BAB V HASIL SIMULASI DAN ANALISIS Pada bab ini akan ditampilkan hasil simulasi yang telah dilakukan penulis beserta pembahasannya. Simulasi dilakukan untuk membandingkan dan mempelajari berbagai model kanal SUI dan kinerjanya dalam berbagai kecepatan pengguna. Semua simulasi yang dilakukan menggunakan format modulasi OPSK dan menggunakan parameter-parameter yang ada pada bab sebelumnya. 5.1. Perbandingan Kinerja untuk Setiap Model Kanal SUI Masing-masing karakteristik dari setiap model kanal SUI menggambarkan karakteristik kanal yang mungkin digunakan dalam komunikasi wireless. Simulasi ini dilakukan untuk membandingkan berbagai model kanal SUI dengan karakteristik kanal yang berbeda-beda. 10 1 10 0 SUI-1 SUI-2 SUI-3 SUI-4 SUI-5 SUI-6 Gambar 5.1. Kurva terhadap SNR untuk Setiap Model Kanal SUI 45
Karakteristik multipath delay spread yang ada pada setiap model SUI menyebabkan bandwidth sinyal lebih besar dari bandwidth kanal (channel coherence bandwidth) sehingga terjadi frequency selective fading. Hal tersebut dapat dilihat dari gambar di atas, dimana nilai sangatlah besar dan tidak menunjukkan adanya perbaikan dengan penambahan SNR. Model kanal SUI-6 yang memiliki nilai RMS delay terbesar menunjukan kinerja terburuk dibandingkan dengan model kanal SUI lainnya. Karakteristik delay maksimum model kanal SUI-6, yaitu sebesar 20 μs dapat mencakup 112 simbol dengan perioda simbol sebesar 0.1786 μs.kanal wireless tersebut tidak dapat digunakan tanpa adanya proses lanjutan seperti proses ekualisasi. Pada simulasi berikutnya akan ditambahkan proses ekualisasi pada domain frekuensi. Proses ekualisasi tersebut dilakukan sebelum proses demodulasi sinyal. Jenis ekualiser yang digunakan adalah ekualiser adaptif linier dengan algoritma LMS (Least Mean Square). Jumlah tap delay ekualiser yang digunakan adalah 1 buah dan variabel step size sebesar 0.1. Jenis ekualisasi ini dipilih karena lebih sederhana dibandingkan teknik ekualisasi lain dan tidak membutuhkan informasi koefisian kanal secara keseluruhan. Informasi respon impuls kanal diperoleh dengan menggunakan 8 simbol awal dari setiap sub-carrier sebagai sinyal training dan simbol-simbol berikutnya dianggap linier terhadap sinyal training tersebut. Dari penambahan proses ekualisasi tersebut didapat kurva sebagai berikut. 46
10 0 SUI-1 SUI-2 SUI-3 SUI-4 SUI-5 SUI-5 Gambar 5.2. Kurva terhadap SNR untuk Setiap Model Kanal SUI dengan Proses Ekualisasi Dari gambar di atas terlihat bahwa dengan ekualiser pada domain frekuensi yang memiliki tingkat kompleksitas yang rendah dan hanya dengan menggunakan 1 tap, kinerja dapat meningkat secara signifikan. Dengan proses ekualisasi yang diterapkan pada setiap sub-carrier atau dalam domain frekuensi, frequency selective fading yang terjadi akibat multipath delay spread dapat terkompensasi dengan baik. Terlihat dari gambar di atas, model kanal SUI-4 sampai 6 yang tidak memiliki faktor K menujukkan performa yang lebih baik dibandingkan dengan model kanal SUI-2 dan SUI-3 yang memiliki faktor K. Hal tersebut diakibatkan koefisien kanal dengan karakteristik multipath delay spread yang lebih besar dianggap lebih linier dan mampu menggambarkan respon impuls kanal secara keseluruhan dibandingkan dengan kanal yang memiliki karakteristik multipath delay spread yang lebih kecil, sehingga proses ekualisasi dapat berjalan lebih baik. Hal tersebut dapat dilihat dari gambar respon impuls kanal berikut. 47
Gambar 5.3. Respon Impuls Model Kanal SUI-1 Gambar 5.4. Respon Impuls Model Kanal SUI-2 Gambar 5.5. Respon Impuls Model Kanal SUI-3 48
Gambar 5.6. Respon Impuls Model Kanal SUI-4 Gambar 5.6. Respon Impuls Model Kanal SUI-5 Gambar 5.8. Respon Impuls Model Kanal SUI-6 Dari gambar di atas dapat kita lihat bahwa model kanal dengan delay spread yang besar lebih terlihat linier terhadap respon impuls seluruh kanal dibandingkan dengan model kanal dengan delay spread kecil. Model kanal SUI-3 49
merupakan model kanal yang paling tidak terlihat linier dan kurang mampu mewakili seluruh respon impuls kanal. Model kanal SUI-6 merupakan model kanal yang paling terlihat linier dan mampu mewakili seluruh respon impuls kanal. 5.2. Perbandingan Kinerja Model Kanal SUI dengan Berbagai Tingkat Kecepatan Spesifikasi IEEE 802.16e atau dikenal dengan nama Mobile WiMAX dibuat sehingga pengguna yang sedang dalam dalam keadaan bergerak dapat menikmati layanan broadband access. Dari pejalan kaki sampai dengan pengguna yang berada pada kecepatan diharapkan dapat menikmati layanan yang disediakan oleh Mobile WiMAX. Simulasi ini dilakukan untuk membandingkan performa Mobile WiMAX dalam berbagai tingkat kecepatan pengguna. Seluruh percobaan ini menggunakan proses ekualisasi yang sama seperti pada simulasi sebelumnya. 10 0 Gambar 5.9. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-1 dengan Berbagai Kecepatan 50
10 0 Gambar 5.10. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-2 dengan Berbagai Kecepatan 10 0 Gambar 5.11. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-3 dengan Berbagai Kecepatan 51
10 0 Gambar 5.12. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-4 dengan Berbagai Kecepatan 10 0 Gambar 5.13. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-5 dengan Berbagai Kecepatan 52
10 0 AGWN Gambar 5.14. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-6 dengan Berbagai Kecepatan Dari keenam gambar, kinerja model kanl SUI-4, SUI-5, dan SUI-6 menunjukan kinerja yang baik sampai pada kecepatan, lain halnya dengan kinerja pada model kanal SUI-1, SUI-2, dan SUI-3. Hal tersebut terjadi karena efek doppler spread yang menyebabkan model kanal SUI-4, SUI-5, dan SUI-6 lebih lnier terhadap sinyal training. Pada kecepatan tinggi, kinerja model kanal SUI sangatlah buruk. Hal ini terjadi karena efek dari time varying channel karena kecepatan dari pengguna Dalam hal ini ekualisasi pada domain frekuensi tidak dapat bekerja dengan baik. Berikutnya akan dilakukan simulasi dengan tambahan proses ekualisasi pada domain waktu sebelum dilakukan proses ekualisasi pada domain frekuensi. Jenis ekualiser yang digunakan sama dengan ekualiser yang digunakan pada domain frekuensi dengan perubahan jumlah sinyal training menjadi 20 simbol. Proses ekualisasi dilakukan pada model kanal SUI-6 dan didapat hasil seperti berikut. 53
10 0, FEQ+TEQ, FEQ+TEQ, FEQ, FEQ 0 2 4 6 8 10 12 14 Gambar 5.15. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-6 berkecepatan rendah dengan Ekualiser pada Domain Waktu 10 0, FEQ+TEQ, FEQ+TEQ, FEQ+TEQ, FEQ, FEQ, FEQ Gambar 5.16. Kurva terhadap SNR Model Kanal SUI-6 berkecepatan tinggi dengan Ekualiser pada Domain Waktu 54
Pada pengguna dengan kecepatan rendah, penambahan frekuensi pada domain waktu (TEQ) tidak berpengaruh banyak pada kinerja kanal. Perbedaan hanya terjadi pada saat SNR kecil, hal tersebut merupakan akibat dari pengurangan jumlah simbol data karena penambahan jumlah sinyal training untuk proses ekualisasi pada domain waktu. Pada pengguna kecepatan tinggi kinerja kanal mengalami perbaikan. Kinerja ekualiser semangkin meningkat seiring dengan bertambahnnya kecepatan. Hal tersebut menunjukkan fungsi ekualisasi pada domain waktu adalah untuk mengatasi efek dari time varying channel karena kecepatan pengguna. Peningkatan yang terjadi tidaklah signifikan, hal tersebut menjelaskan bahwa penurunan kinerja terhadap peningkatan kecepatan lebih disebabkan karena distirsi sinyal sebagai efek dari flat fading dan slow fading. Masalah tersebut dapat diatasi dengan penggunaan teknik diversitas, error control, dan power control. 55