv LEMBAR UCAPAN TERIMA KASIH... v ABSTRAK (Indonesia dan Inggris)... vi DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv BAB I 1.1 PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penelitian... 3 1.4 Manfaat Penelitian... 3 1.5 Batasan Masalah... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir... 6 2.2 Tinjauan Pustaka... 6 2.2.1 Sistem CDMA... 6 2.2.2 Spread Spectrum... 7 2.2.2.1 Kode Pseudo Random Noise (PN)... 8 2.2.2.2 Kode Gold... 8 2.2.2.3 Kode walsh... 9 2.2.3 Auto Correlation Function... 10 2.2.4 Cross Correlation Function... 11 2.2.5 Diversitas (diversity)... 11 1
2.2.5.1 Diversitas ruang (space diversity)... 12 2.2.5.2 Diversitas pemancar (transmit diversity)... 12 2.2.5.2.1 Skema transmit diversity dua cabang pemancar dengan dua penerima... 13 2.2.5.2.2 Sinyal yang diterima... 14 2.2.5.2.3 Sinyal combiner... 14 2.2.5.2.4 Maximun likehood detector... 15 2.2.6 Modulasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)... 15 2.2.7 Distribusi Rayleigh... 16 2.2.8 Additive White Gaussian Noise (AWGN)... 18 2.2.9 Parameter Unjuk Kerja Sistem... 20 2.2.9.1 Bit Error Rate (BER)... 20 2.2.9.2 Symbol Error Rate (SER)... 20 2.2.9.3 Signal to Noise Ratio (SNR)... 20 2.2.10 Software Simulasi Matlab... 21 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian... 22 3.2 Data... 22 3.2.1 Bentuk Data... 22 3.2.2 Jenis Data... 22 3.3 Analisis Data... 22 3.3.1 Alur Analisis untuk unjuk kerja walsh SISO CDMA dengan MIMO CDMA dengan spreading code yang berbeda untuk Spreading Factor = 8... 23 3.3.2 Alur Analisis untuk unjuk kerja MIMO CDMA dengan kode penebar yang berbeda untuk Spreading Factor = 3 (PN dan Gold),4 (Walsh)... 26 3.3.3 Alur Analisis untuk Unjuk Kerja MIMO CDMA dengan kode penebar yang berbeda untuk Spreading Factor = 7 (PN dan Gold),8 (Walsh)... 28 1
3.3.4 Alur Analisis untuk Unjuk Kerja MIMO CDMA dengan kode penebar yang berbeda untuk Spreading Factor = 15 (PN dan Gold),16 (Walsh) )... 30 3.3.5 Alur Analisis untuk Unjuk Kerja MIMO CDMA dengan kode penebar walsh untuk Spreading Factor = 4, 8 dan 16... 33 3.3.6 Alur Analisis untuk Unjuk Kerja MIMO CDMA dengan kode penebar PN untuk Spreading Factor = 3, 7 dan 15... 35 3.3.7 Alur Analisis untuk Unjuk Kerja MIMO CDMA dengan kode penebar Gold untuk Spreading Factor = 3, 7 dan 15... 37 3.4 Diagram alir analisis... 39 3.5 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan... 40 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Tinjauan umum... 41 4.2 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Walsh Pada Sistem SISO CDMA dengan MIMO CDMA untuk Spreading Factor = 8... 43 4.3 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Kode PN, Gold dan Walsh Pada sistem MIMO CDMA Dengan Jumlah 1 user Untuk Spreading Factor = 3 (Kode PN dan Gold) dan Spreading Factor = 4 (Kode Walsh).... 49 4.4 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Kode PN, Gold dan Walsh Pada sistem MIMO CDMA Dengan Jumlah 1 user Untuk Spreading Factor = 7 (Kode PN dan Gold) dan Spreading Factor = 8 (Kode Walsh).... 53 4.5 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Kode PN, Gold dan Walsh Pada sistem MIMO CDMA Dengan Jumlah 1 user Untuk Spreading Factor = 15 (Kode PN dan Gold) dan Spreading Factor = 16 (Kode Walsh).... 57 xii
4.6 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Kode Walsh sistem MIMO CDMA Dengan Jumlah 1 user Untuk Spreading Factor = 4, 8 dan 16... 61 4.7 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Kode PN Pada sistem MIMO CDMA Dengan Jumlah 1 user Untuk Spreading Factor = 3, 7 dan 15... 65 4.8 Analisa Hasil Simulasi Unjuk kerja Kode Gold Pada sistem MIMO CDMA Dengan Jumlah 1 user Untuk Spreading Factor = 3,7 dan 15... 69 BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan... 73 5.2 Saran... 74 DAFTAR PUSTAKA 131
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Notasi kanal... 13 Tabel 2.2 Notasi sinyal... 14 Tabel 2.3 Kemungkinan keadaan pada QPSK... 15 Tabel 3.1 Parameter simulasi alur analisis 1... 25 Tabel 3.2 Parameter simulasi alur analisis 2... 27 Tabel 3.3 Parameter simulasi alur analisis 3... 29 Tabel 3.4 Parameter simulasi alur analisis 4... 31 Tabel 3.5 Parameter simulasi alur analisis 5... 33 Tabel 3.6 Parameter simulasi alur analisis 6... 35 Tabel 3.7 Parameter simulasi alur analisis 7... 37 Tabel 3.8 Parameter simulasi alur analisis 8... 39 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Perhitungan Rata-rata BER Unjuk kerja Walsh pada sistem SISO dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 8 dengan SNR dari 0 db, 1 db, 2 db sampai maksimum sebesar 20 db dengan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem... 48 Perhitungan Rata-rata BER Unjuk kerja Walsh pada sistem MIMO dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 8 dengan SNR dari 0 1dB, 1 db, 2 db sampai maksimum sebesar 20 db dengan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem... 49 Tabel 4.3 Perhitungan Selisih Ratio prosentase alur grafik Walsh pada sistem SISO dengan MIMO CDMA dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 8 dengan SNR dari 0 db, 1 db, 2 db sampai maksimum sebesar 20 db dengan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem... 50 Tabel 4.4 Grafik unjuk kerja Kode Walsh pada sistem MIMO CDMA dengan Spreading factor= 4, PN dengan Spreading factor = 3 dan Gold dengan Spreading Factor = 3 untuk 1 user dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...54 14
Tabel 4.5 Grafik unjuk kerja Kode Walsh pada sistem MIMO CDMA dengan Spreading factor = 8, PN dengan Spreading factor = 7 dan Gold dengan Spreading Factor = 7 untuk 1 user dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...58 Tabel 4.6 Grafik unjuk kerja Kode Walsh dengan Spreading factor = 16, PN dengan Spreading factor = 15 dan Gold dengan 1 user untuk Spreading Factor = 15 pada sistem MIMO CDMA dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...62 Tabel 4.7 Grafik unjuk kerja Kode Walsh untuk Spreading factor = 4, 8 dan 16 pada system MIMO CDMA dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db... 66 Tabel 4.8 Grafik unjuk kerja Kode PN dengan Spreading factor = 3,7 dan 15 dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...70 Tabel 4.9 Grafik unjuk kerja Kode Gold dengan Spreading factor = 3,7 dan 15 dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...74 15
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Proses pentransmisian sinyal informasi pada sistem Spread Spectrum... 7 Gambar 2.2 kode gold dengan dua shift register... 9 Gambar 2.3 Matriks hadamard... 10 Gambar 2.4 Transmit diversity... 12 Gambar 2.5 Skema baru dengan dua antena pengirim dan dua antena penerima... 13 Gambar 2.6 Diagram konstelasi modulasi QPSK... 16 Gambar 2.7 Distribusi Rayleigh vektor r... 17 Gambar 2.8 Fungsi kerapatan probabilitas Rayleigh... 17 Gambar 2.9 Karakteristik Amplitude pada kanal rayleigh fading... 18 Gambar 2.10 Pemodelan kanal AWGN... 18 Gambar 3.1 Blok diagram sistem SISO CDMA dengan menggunakan kode penebar walsh untuk Spreading Factor 8 dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..... 24 Gambar 3.2 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar walsh untuk Spreading Factor 8 dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..... 25 Gambar 3.3 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar yang berbeda-beda untuk Spreading Factor 3 ( PN dan Gold ), 4 ( Walsh ) dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..27 Gambar 3.4 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar yang berbeda-beda untuk Spreading Factor 7 ( PN dan Gold ), 8 ( Walsh ) dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..29 Gambar 3.5 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar yang berbeda-beda untuk Spreading Factor 15 ( PN dan Gold ), 4 ( Walsh ) dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..31 16
Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar walsh untuk Spreading Factor = 4,8,16 dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..... 34 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar PN untuk Spreading Factor = 3,7,15 dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..... 36 Blok diagram sistem MIMO CDMA dengan menggunakan kode penebar Gold untuk Spreading Factor = 3,7,15 dan BER sebagai acuan unjuk kerja sistem..... 38 Gambar 3.9 Diagram alir analisis..... 39 Gambar 4.1 Grafik unjuk kerja Kode Walsh dengan 1 user pada sistem SISO CDMA dengan MIMO CDMA untuk Spreading Factor = 8 dan SNR dari 0 db, 1dB dan maksimum sebesar 20 db...46 Gambar 4.2 Grafik unjuk kerja Kode Walsh pada sistem MIMO CDMA dengan Spreading factor = 4, PN dengan Spreading factor = 3 dan Gold dengan 1user untuk Spreading Factor = 3 dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...52 Gambar 4.3 Grafik unjuk kerja Kode Walsh dengan Spreading factor = 8, PN dengan Spreading factor = 7 dan Gold dengan 1 user untuk Spreading Factor = 7 dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...56 Gambar 4.4 Grafik unjuk kerja Kode Walsh dengan Spreading factor = 16, PN dengan Spreading factor = 15 dan Gold dengan 1user untuk Spreading Factor = 15 dan SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...60 Gambar 4.5 Grafik Unjuk kerja Kode Walsh padasistem MIMO CDMA dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 4, 8, 16 SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 Gambar 4.6 Gambar 4.7 db...64 Grafik Unjuk kerja Kode PN pada sistem CDMA MIMO dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 3, 7, 15 SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 2 db...68 Grafik Unjuk kerja Kode Gold pada sistem MIMO CDMA dengan jumlah 1 user untuk Spreading Factor = 3, 7, 15 SNR dari 0 db, 1 db dan maksimum sebesar 20 db...72 17
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang. Perkembangan teknologi telekomunikasi di jaman modern khususnya di bidang teknologi seluler, saat ini berkembang seiring dengan bertambahnya user dalam mengirim danm menerima informasi baik untuk layanan voice, data maupun video streaming. Hal ini sesuai dengan kemajuan teknologi yang sedang maju dengan pesat serta pengaruh era globalisasi dan arus informasi yang sangat diperlukan oleh masyarakat modern. Perkembangan teknologi radio seluler mulai dari teknologi analog yang digunakan pada generasi pertama (1G) kemudian berkembang ke teknologi digital pada generasi kedua (2G), generasi ke tiga (3G) dan saat ini telah memasuki era generasi keempat (4G). Salah satu teknologi telekommunikasi generasi kedua (2G) yang sedang diimplementasikan, CDMA. Code division Multiple Access (CDMA) merupakan sebuah bentuk pemultipleksan dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal dengan mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang dan menggunakan sifat sifat interferensi konstruktif dari kode kode khusus itu untuk melakukan pemultipleksan. CDMA banyak digunakan sebagai metode akses standard komunikasi Perambatan gelombang radio antara pemancar dan penerima akan melalui berbagai lintasan yang berbeda, hal ini disebabkan oleh berbagai kondisi lingkungan seperti tekstur tanah, dan bangunan. Dengan adanya lintasan yang berbeda-beda mengakibatkan terjadinya refleksi (pantulan), hamburan, dan difraksi pada sinyal yang sering disebut sebagai fading. Fading dapat menimbulkan terjadinya perubahan terhadap fase, polarisasi dan atau level dari suatu sinyal, sehingga hal ini dapat menyebabkan adanya penurunan kualitas, kinerja maupun kapasitas dari suatu sistem komunikasi. Secara garis besar, untuk menjelaskan bentuk selubung sinyal pada kanal flat fading digunakan distribusi Rayleigh. Meningkatkan kinerja maupun mengurangi efek fading pada kanal komunikasi merupakan suatu keharusan dalam pelayanan telekomunikasi, salah 1
satunya dilakukan dengan teknik diversitas atau sering disebut diversity. Diversitas merupakan metode dalam mengirimkan informasi dengan menggunakan beberapa sinyal melalui jalur-jalur yang jamak Dalam penerapannya teknik diversitas dapat dilakukan dengan dua teknik yaitu diversitas pemancar (t ransmit diversity) dan diversitas penerima ( receive diversity). Pada diversitas pemancar, metode diversitas diterapkan pada sisi pemancar sedangkan diversitas penerima metode diversitas diterapkan pada sisi penerima. Kedua teknik tersebut dapat meningkatkan kinerja dari sistem komunikasi tetapi pada diversitas penerima memiliki beberapa kendala diantaranya dimana untuk downlink (dari base station ke user) sangat sulit untuk menempatkan lebih dari dua antena pada alat portabel user yang kecil dan dengan menggunakan multi antena penerima akan memerlukan beberapa konverter frekuensi radio yang hasilnya akan memproses sejumlah power lagi, hal ini sangat dibatasi untuk mobile user. Diversitas Pemancar digunakan karena untuk downlink sangat mudah menempatkan multi-antena pemancar pada base station dan menyediakan daya tambahan untuk multi-transmisi. Diversitas Pemancar dapat mengurangi daya yang diperlukan receiver sehingga menghasilkan struktur sistem yang lebih sederhana. Diversitas ini di kenal dengan sistem MIMO ( Multiple-Input Multiple-Output). Sistem ini menggunakan lebih dari satu antena pengirim dan antena penerima.hal tersebut bertujuan untuk menjadikan sinyal pantulan sebagai penguat sinyal utama sehingga saling mendukung atau tidak saling menghilangkan Berdasarkan penelitian dari jurnal yang berjudul Performance Analysis Of MIMO-CDMA System (Ngajikin, N., Nik Abdul Malik, N.N. ; Esa,M.R.M.;Idrus,S.M. 2006). Simulasi dengan jumlah antena yang berbeda baik antena yang mengirimkan dan menerima (2Tx2Rx) serta empat mengirimkan dan empat menerima (4Tx4Rx). Spesifikasi sistem didasarkan pada aplikasi voice. Hasil simulasi menunjukkan bahwa MIMO-CDMA (2Tx2Rx) meningkat sebesar 43% dari BER dan MIMO-CDMA (4Tx4Rx) meningkat sebesar 63% dari kinerja BER dibandingkan dengan CDMA konvensional. 2
1.2 RumusanMasalah. Berdasarkan latar belakang dalam tugas akhir ini maka akan dirumuskan permasalahan yang meliputi: 1. Bagaimana unjuk kerja sistem SISO dan MIMO-CDMA pada kode penebar Walsh? 2. Bagaimana pengaruh kode penebar (spreading code) pada sistem MIMO- CDMA? 1.3 Tujuan Penelitian. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat bagaimana perbandingan sistem SISO dengan MIMO-CDMA kode walsh SF=8 dan performansi dari sistem CDMA-MIMO menggunakan kode penebar yang berbeda dengan modulasi QPSK pada kanal fading yang terdistribusi secara Rayleigh atau flat fading berdasarkan parameter BER (bit-error-rate) dan SNR (signal-to-noiseratio). 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah untuk melihat kinerja SNR terhadap BER pada sistem SISO- CDMA dan MIMO-CDMA kode penebar 1.5 Batasan Masalah. Batasan masalah yang dipakai dalam tugas akhir ini adalah : 1. Bahasa pemrograman yang dipergunakan adalah Bahasa Pemrograman MATLAB version R2014a. 2. Algoritma MIMO yang digunakan STBC. 3. Pengamatan performansi dari sistem, menggunakan modulasi QPSK. 4. Tidak membahas masalah sinkronisasi di penerima. 5. Target SNR yang digunakan 0 s/d 20 db. 6. Jumlah data bit yang dibangkitkan digunakan 1.200.000. 3
7. Analisa yang dilakukan pada kondisi single User. 8. Pemodelan kanal yang digunakan diwakili oleh dua kondisi, multipath fading terdistribusi rayleigh dan noise yang terdistribusi normal gaussian atau AWGN. 9. Tidak ada korelasi antara antena satu dengan yang lain pada sisi penerima (receiver) dan sisi pengirim (transmitter). 10. Kode penebar digunakan CDMA adalah kode Pseudo Noise (PN), gold dan walsh. 11. Jumlah antena yang digunakan 2 Pemancar (Tx) dan 2 Penerima (Rx) 1.6 Sistematika Penulisan. Adapun sistematika penulisan dalam tugas akhir ini dapat dibagi dalam beberapa bab sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN. Memuat tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan batasan masalah BAB II KAJIAN PUSTAKA. Memuat tentang kajian sistem MIMO yang diintegrasikan CDMA untuk sistem komunikasi nirkabel Jenis-jenis kode penebar, modulasi QPSK pada sistem CDMA-MIMO, multipath fading terdistribusi rayleigh dan noise yang terdistribusi normal Gaussian atau AWGN. BAB III METODE PENELITIAN Pada bab ini memuat tentang empat dan waktu penelitian, data dibagi dalam bentuk data dan sumber data, metode análisis berisi tentang diagram blok sistem CDMA dan MIMO, Pemodelan dan Perencanaan parameter simulasi kanal sistem CDMA MIMO serta alur analisis. BAB IV ANALISA DAN HASIL SIMULASI 4
Pada bab ini memuat tentang tinjauan umum berisi untuk alur analisis menggunakan sistem MIMO CDMA kode penebar walsh, untuk alur analisis menggunakan sistem MIMO CDMA kode penebar PN, Untuk alur analisis menggunakan Sistem MIMO CDMA kode penebar gold kemudian analisa hasil simulasi unjuk kerja Walsh pada sistem SISO CDMA dengan MIMO CDMA untuk Spreading Factor = 8, analisa hasil simulasi unjuk kerja Walsh pada sistem SISO CDMA dengan MIMO CDMA untuk Spreading Factor = 3 (Kode PN dan Gold) dan Spreading Factor = 4 (Kode Walsh), analisa hasil simulasi unjuk kerja Walsh pada sistem SISO CDMA dengan MIMO CDMA untuk Spreading Factor = 7 (Kode PN dan Gold) dan Spreading Factor = 8 (Kode Walsh), analisa hasil simulasi unjuk kerja Walsh pada sistem SISO CDMA dengan MIMO CDMA untuk Spreading Factor = 15 (Kode PN dan Gold) dan Spreading Factor = 16 (Kode Walsh), analisa hasil Simulasi unjuk kerja kode Walsh pada sistem MIMO CDMA dengan jumlah user = 1 user untuk Spreading Factor = 4, 8, dan 16 serta nilai SNR yang divariasikan dari 0 sampai dengan 20 db dengan interval 1 db, analisa hasil simulasi unjuk kerja Kode Walsh pada sistem MIMO CDMA dengan jumlah user = 1 user untuk Spreading Factor = 4, 8, dan 16 serta nilai SNR yang divariasikan dari 0 sampai dengan 20 db dengan interval 1 db, analisa hasil simulasi unjuk kerja Kode PN pada sistem MIMO CDMA dengan jumlah user = 1 user untuk Spreading Factor = 3, 7, dan 15 serta nilai SNR yang divariasikan dari 0 sampai dengan 20 db dengan interval 1 db. analisa hasil simulasi unjuk kerja Kode Gold pada sistem MIMO CDMA dengan jumlah user = 1 user untuk Spreading Factor = 3, 7, dan 15 serta nilai SNR yang divariasikan dari 0 sampai dengan 20 db dengan interval 1 db. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini memuat tentang kesimpulan dan saran 5
6