Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
Untuk memisahkan N sinyal yang ditransmisikan secara simultan pada receiver, beberapa space time coding STC dan teknik space division
multiplexing SDM telah dikembangkan. STC memperkenalkan korelasi spasiotemporal diantara sinyal yang ditansmisikan untuk perbaikan dan proteksi
informasi, sementara tujuan dari SDM adalah meningkatkan rate atau kecepatan data.
3.2 Tinjauan V-BLAST
BLAST untuk Bell Layerd Space Time dan V untuk Vertikal berhubungan dengan struktur blocking. V-BLAST adalah teknik komunikasi nirkabel yang
menggunakan antena multi elemen pada transmitter dan receiver. V_BLAST Ini adalah pendekatan efisiensi bandwidth luar biasa untuk jaringan nirkabel. Kisaran
efisiensi spektrumnya dari 20 – 40 bpsHz sementara efisiensi teknik komunikasi nirkabel tradisional dari 1 - 5 bps Hz hingga 10 – 12 bpsHz
[4]
. Dalam sistem nirkabel gelombang radio tidak merambat dari antena
pemancar ke antena penerima, tetapi ada objek acak dalam lingkungan. Penyebaran ini diketahui sebagai multipath seperti sinyal transmisi yang sama,
sistem nirkabel konvensional, multipath menunjukkan gangguan yang signifikan untuk transmisi akurat, misalnya adanya data yang tiba di receiver pada waktu
yang berbeda dan dengan demikian mengalami interferensi secara destruktif membatalkan data-data yang lainnya. Untuk itu, multipath dianggap sebagai
gangguan serius. Dengan menggunakan pendekatan V-BLAST memungkinkan untuk
mengeksploitasi multipath untuk menggunakan karakteristik penyebaran dari area
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
perambatan. Untuk bandwidth kanal 30 kHz, kecepatan data berksiar 0.5 Mbps hingga 1 Mbps sementara kecepatan teknik tradisional hanya 50 kbps.
Perbandingan di atas memeperlihatkan bagaimana V-BLAST dapat digunakan untuk jaringan komunikasi nirkabel kecepatan tinggi.
[4]
3.3 Arsitektur Sistem V-BLAST
Dalam V-BLAST aliran data pemakai tunggal dibagi ke dalam sub stream multi dan menggunakan antena pemancar untuk peluncuran simultan dari
sub stream paralel. Semua sub stream ini ditransmisikan dalam band frekwensi yang sama sehingga spektrum yang digunakan dengan sangat efisien. Karena data
pemakai dapat dikirimkan dalam kondisi paralel untuk antena multi, kecepatan transmisi ditingkatkan dalam proporsi dari jumlah antena transmisi yang
digunakan. Dalam sistem ini, jumlah receiver lebih besar dari jumlah transmitter. Sub stream ditransmisikan adalah bebas satu dengan yang lain. Transmitter
individu diberikan skala 1M. sehingga total power masih tetap konstan dari jumlah transmitter M. Gambar 3.1 menunjukkan arsitektur sistem V-BLAST
[1]
.
Gambar 3.1. Arsitektur sistem V-BLAST
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
Dari gambar 3.1 dapat dijelaskan bahwa daya yang dikeluarkan oleh setiap pemancar sebanding dengan 1M sehingga daya total yang diradiasikan adalah M
dan bernilai konstan. Blok diagram sistem V-BLAST dengan jumlah pemancar M,
jumlah penerima N dan vektor simbol a = [a
1
,a
2
,a
3
,a
M
]
T
. Untuk kesederhanan analisa system, maka kanal diasumsikan flat fading
dan fungsi transfer kanal matrik dinyatakan dengan H
NXM
, dimana komponen matrik h
nm
merupakan fungsi transfer dari pemancar m ke penerima n. Penerima dari 1 sampai N penerima dengan demodulasi QAM biasa dan
bekerja secara co chanel. Setiap penerima akan menerima sinyal yang diradiasi dari seluruh M pemancar.
3.3.1 Sistem Vektor dan Skalar
Dalam sistem skalar tradisional, jumlah pemancar M adalah 1 dan dalam bilangan sistem vektor transmitter lebih besar dari 1 dan jumlah penerima
N adalah selalu lebih besar dibandingkan jumlah pemancar M. Dalam sistem skalar, daya yang ditransmisikan oleh transmitter adalah P watt, masing-masing
dengan sinyal receiver untuk rasio kebisingan adalah S dan bandwidth adalah W Hz. Perbandingan antara sistem skalar dan vektor dapa dilihat pada Gambar 3.2.
Dengan mengabaikan statistik fading dan mempertimbangkan antena, kapasitas dan efisiensi spektral dari sistem skalar diberikan oleh :
C = W log
2
NS 3.1
E = log
2
NS 3.2
Dimana C dan E hanya bertambah secara logaritma dengan N
[7]
.
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
Gambar 3.2. Perbandingan sistem skalar dengan sistem vektor
Untuk sistem vektor, mengasumsikan sinyal dari setiap transmitter dapat dihasilkan dan dideteksi tanpa kondisi kebisingan maka kapasitas dan efisiensi
spektral diberikan oleh : C = MW log
2
N. SM
3.3 C
≥ MW log
2
S untuk N ≥M
3.4 E
≥ M log
2
S 3.5
Dimana dalam kasus ini, C dan E bergerak secara liner dengan M. Dalam praktek sesungguhnya, terdapat kebisingan yang tergantung
pada propagasi lingkungan dan pendekatan pemrosesan sinyal receiver. Oleh karena itu, kapasitas canel dapat dinyatakan dengan Persamaan 3.6.
S f
W C
i M
i 2
1
log
∑
=
≈ 3.6
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
Dimana faktor degradasi untuk SNR kisasadalah 0 ≤fi1. Untuk M dan S yang
besar dan untuk fading Rayleight, faktor degradasi SNR fi adalah sama dengan 1e dimana e = 2.718
3.4 Model Sistem V-BLAST
Untuk sistem V-BLAST dengan antena transmisi M dan antena penerimaan N dengan N
≥ M, Modelnya seperti terlihat pada Gambar 3.3. Pada transmitter, stream bit tunggal de-multipleksing ke dalam M sub-stream, dan
setiap sub stream yang dipetakan pada simbol oleh konstelasi yang sama kemudian dikirimkan ke antena transmitter. Sehingga, pada setiap waktu simbol t,
vektor sinyal yang ditansmisikan dengan ukuran M,
T t
M t
t
S S
S ]
,... [
1
= dikirim
kepada receiver
[7]
.
Gambar 3.3. Model Dasar V_BLAST
Setiap urutan waktu
{ }
M j
S
j t
,..., 2
, 1
, =
yang dirujuk untuk layer. Pada penerima, sinyal
t i
r diterima oleh antena pada waktu t adalah gangguan dari superposisi sinyal transmisi M yang rusak akibat kebisingan
t i
v . Persamaannya dapat dilihat seperti pada Persamaan 3.7.
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
∑
=
+ =
M j
t i
t j
t ij
t i
v s
h r
1
3.7
Dimana
t ij
h
adalah perolehan kanal dari antena transmisi j untuk menerima antena i pada waktu t, yang mana adalah Gaussian kompleks i.i.d dengan rata-rta nol dan
variansi unit dan
t i
v adalah kompleks iid gaussiand engan rata-rata nol dan varian
2
σ . Dengan asumsi quasi-static kanal flat fading, berarti bahwa perolehan kanal gain masih konstan pada blok waktu, dan kemudian perubahan blok per blok
secara bebas. Sehingga indeks t dalam persamaan ini dapat diabaikan. Sistem V-BLAST disesuaikan untuk lingkungan dalam ruang, jadi untuk
menjaga kesesuainnya dapat juga dijelaskan dengan menggunakan notasi matriks seperti pada Persamaan 3.8
[7]
.
r = Hs + v 3.8
dimana
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎣ ⎡
= ⎥
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎣ ⎡
= ⎥
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎣ ⎡
= ⎥
⎥ ⎥
⎥ ⎥
⎥
⎦ ⎤
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎢ ⎢
⎣ ⎡
=
M N
M MN
M N
v v
v s
s s
r r
r h
h h
h H
. .
. .
. .
, .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
.
1 1
1
1 1
11
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008 USU Repository © 2008
3.5 Algoritma Pemrosesan Sinyal V-BLAST
