## Estimasi Kinerja K Modulasi Adaptif Berdasar P

## Performance Estimating C Modulation LTE Technology Based onSpeed Of Customer

## Widhiatmoko H.P.

## ¹arieswhp@gmail.com
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Jl. Mayor Jenderal Sungkono KM 5 Blater Purbalingga 53371
Abstract —OFDM dipakai untuk teknik multiple access berpengaruh  terhadap  kualitas  jaringan.Pada  OFDM,  estimasikanalsangatdiperlukan  untuk  mengatasi besar kecepatan user maka semakin besar nilai fading digunakan.  Metode  estimasi  kanal  yang  banyak  digunakan  ada  dua  yaitu  metode Square Error (MMSE). Kedua metode tersebut digunakan pada penerima diam dan penerima bergerak dengan modulasi QPSK, 16 QAM,  dan  64-QAM.  Simulasi  dilakukan  untuk  mengetahui  metode  estimasi  kanal  pada  beberapa  variasi  kecepatan analisa menunjukkan bahwa estimasi kanal dengan metode MMSE lebih baik dibandingkan metode LS. Sedangkan pada penerima dengan kecepatan rendah memiliki kualitas jaringan yang lebih baik dibandingkan pada penerima dengan kecepatan tinggi.
Kata Kunci —MIMO-OFDM, LTE, LS, MMSE.
Abstract —OFDM used for multiple access techniques on LTE downlink. In LTE technology parameters of the user speed very the  quality  of  network.  The  higher  of  the  user  speed  then  more  large  values  of  fading  and  noise.  To  overcome  these  issues  an estimation  of  the  need  for  the  use  of  channel.  Method  of  channel  estimation  there  are  two  which  is  widely  used  method  of  Le Square (LS) and method of Minimum Mean Square Error (MMSE). Both of channel estimation method used on the fixed user and mobile user with QPSK, 16-QAM, and 64-QAM.The simulation conducted to determine most effective method of channel estimation on various user speeds.Analysis results show that the channel estimation using the MMSE method better than LS method. While in the user with lower speed having the quality of network that is better than with the user with high speed.
Keyword —MIMO-OFDM, LTE, LS, MMSE.

## P ENDAHULUAN
Pada  teknologi  LTE  terdapat  teknik multiple  access yang  memanfaatkan  rentang  frekuensi  yang  terbatas agar  dapat  digunakan  oleh  banyak  pengguna.  Salah satunya  adalah  OFDM.  Dalam  OFDM,  kualitas  sinyal terpengaruh fading dan noise yang  diak kecepatan user .  Pada  OFDM,  estimasi  kanal  sangat diperlukan untuk mengatasi fading dan noise 2014).

## T INJAUAN P USTAKA

## A.  Komponen Transciever OFDM
Blok  diagram  model  sistem  OFDM  secara  umum terlihat pada gambar 1. 1.  Data Data  adalah  informasi  yang  ingin  dikirmkan  melalui saluran  telekomunikasi.  Data  yang  digunakan  pada analisa  sistem  berupa  data  digital  yang  nilainya ditentukan  secara  acak.  Data  yang  digunakan  ini

## Kanal MIMO-OFDM Menggunakan daptif Untuk Teknologi LTE Pada Kecepatan Pelanggan

## Performance Estimating Channel Using Mimo-Ofdm Adaptive Modulation LTE Technology Based onSpeed Of Customer
Widhiatmoko H.P. 1 , Hesti Susilawati 2 , Ari Fadli 3
arieswhp@gmail.com, 2 hesti_s@yahoo.co.id, 3 arifadli@unsoed.ac.id
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal Soedirman Jl. Mayor Jenderal Sungkono KM 5 Blater Purbalingga 53371
multiple access pada downlink LTE. Dalam teknologi LTE, parameter kecepatan berpengaruh  terhadap  kualitas  jaringan.Pada  OFDM,  estimasikanalsangatdiperlukan  untuk  mengatasi fading maka semakin besar nilai fading dan noise .Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan es digunakan.  Metode  estimasi  kanal  yang  banyak  digunakan  ada  dua  yaitu  metode Least  Square (LS)  dan  metode (MMSE). Kedua metode tersebut digunakan pada penerima diam dan penerima bergerak dengan modulasi QPSK, 16 QAM.  Simulasi  dilakukan  untuk  mengetahui  metode  estimasi  kanal  pada  beberapa  variasi  kecepatan analisa menunjukkan bahwa estimasi kanal dengan metode MMSE lebih baik dibandingkan metode LS. Sedangkan pada penerima ndah memiliki kualitas jaringan yang lebih baik dibandingkan pada penerima dengan kecepatan tinggi.
OFDM used for multiple access techniques on LTE downlink. In LTE technology parameters of the user speed very the  quality  of  network.  The  higher  of  the  user  speed  then  more  large  values  of  fading  and  noise.  To  overcome  these  issues  an estimation  of  the  need  for  the  use  of  channel.  Method  of  channel  estimation  there  are  two  which  is  widely  used  method  of  Le Square (LS) and method of Minimum Mean Square Error (MMSE). Both of channel estimation method used on the fixed user and QAM.The simulation conducted to determine most effective method of channel estimation ous user speeds.Analysis results show that the channel estimation using the MMSE method better than LS method. While in the user with lower speed having the quality of network that is better than with the user with high speed.
multiple  access yang  memanfaatkan  rentang  frekuensi  yang  terbatas agar  dapat  digunakan  oleh  banyak  pengguna.  Salah satunya  adalah  OFDM.  Dalam  OFDM,  kualitas  sinyal yang  diakibatkan  oleh
.  Pada  OFDM,  estimasi  kanal  sangat noise (Permana, tem  OFDM  secara  umum
masi  yang  ingin  dikirmkan  melalui saluran  telekomunikasi.  Data  yang  digunakan  pada analisa  sistem  berupa  data  digital  yang  nilainya ditentukan  secara  acak.  Data  yang  digunakan  ini
diubah-ubah  berdasarkan  kecepatan  user.  Variabel utama  yang  dipengaruhi  kece frekuensi doppler. Frekuensi doppler nantinya digunakan  pada  kanal  reyleigh  yang  memodelkan terjadinya fading.
Gambar 1 Blok Diagram Transciever

## enggunakan LTE elanggan

## Ofdm Adaptive Modulation LTE Technology Based onSpeed Of Customer
ter kecepatan user sangat fading dan noise .Semakin .Untuk mengatasi masalah tersebut diperlukan estimasi kanal yang (LS)  dan  metode Minimum  Mean (MMSE). Kedua metode tersebut digunakan pada penerima diam dan penerima bergerak dengan modulasi QPSK, 16- QAM.  Simulasi  dilakukan  untuk  mengetahui  metode  estimasi  kanal  pada  beberapa  variasi  kecepatan user .  Hasil analisa menunjukkan bahwa estimasi kanal dengan metode MMSE lebih baik dibandingkan metode LS. Sedangkan pada penerima ndah memiliki kualitas jaringan yang lebih baik dibandingkan pada penerima dengan kecepatan tinggi.
OFDM used for multiple access techniques on LTE downlink. In LTE technology parameters of the user speed very affect the  quality  of  network.  The  higher  of  the  user  speed  then  more  large  values  of  fading  and  noise.  To  overcome  these  issues  an estimation  of  the  need  for  the  use  of  channel.  Method  of  channel  estimation  there  are  two  which  is  widely  used  method  of  Least Square (LS) and method of Minimum Mean Square Error (MMSE). Both of channel estimation method used on the fixed user and QAM.The simulation conducted to determine most effective method of channel estimation ous user speeds.Analysis results show that the channel estimation using the MMSE method better than LS method. While in
ubah  berdasarkan  kecepatan  user.  Variabel utama  yang  dipengaruhi  kecepatan  user  adalah frekuensi doppler. Frekuensi doppler nantinya eigh  yang  memodelkan
Transciever OFDM
2.  S/P ( Serial to Parallel ) Serial  to  Parallel berfungsi  untuk  mengubah  data serial menjadi  data parallel dengan  cara  membaginya ke dalam beberapa saluran. 3.  Modulasi
Modulasi  adalah  proses  penumpangan  sinyal informasi  terhadap  sinyal  pembawa  dengan  tujuan untuk mengurangi nilai error sesuai dengan karakteristik media transmisi yang digunakan.
4. Insert Pilot Insert  Pilot adalah  proses  memasukan pilot  symbol ke  dalam  sinyal  informasi  untuk  digunakan  dalam proses estimasi kanal.
5.  IFFT ( Inverse Fast Fourier Transform )
IFFT  adalah  proses  untuk  mengubah  dari  domain frekuensi menjadi domain waktu sehingga nantinya data dapat diproses dan dikirim melalui kanal informasi. 6. Insert CP ( Cyclic Prefix ) Insert  CP adalah  proses  menyisipkan Cyclic  Prefix ke dalam informasi.
7.  P/S ( Parallel to serial ) Parallel  to  serial berfungsi  untuk  mengubah  data parallel menjadi data serial dengan cara menggabungkan ke dalam satu saluran. 8.  AWGN ( Adaptive White Gaussian Noise )
Kanal  AWGN  adalah  jenis  model  kanal  informasi yang ditambahkan white noise dengan model gaussian . 9. Rayleigh Fading Kanal rayleigh  fading adalah  model  kanal  yang ditambahkan  pengaruh fading akibat  pergerakan user dan  permukaan  yang  tidak  rata.  Pada  kanal  ini, fading menggunakan model rayleigh . 10. S/P ( Serial to Parallel ) Serial  to  Parallel berfungsi  untuk  mengubah  data serial menjadi  data parallel dengan  cara  membaginya ke dalam beberapa saluran. 11. Remove Cyclic Prefix Remove  CP adalah proses menghapus Cyclic Prefix sehingga didapatkan sinyal informasi. 12. FFT ( Fast Fourier Transform )
FFT  adalah  proses  untuk  mengubah  dari  domain waktu menjadi domain frekuensi sehingga nantinya data dapat diproses untuk estimasi kanal. 13. Pilot Extraction Pilot  Extraction adalah  proses  mengekstrak pilot symbol yang  ada  di  sinyal  informasi  untuk  digunakan dalam proses estimasi kanal. 14. Interpolasi Interpolasi digunakan agar diperoleh impulse respons kanal estimasi pada semua simbol OFDM yang dikirim.
15. Estimasi Kanal
Estimasi  kanal  adalah  suatu  teknik  yang  digunakan pada  transmisi  bertujuan  untuk  memperkirakan  atau mengestimasi Channel  Impulse  Respons (CIR)  atau impulse  respons dari  suatu  kanal  terhadap  sinyal terkirim. Impulse  respons merupakan  pola  perubahan
data  yang  terkena noise dan fading .  Pola  perubahan tersebut digunakan untuk mengkoreksi error yang terjadi pada informasi. 16. Demodulasi
Demodulasi  adalah  proses  pengambilan  sinyal informasi  terhadap  sinyal  yang  diterima  sehingga informasi yang dikirimkan dapat diperoleh di penerima. 17. P/S ( Parallel to serial ) Parallel  to  serial berfungsi  untuk  mengubah  data parallel menjadi data serial dengan cara menggabungkan  beberapa  saluran  ke  dalam    satu saluran sesuai urutan.
18. Sink Sink adalah sinyal informasi yang telah melalui kanal informasi  sehingga  nilainya  tidak  sama  dengan  sinyal informasi tetapi maksudnya masih dapat dimengerti oleh penerima.

## B.  Bit Error Rate (BER)
Bit  Error  Rate (BER)  atau  probabilitas bit  error  yang merupakan nilai ukur kualitas sinyal yang diterima untuk sistem  transmisi  data  digital.  BER  juga  dapat didefinisikan  sebagai  perbandingan  jumlah bit  error terhadap  total bit yang  diterima  sesuai  dalam Persamaan 1 berikut :
     
            × + − = No Eb N N BER / 1 1 1 1 (1)
Dimana : Eb/No = Energy per bit to Noise power spectral density ratio (dB), N =Jumlah konstelasi modulasi.

## C.  Throughput
Throughput menunjukkan ukuran banyaknya data bit informasi  yang  sukses  terkirim  atau  dalam  artian  lain banyaknya bit yang  tidak  mengalami error dalam pengiriman. Throughput sangat  dipengaruhi  oleh besarnya BER dalam transmisi data  dan  dapat dihitung dengan persamaan 2 berikut :
Throughput = R (1 – BER)
(2)
Dimana:
BER = Bit Error Rate (dB), R      = data rate transmisi (Kb).

## A NALISA D AN P EMBAHASAN
Analisa  kinerja  sistem  OFDM  diambil  dari  beberapa parameter. Parameter tersebut yaitu BER dan Throughput.
Setelah itu dibandingkan dengan kecepatan dari user .

## A.  Lokasi Pilot Symbol
Lokasi  pilot  symbol  tersebut  digunakan  untuk mengkoreksi  sinyal  yang  terkena  noise  menjadi  seperti
semula. Gambar 2 menunjukan lokasi pilot symbol yang digunakan untuk estimasi kanal.
Gambar 2 Pilot Symbol
Cara  mengkoreksi  sinyal  yang  terkena  noise  adalah dengan  mengubah  urutan  symbol  sesuai  urutan  pilot symbol  yang  telah  diketahui.  Setelah  urutan  symbol sudah  urut  maka  nilai  informasi  yang  terdiri  dari beberapa  symbol  menjadi  lebih  akurat.  Penempatan pilot  symbol  diantara  sinyal  informasi.  Titik-titik  yang berwarna hitam adalah pilot symbol dan yang berwarna biru adalah adalah informasi.

## B.  Perbandingan BER Terhadap Kecepatan User
Estimasi  kanal  dengan  pilot  symbol  yang  dijabarkan sebelumnya  akan  mempengaruhi  BER  keluaran  sinyal. Simulasi  dilakukan  untuk  melihat  performa  sistem  LTE MIMO  OFDM  dalam  BER  terhadap  kecepatan user yang  memakai  jaringan.  Grafik  perbandingan  BER terhadap kecepatan user terlihat pada gambar 3 berikut :
Gambar 3 BER VS Kecepatan User
Dari gambar 3 di atas terlihat pada kecepatan 0 km/s sampai  10  km/syang  sudah  di  estimasi  kanal mempunyai error yang sangat kecil atau mendekati nol. Sedangkan  pada  kecepatan  20  km/s  sampai  30  km/s terdapat nilai error yang semakin besar dari 10 -4 sampai 10 -2 .  Pada  kecepatan  30  km/s  sampai  80  km/s mempunyai  nilai error sangat  kecil  hal  itu  dikarenakan proses  estimasi  kanal  efektif  terhadap  kecepatan standar  tersebut.  Sedangkan  saat  kecepatan  90  km/s sampai  100  km/s  terdapat  peningkatan  nilai error sebesar 10 -2 .
Pada  saat  tidak  memakai  estimasi  kanal  nilai error sistem  mendekati  10 0 atau  mendekati  100%.  Nilai error yang  besar  tersebut  terjadi  merata  pada  semua kecepatan  dari  0  km/s  sampai  100km/s.  Hal  itu  terjadi karena noise dan fading yang menyebabkan urutan dan nilai symbol menjadi berubah.
Dari  analisa  grafik  pada  gambar  3  di  atas  diketahui bahwa  proses  estimasi  kanal  sangat  efektif  pada kecepatan user 0 km/s – 10km/s dan 30 km/s – 80 km/s. Sedangkan untuk perbandingan sistem saat menggunakan  estimasi  kanal  mempunyai  nilai error yang  jauh  lebih  kecil  dibandingkan  sistem  yang  tidak menggunakan estimasi kanal.

## C.  Perbandingan  Throughput  Terhadap  Kecepatan User
Salah  satu  parameter  untuk  mengetahui  kualitas sistem  digital  selain  BER  adalah  throughput.  Simulasi dilakukan  untuk  melihat  performa  sistem  LTE  MIMO OFDM dalam throughput terhadap kecepatan user yang memakai  jaringan.  Grafik  perbandingan  throughput terhadap kecepatan user terlihat pada gambar 4 berikut :
Gambar 4 BER VS Kecepatan User

## D AFTAR P USTAKA
Astawa,  I.  G.  P.,  dkk.  2013.  Analisa  Kinerja  Sistem  MIMO-OFDM
Pada Estimasi
Kanal  LS  Untuk  Modulasi  m-QAM,  jurnal  ilmiah.  Bali  : Universitas Udayana.
Disaka,  D. M. M.  2007. Estimasi Kanal  Sistem MIMO-OFDM  Dengan Metoda  MMSE  Dan  LMS,  Tugas  Akhir.  Bandung  :  Jurusan Teknik Elektro, Sekolah Tinggi Teknologi Telkom.
Gumilang,  I.  W.  2011. Estimasi  Kanal  Menggunakan  Least  Square Estimation  (Lse)  Sistem  Orthogonal  Frequency  Division Multiplexing (OFDM) , Skripsi. Depok : Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.
Permana, Aji. 2014. Analisa Perbandingan Kinerja Sistem Orthogonal Frequency  Division  Multiplexing  PadaKanal  AWGN  Dan Rayleigh  Fading  Untuk  Teknologi  Long  Term  Evolution ,
TugasAkhir.  Purbalingga  :  Program  Studi  Teknik  Elektro, Jurusan  Teknik,  FakultasSains  dan  Teknik,  Universitas Jenderal Soedirman.
Purnomo,  C.  Analisa  Kinerja  Estimasi  Kanal  MIMO  –  OFDM  Untuk Teknologi  LTE,  Skripsi,  Universitas  Jenderal  Soedirman, Purwokerto, 2015.
Santoso,  Imam.,  Hermanto,  Dudik.  2012. Evaluasi  Kinerja  Teknik Estimasi  Kanal  Berdasarkan  Pola  Pengaturan  Pilot  symbol Pada  Sistem  OFDM ,  Jurnal.  Tembalang  :  Jurusan  Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
Senky,    I.  G.  P.  2008. Spatial  Multiplexing  MIMO  OFDM  Dengan Model  Kanal  SVD  Untuk  Mobile  WIMAX ,  Skripsi.  Depok  : Departemen  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik,  Universitas Indonesia.
Yoong, Soo  Cho, dkk. 2010. MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB . Singapura: John Wiley & Son.