KOMBINASI ORTHOGONAL SPACE TIME BLOCK CODING DAN BLOCK CHANNEL

It is well known that space-time diversity using space-time coding (STC) is an effective technique to improve wireless communication performance. STC was designed for flat fading channel and consist of space-time trellis code (STTC) and space-time block code (STBC). STTC has provided diversity gain and coding gain in the cost of decoding complexity. On the other hand STBC only provide diversity gain but simple in decoding complexity. This article proposed serially concatenated BoseChauduri Hocquengheim (BCH) code with STBC from orthogonal design (STBC-OD) scheme is proposed to provide diversity gain and also coding gain in the system. Performance of the system was investigated when M-ary phase shift keying modulation was used for full-rate, half-rate, and 3⁄4-rate of transmission employing appropriate number of transmit antennas. Simulation results showed that the proposed system has improved the SNR gain over the related uncoded schemes. Abstrak: Telah diketahui bahwa keanekaragaman ruang-waktu menggunakan spacetime coding (STC) adalah sebuah teknik yang efektif untuk memperbaiki kinerja sistem komunikasi nirkabel. STC terdiri dari space-time trellis coding (STTC) dan space-time block coding (STBC). STTC memberikan diversity gain dan coding gain, tetapi pendekodean kompleks. STBC mempunyai pendekodean sederhana, tetapi hanya memberikan diversity gain dan tidak memberikan coding gain. Artikel ini mengajukan skema gabungan antara kode Bose-Chauduri Hocquengheim (BCH) dan STBC dari orthogonal design (OD) untuk menyediakan diversity gain dan coding gain pada sistem. Kinerja sistem dievaluasi pada laju transmisi penuh, setengah, dan tiga perempat dengan menggunakan modulasi M-ary phase shift keying. Hasil simulasi menunjukkan sistem yang diajukan dapat memperbaiki coding gain dari sistem tanpa pengkodean. Kata Kunci: BCH, STBC-OD, OFDM ermintaan kapasitas pada komunikasi selular dan jaringan area lokal telah meningkat pesat dalam satu dekade terakhir. Di sisi lain, kebutuhan akses internet nirkabel dan aplikasi multimedia membutuhkan peningkatan laju transmisi P 122 TEKNOLOGI DAN KEJURUAN, VOL. 33, NO. 1, PEBRUARI 2010: 121132 data. Sistem nirkabel yang ada saat ini masih berkutat mengatasi dua masalah utama berkaitan dengan kanal jalur jamak, yaitu redaman dan interferensi dari pengguna lain. Kedua masalah ini telah memicu munculnya teknologi multicarrier transmission system (sistem transmisi pembawa jamak). Salah satu teknologi transmisi pembawa jamak yang terkenal adalah Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) yang mampu menghantarkan data dengan kecepatan tinggi melalui kanal fading lintasan jamak dan juga mampu mengatasi intersymbol interference (ISI), interferensi antarsimbol) (Stirling-Galacher dan Wang, 2001). Untuk meningkatkan kapasitas kanal, OFDM menggunakan antena jamak pada pemancar dan penerima untuk membentuk kanal input jamak dan output jamak (multiple input multiple output, MIMO) yang mampu menyediakan kapasitas kanal yang lebih besar (Geoffrey) Li dkk, 1998). Dengan menggunakan teknik pengkodean yang sesuai, sistem MIMO menyediakan space-time diversity (keanekaragaman ruang dan waktu) yang mampu menghasilkan kinerja yang hebat. Keanekaragaman pemancar yang diperoleh melalui penggunaan antena jamak pada pemancar yang dikombinasikan dengan teknik pengkodean merupakan cara terbaru untuk mengatasi efek fading (Gesbert dkk, 2003). Space-Time Trellis Coding (STTC, pengkodean trelis ruang waktu) telah diajukan dalam (Tarokh dkk, 1998) dan space-time block coding (STBC, pengkodean blok ruang waktu) telah juga diajukan dalam (Alamouti, 1998; Tarokh dkk, 1999). Teknik-teknik pengkodean ruang waktu ini dirancang untuk kanal flat fading sehingga tidak dapat digunakan pada kondisi kanal selected fading. Untuk mengatasi efek dari kanal selected fading, pengkodean ruang waktu dapat dikombinasikan dengan OFDM karena OFDM telah terbukti mampu mengatasi efek kanal selected fading dengan mentransformasikannya menjadi beberapa kanal flat fading dengan bandwidth yang lebih sempit (Stuber dkk, 2004). STTC menyediakan diversity gain dan coding gain, sebaliknya STBC menyediakan diversity gain saja tanpa coding gain. Dengan memaksimalkan kriteria ranking dari STTC akan diperoleh diversity gain yang maksimum dari STTC dan memaksimalkan kriteria determinan akan memaksimalkan coding gain. Namun demikian, untuk jumlah antena pemancar tertentu, kompleksitas pengkodean STTC akan meningkat secara eksponensial mengikuti laju transmisi. Kompleksitas pengkodean adalah tantangan dalam penerapan space-time coding (Naguib dkk, 1998). Di sisi lain, STBC mempunyai proses pendekodean yang sederhana meskipun tidak menyediakan coding gain. Sehingga diperlukan pengkodean kanal untuk memperoleh coding gain pada sistem yang menggunakan STBC. Kelebihannya adalah bahwa pengkodean kanal yang menyediakan coding gain dan pengkodean ruang waktu yang menyediakan diversity gain akan didekodekan secara terpisah. Kompleksitas dari pendekodean ini akan jauh lebih sederhana dibandingkan jika dilakukan secara bersamaan seperti yang tejadi pada kode ruang waktu trelis (STTC). Secara praktis konfigurasi ini menarik karena hanya diperlukan sedikit modifikasi pemancar dan penerima dari sistem yang sudah ada. Atas dasar alasan inilah, konfigurasi STBC dan pengkodean kanal telah dipertimbangkan untuk dimasukkan dalam standar WCDMA (3 rd Generation Partnership Project 3G TS25.212). Pada penerima, dekoder optimal dapat dibuat dengan menggabungkan dekoder dari STBC dan dekoder dari pengkodean kanal. Dalam artikel ini, kinerja dari STBC dan pengkodean kanal yang terhubung secara serial dalam sistem transmisi OFDM akan dipelajari. Pengkodean kanal Bose Chauduri Hocquenghem (BCH) Muladi, Kombinasi Ortohogonal Space Time Block Coding dan Block Channel Coding 123 digunakan sebagai pengkodean kanal blok yang mempunyai proses pendekodean yang sederhana. Pemancar menggunakan dua, tiga, dan empat antena dan dikombinasikan dengan kode STBC (Tarokh dkk, 1999) untuk menyediakan keanekaragaman ruang waktu. Sistem akan menyediakan laju transmisi sebesar satu, setengah, dan tiga per empat simbol/detik/Hz. Artikel ini disusun sebagai berikut. Penjelasan detil dari sistem, analisa kinerja sistem, hasil simulasi dan analisis data, dan simpulan.