Abstrak —Teknologi  komunikasi  nirkabel  terus  berkembang untuk  memenuhi  kebutuhan  manusia  akan  koneksi  informasi yang cepat,  pengiriman  data yang  berkapasitas besar dan dapat diandalkan.  Di  dalam    proses  tersebut  banyak  sekali  gangguan yang  dapat  mempengaruhi  penurunan  kinerja  komunikasi diantaranya adalah multipath fading [1]. Multi Input Single Output (MISO)  merupakan  salah  satu  teknik space  diversity yang menggunakan  banyak  antena  dengan  tujuan  untuk  mengatasi multipath fading . Adapun pada proses transmisi digunakan teknik Orthogonal  Frequency-Division  Multiplexing (OFDM)  yang bertujuan memberikan keuntungan dalam hal efisiensi pada saat transmisi data dan mampu menghindari Inter Simbol Interference (ISI). Pada penelitian ini akan dibandingkan kinerja sistem MISO OFDM  dan  SISO  OFDM  yang  akan  disimulasikan  dan  di implementasikan  pada  modul Wireless  Open  Access Penelitian Platform  (WARP)  untuk  mengevaluasi  kinerja  BER  sebagai fungsi  dari  daya  pancar  dan  jarak  variasi.  Parameter  yang digunakan  di  dalam  pengukuran  berdasarkan  IEEE  802.11  a/g karena menggunakan frekuensi 2,4 Ghz.
Terdapat dua skema pengukuran yaitu SISO OFDM dan MISO OFDM dengan variasi jarak 4,6 dan 8 meter dengan variasi daya pancar  -35  s/d  -4  dBm  dengan  peningkatan gain 5  kali  secara berkala.  Dari  dua  skema  yang  dilaksanakan  dapat  disimpulkan bahwa semakin jauh jarak antara pemancar dan penerima maka dibutuhkan penambahan gain untuk menjaga kualitas data yang dikirimkan.  Disamping  itu,  terdapat  perbedaan  nilai gain untuk mencapai nilai BER = 𝟏𝟎 −𝟑 dibutuhkan penambahan gain = - 33 sedangkan pada SISO OFM dibutuhkan penambahan gain = -18.
Kata Kunci — MISO ,OFDM, WARP, IEEE 802.11g

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi komunikasi nirkabel terus berkembang untuk memenuhi kebutuhan manusia akan koneksi informasi yang cepat, berkapasitas besar dan dapat diandalkan. Berbagai  penelitian  telah  dilaksanakan  untuk  menghasilkan pengembangan transmisi yang memiliki efisiensi spectral yang lebih  tinggi  serta  mempunyai  kelebihan  dalam  ketangguhan terhadap  berbagai  gangguan  kanal  nirkabel  dibandingkan dengan yang telah diaplikasikan pada saat ini.
Perkembangan  teknologi  tersebut  dapat  dilihat  dengan adanya  beberapa  perubahan  dimana  pada  awalnya  hanya menggunakan satu antena pada pengirim dan satu antena pada penerima Single  input  Single  Output (SISO),  kemudian teknologi  ini  berkembang  dengan  teknik  MISO  yang memanfaatkan  diversitas  antena  dengan  tujuan  untuk
memperbaiki  sistem  kekebalan  terhadap  interferensi  dengan resource radio  yang  sama  yang  digabungkan  dengan  teknik OFDM  yang  memberikan  keuntungan  dalam  hal  efisiensi bandwidth dan  keunggulan  dalam  menghadapi  gangguan lintasan  jamak,  serta  modulasi  adaptif  memungkinkan  sistem mengubah mode modulasinya untuk mendapatkan bit rate yang optimal sehingga secara teoritis dapat meningkatkan signal to noise ratio (SNR) dan bit rate data yang ditransmisikan.
Pada  penelitian  kali  ini  bertujuan  untuk  membandingkan evaluasi  kinerja  teknik  MISO  OFDM  dan  SISO  OFDM  pada jarak  4,  6  dan  8  m  yang  akan  diimplementasikan  dengan perangkat WARP dengan menggunakan standar IEEE 802.11g karena  frekuensi  kerja  yang  digunakan  2,4  Ghz  dan  dalam proses operasionalnya menggunakan software Matlab.

## II. TEORI PENUNJANG
A. Transmit Diversity dengan Metode Alamouti
Transmit diversity merupakan salah satu jenis space diversity dengan  menggunakan  banyak  antena  pada  sisi  pemancar. Alamouti  telah  berhasil  menemukan  desain  kode  sederhana dalam transmit diversity yang disebut dengan Space Time Block Code (STBC).  Metode  ini  mampu  meningkatkan  performansi BER, data  rate atau  kapasitas  dari  sistem  komunikasi  tanpa kabel  dengan  tidak  membutuhkan bandwith tambahan  [2]. Metode  ini  juga  dapat  digunakan  untuk  meningkatkan  jarak atau jangkauan dari sistem tanpa kabel, dengan kata lain metode ini efektif dalam aplikasi yang kapasitas sistemnya dibatasi oleh multipath fading.
Pada  tahap encoding dan transmission  sequence dua  buah sinyal  ditransmisikan  secara  bersamaan  dari  dua  antena pemancar  yang  berbeda  [3].  Sinyal  yang  ditransmisikan  dari antena pemancar nol dinotasikan sebagai 𝑆 0 dan untuk antena pemancar  satu  dinotasikan  sebagai 𝑆 1 . Pada  periode  simbol berikutnyasinyal  ( −𝑆 1 ∗ )  ditransmisikan  dari  antena  pemancar nol,  sedangkan  simbol  ( 𝑆 0 ∗ )  ditransmisikan  dari  antena pemancar  pertama.  Tanda  *  merupakan  operasi  kompleks conjugate. Sequence ini ditunjukkan dalam tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1. Encoding dan Transmission Sequence
Antena 0 Antena 1 Waktu t 𝑆 0 𝑆 1 .
Waktu t+T
−𝑆 1 ∗ 𝑆 0 ∗

## Implementasi dan Evaluasi Kinerja

## Multi Input Single Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MISO OFDM) Menggunakan WARP
Galih Permana Putra, Titiek Suryani, dan Suwadi Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : titiks@ee.its.ac.id, suwadi@ee.its.ac.id, galih13@mhs.ee.its.ac.id
Kanal pada waktu t dimodelkan dengan complex multicative distortion dan dinotasikan dengan ℎ 0(𝑡) untuk antena pemancar nol  dan ℎ 1 (t)  untuk  antena  pemancar  satu.  Dengan mengasumsikan fading dan bersifat konstan antara dua simbol yang berurutan dapat ditulis:
ℎ 0 (t) = ℎ 0 (t) = ℎ 0 = 𝛼 0 𝑒 𝑗Ɵ0 (1)
ℎ 1 (t) = ℎ 1 (t+T) = ℎ 1 = 𝛼 1 𝑒 𝑗Ɵ1 (2)
dimana  T  merupakan  durasi  simbol.  Sinyal  yang  diterima dapat diekspresikan sebagai berikut:
𝑟 0 = r(t) = ℎ 0 𝑠 0 + ℎ 1 𝑠 1 + 𝑛 0 (3) 𝑟 1 = r(t+T) = - ℎ 0 𝑠 1 ∗ + ℎ 1 𝑠 0 ∗
+ 𝑛 1 (4)
Dimana 𝑟 0 dan 𝑟 1 masing-masing adalah sinyal yang diterima pada waktu t dan 𝑡 + 𝑇 sedangkan 𝑛 0 dan 𝑛 1 merupakan noise pada penerima.

## B. Prinsip OFDM
Pada  OFDM, bandwidth sinyal  dibagi  menjadi  banyak sub channel yang ditransmisikan secara paralel untuk menghilangkan  efek delay  spread [4]. Sub-channel yang berdekatan saling overlapped dengan menjaga sifat orthogonalitas sehingga bandwidth lebih  efisien.  Di  depan simbol OFDM di tambahkan cyclic prefix untuk menghilangkan InterSimbol  Interference [ISI].Standar  IEEE 802.11  g  digunakan  karena  menggunakan  frekuensi  kerja  2,4 Ghz.

## C. Mapper  dan  demapper  Quadrature  Phase  Shift  Keying
(QPSK)
Pada penelitian ini proses mapping menggunakan modulasi QPSK atau quadrature-PSK dimana  informasi  yang  akan dikirimkan diubah menjadi simbol QPSK. Tujuan dari mapping ini  adalah  untuk  mendapatkan  4 phase  output yang  berbeda dimana  pada  prosesnya  dibutuhkan  4  kondisi  input  yang berbeda dengan menggunakan bit input lebih dari 1 bit tunggal. Dalam hal ini, yaitu menggunakan 2 bit, sehingga ada 4 kondisi yang  mungkin  yaitu:  00,  01,  10  dan  11.  Singkatnya  dalam modulasi  QPSK  menghasilkan  output  berupa simbol dimana dalam 1 simbol mewakili 2 bit. Pada demmaping proses yang terjadi berkebalikan dari mapping , yaitu perubahan dari simbol - simbol menjadi suatu bit. Dimana 1 simbol mewakili 2 bit.

## D. IFFT dan FFT
Proses  IFFT dan FFT merupakan inti dalam sistem OFDM dengan konsep multicarrier . Pada proses IFFT berfungsi untuk membangkitkan frekuensi carrier yang saling orthogonal satu sama  lain.  Jumlah  titik  IFFT  pada  implementasi  bernilai  2 n , dengan  n  adalah  bilangan  bulat  positif.  Titik  IFFT  bisa  diset sesuai  dengan  jumlah subcarrier yang  digunakan  atau  lebih besar. Dalam implementasi di WARP nanti, jumlah titik IFFT merupakan  jumlah  dari subcarrier yang  berisi  data  input  dan guard  subcarrier yang  berisi  data  dengan  nilai  0.  Sementara blok FFT berfungsi sebagai osilator lokal pada penerima yang akan  memisahkan  antara  frekuensi carrier dengan  simbol- simbol  OFDM  yang  berbeda  pada  frekuensi  tersebut.  Jumlah titik  FFT  sama  seperti  jumlah  titik  IFFT.  Berdasarkan  [5]
persamaan untuk proses IFFT pada pemancar untuk sample ke- n di simbol OFDM ke-m yaitu:
𝑠 𝑚,𝑛 = √ 1 𝑁 ∑ 𝐴 𝑚,𝑘 𝑒 𝑗2𝜋 𝑘𝑛 𝑁 𝑁−1 𝑘=0 , 0 ≤ 𝑛 ≤ 𝑁 − 1 (5)
Dimana:
𝑁 =  Ukuran IFFT 𝐴 𝑚,𝑘 =  Simbol  data  hasil  modulasi  pada subcarrier ke-k di simbol OFDM ke-m.

## III. DESAIN SISTEM MISO OFDM
Proses  integrasi  pada  matlab  dengan  menggunakan  modul WARP  merupakan  tahap  awal  yang  bertujuan  untuk menyiapkan  perangkat  agar  sistem  MISO  OFDM  dapat digunakan. Pada tahap ini dibutuhkan beberapa perangkat agar sistem  MISO  OFDM  dapat  bekerja  dengan  baik.  Secara Hardware Architecture dapat dilihat pada gambar 1.
FPGA Board Clock Board Analog Board FPGA Board Clock Board
Analog Board ETHERNET GIGABYTE SWITCH Tx ( Kanal )
Gambar 1. Proses Integrasi Matlab pada WARP
Pada konsep desain perancangan sistem MISO OFDM pada tugas  akhir  ini  dibangun  dari  sistem  pemancar  dan  sistem penerima yang akan diimplementasikan dengan menggunakan modul  WARP.  Pada  sisi  pemancar  proses  MISO  OFDM dimulai dengan pembangkitan data acak yang akan di- mapping dengan skema modulasi QPSK. Dalam modulasi tersebut setiap dua bit informasi di mapping menjadi satu simbol, mapping bit informasi  menjadi  simbol-simbol  kemudian  ada  penambahan pilot  dan  mengalami  STBC encoding sebelum  proses  IFFT kemudian ada penambahan cyclic prefix dan preamble sebelum ditransmisikan  melalui  modul  WARP  dengan  menggunakan dua buah antena.
Adapun pada sisi penerima proses yang terjadi berkebalikan dengan  proses  pemancar  dimana  data  tersebut  akan  diterima oleh  satu  buah  antena  yang  akan  mengalami  beberapa  proses diantaranya adalah pelepasan preamble dan cyclic prefix serta ada  proses  estimasi  kanal  dan  estimasi  fase error .  Kemudian sebelum  di demapping terdapat  proses  STBC decoding sehingga data dapat dihasilkan.

## A. Proses pada sisi pemancar
Seperti  yang  telah  di  pelajari  diatas  pada  sisi  pemancar terdapat  beberapa  proses  yang  di  alami  oleh  sinyal  hingga menjadi sebuah data dan kemudian di ubah menjadi sinyal lagi untuk di pancarkan. Adapun proses tersebut antara lain:
1. Pembangkitan sinyal secara acak
2. Modulasi QPSK
3. Penambahan Pilot
4. Perubahan dari serial ke paralel
5. IFFT
6. Penambahan Cyclic prefix
7. Perubahan dari paralel ke seri
8. Interpolasi

## B. Proses pada sisi penerima
Pada  sisi  penerima  terdapat  beberapa  proses  sehingga memperoleh data yang diinginkan, diantaranya antara lain:
1. Proses Desimasi
2. Proses Cross Corelation antara preamble pada penerima dan LTS pada pemancar
3. Proses penghilangan Cyclic prefix
4. Proses FFT
5. Proses Equalizer
6. Proses konversi Paralel ke serial

## IV. ANALISA DATA

## A. Korelasi LTS
Pada  Gambar  2  terlihat  terdapat  2  nilai  puncak  yang dihasilkan  dari  korelasi  LTS.  Sementara  untuk  garis  merah menandakan  nilai threshold yang  diijinkan.  Nilai threshold yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu 0.6 dari nilai puncak. Nilai  puncak  tersebut  menandakan  lokasi  dari  2  buah  LTS yang  digunakan  dalam  sistem  tersebut.  Nilai  puncak  tersebut berada pada sample ke 593 dan 657, yang memiliki selisih dari kedua nilai tersebut yaitu 64 sesuai dengan banyaknya sample dalam  1  buah  LTS.  Nilai  puncak  tersebut  akan  berbeda-beda pada  setiap pengukuran.  Selanjutnya  dari  kedua  nilai  tersebut dapat diketahui letak simbol OFDM yang pertama.
Gambar 2. Hasil korelasi LTS.

## B. Analisa BER terhadap variasi jarak pada MISO OFDM
Pengukuran  yang  pertama  dilakukan  pada  jarak  antara WARP TX dan RX sejauh 4 meter. Berdasarkan Gambar 3, bisa dilihat pada jarak 4 meter hasil kurva BER menunjukkan nilai BER  yang  semakin  kecil dengan semakin  meningkatnya nilai gain .  Saat  nilai gain =  0  dB,  maka  nilai  BER  yang  didapat
adalah  0,00330.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pada  modul WARP gain pemancar  tidak  dikuatkan  sama  sekali  atau dikuatkan  0  kali  sehingga  memiliki  nilai  daya  pancar  yang rendah  yaitu  -42  dBm.  Kemudian  dilakukan  perubahan terhadap  nilai gain dengan  kelipatan  5  kali  sampai  nilai gain maksimal  yaitu  60.  Terdapat  perubahan  nilai  BER  pada  saat gain =  5  dB,  yaitu  menjadi  0,00250.  Hasil  tersebut menunjukkan  perbaikan  pada  nilai  BER  ketika  nilai gain ditingkatkan  yang  sesuai  dengan  teori  yang  ada.  Selanjutnya pada  saat  daya  pancar  -27,5  dBm  nilai  BER  =  0  hal  ini menunjukkan bahwa ketika gain = 20 dB atau dikuatkan 20 kali maka nilai BER yang didapatkan adalah 0.
Pengukuran berikutnya dilakukan pada jarak antara WARP TX dan RX sejauh 6 meter. Pada Saat nilai gain = 0 dB, maka nilai BER yang didapat adalah 0,004200. Kemudian dilakukan perubahan nilai gain sebesar 5 dB dengan daya pancar sebesar -39 dBm yang menghasilkan nilai BER sebesar 0,002300. Nilai BER tersebut  menunjukkan penurunan  yang cukup besar dari nilai BER yang sebelumnya sebesar 0,0019. Pada pengukuran ini nilai BER = 0 didapatkan saat daya pancar -25,25 dBm. Nilai BER = 0 hal ini menunjukkan bahwa ketika gain = 25 dB atau dikuatkan 25 kali.
Pengukuran berikutnya dilakukan pada jarak antara WARP TX dan RX sejauh 8 meter. Pada saat gain = 0 dB nilai BER yang  didapat  adalah  0,00690.  Setelah  mengalami  penguatan gain =  40  atau  daya  pancar  -17 dBm  terdapat  nilai  BER  =  0. Jika  dibandingkan  dengan  jarak  sebelumnya  perubahan  nilai BER pada jarak 8 m cukup kecil saat penambahan nilai gain , sehingga pada saat nilai gain terbesar tidak mencapai nilai BER = 10 -3 .
Dapat diambil kesimpulan bahwa dari pengambilan data ini bahwa perubahan jarak yang semakin jauh akan menyebabkan nilai BER semakin naik. Jika nilai noise pada saat pengukuran diasumsikan sama, maka perubahan jarak yang semakin besar akan  menyebabkan  sinyal  mengalami  peredaman  yang  besar pula.  Peredaman  tersebut  akan  menyebabkan  nilai Signal  to Ratio (SNR)  mengalami  penurunan  sehingga  menyebabkan nilai BER naik.
Gambar 3. Grafik kurva BER MISO OFDM
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 1 2 3 4 5 6 X: 657 Y: 5.933 LTS Correlation and Threshold Sample Index X: 593 Y: 5.858 -35 -30 -25 -20 -15 -10 10 -4 10 -3 10 -2 MISO OFDM Ptx (dBm) BER Jarak 4 meter Jarak 6 meter Jarak 8 meter

## C. Analisa perbandingan MISO OFDM dengan SISO OFDM
Pada Gambar 4. dapat dilihat bahwa pengukuran pada SISO OFDM  maupun  MISO  OFDM  pada  jarak  4  meter  hasil  yang didapat sesuai dengan teori dimana nilai BER yang didapatkan akan  semakin kecil dengan  semakin  meningkatnya  nilai gain , akan  tetapi  MISO  OFDM  memiliki  nilai  yang  lebih  baik  di bandingkan dengan SISO OFDM di mana pada MISO OFDM nilai BER = 0 terjadi pada saat daya pancar -27 dBm sedangkan pada SISO OFDM daya pancar -14,5 dBm sehingga dibutuhkan penguatan yang lebih tinggi lagi.
Gambar IV. Kurva BER SISO dan MISO OFDM jarak 4 meter
Dari gambar 4 juga dapat dilihat untuk mencapai nilai BER =  10 -3 ,  SISO  OFDM  membutuhkan  daya  pancar  -16  dBm sedangkan untuk MISO OFDM membutuhkan daya pancar -32 dBm sehingga daya pancar yang dibutuhkan lebih kecil untuk MISO OFDM.
Gambar 5. Kurva BER SISO dan MISO OFDM jarak 6 meter
Berdasarkan  Gambar  5  diatas  dapat  dilihat  bahwa pengukuran  pada  SISO  OFDM  maupun  MISO  OFDM  pada jarak  6  meter  hasil  yang  didapat    memiliki  selisih  nilai  BER yang cukup besar, dimana ketika penguatan 0 dB untuk MISO
OFDM  bernilai  0,004200  dan  untuk  SISO  OFDM  bernilai 0,0569223. Nilai BER = 0 terjadi pada saat daya pancar 25 dBm untuk MISO OFDM sedangkan pada SISO OFDM nilai BER = 0  didapat  setelah  daya  pancar  -12  dBm.  Jika  diamati  pada Gambar 5 selisih nilai BER yang cukup besar terjadi dari nilai penguatan  0  dB  sampai  dengan  60  dB.  Nilai  BER=10 -3 pada SISO OFDM didapatkan pada daya pancar -28 dBm sedangkan untuk MISO OFDM terjadi saat daya pancar sebesar -14 dBm.
Hasil  Gambar  6  terlihat  bahwa  kinerja  pada  SISO  OFDM maupun MISO OFDM pada jarak 8 meter memiliki selisih nilai BER  yang  cukup  besar, dimana  ketika  penguatan  0  dB  untuk MISO  OFDM  bernilai  0,006900  dan  untuk  SISO  OFDM bernilai  0,10324156.  Sehingga  pada  Gambar  6  terlihat perbedaan kurva yang cukup jauh saat SISO OFDM dan MISO OFDM. Meskipun nilai BER  berbeda begitu jauh, akan tetapi nilai  BER  keduanya  tidak  bisa  mencapai  nilai  10 -3 .  Sehingga dapat dianalisa bahwa pada jarak 8 meter pada MISO OFDM masih  dibutuhkan  penguatan  daya  yang  lebih  tinggi  lagi  dan belum bisa mengatasi gangguan yang disebabkan oleh noise .
Gambar 6. Kurva BER SISO dan MISO OFDM jarak 8 meter

## V. PENUTUP

## A. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengukuran  pada  skema  SISO  OFDM untuk  mendapatkan  nilai  BER  =  0  dibutuhkan  daya  pancar senilai  -12  dBm  pada  jarak  4  meter,  -10,4  dBm  pada  jarak  6 meter  dan  pada  jarak  8  meter  tidak  mendapatkan  BER  =  0. Sedangkan pada MISO OFDM untuk mendapatkan nilai BER =  0  dibutuhkan  daya  pancar  senilai  -25,25  dBm  pada  jarak  4 meter, -22,9 dBm pada jarak 6 meter daya pancar senilai -14,5 dBm, sehingga dapat disimpulkan bahwa MISO OFDM lebih baik  pada  SISO  OFDM.  Disamping  itu  nilai  BER  juga dipengaruhi oleh nilai daya pancar dan jarak antara sumber dan tujuan.semakin  besar  nilai  daya  pancar,  nilai  BER  semakin kecil sementara semakin besar jarak antara sumber dan tujuan, semakin besar nya nilai BER.
-35 -30 -25 -20 -15 -10 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 MISO OFDM dan SISO OFDM JARAK 4 meter Ptx (dBm) BER MISO SISO -35 -30 -25 -20 -15 -10 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 MISO OFDM dan SISO OFDM JARAK 6 meter Ptx (dBm) BER MISO SISO -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 MISO OFDM dan SISO OFDM JARAK 8 meter Ptx (dBm) BER MISO SISO

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Suwadi,  Titiek  Suryani,  dan  Ida  Anisah,  Performance  analysis  of cooperative communication systems using wireless open access research platform for indoor and outdoor environment, “journal of theoretical and applied information technology”, 31st January 2016. Vol.83. No.3.
[2] Tarokh,  V,  Jafarkhani,H,  dan  Calderbank,  A.R,  “Space-Time  block codes from orthogonal design”, IEEE Trans, inform.Theory,Vol 45,no 5,pp.1456-1467,July 1999.
[3] Alamouti,  Siavash  M.,  "A  Simple  Transmit  Diversity  Technique  for Wireless  Communications",  IEEE  journal  on  select  areas  in communications., vol. 16 no 8, hal 1451-1458, oct 1998.
[4] Titiek  Suryani,  Suwadi,  Hasan,  “Implementation  and  Performance Evaluation  of  Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing  (OFDM) using WARP”  IEEE   International Seminar on Intelligent Technology and Its Applications 2015.
[5] Abhayawardhana,V.S.I.J  Wassell,  “ Common  Phase  Error  Correction with  feedback  for  OFDM  in  WirelessCommunication ”,  IEEE  Global
Telecommunications Conference,2002.