## Simulasi dan Analisis Transmisi Multihop Mobile WiMAX

## Dengan Metode Hybrid

## Simulation and Analysis of Multihop Transmission for Mobile WiMAX Using Hybrid Method

## Muhamad Asvial dan Taufiq Nugroho
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Depok 16424, Indonesia

## Abstrak
Makalah ini membahas tentang pengembangan relay station untuk transmisi downlink Mobile WiMAX dengan menggunakan metode hybrid , yaitu metode transmisi yang menggunakan tiga buah transmisi. Ketiga transmisi tersebut yaitu dua buah transmisi yang melewati relay station terlebih dahulu baru ke receiver dan satu buah transmisi langsung dari pengirim ke penerima. Pada relay  station ada  dua  kondisi  yang  berlaku,  yaitu Decode and  Forward (DF)  dan Amplify  and  Forward (AF).  Hasil  simulasi menunjukkan bahwa ketika Relay Station dalam mode forwarding Amplify and Forward (AF) akan memperoleh BER yang kecil sehingga throughput besar  dan  merupakan  perfomansi  yang  terbaik.  Ketika  masing-masing relay  station diatur  agar menggunakan mode forwarding yang berbeda, misalnya AF pada relay station 1 dan DF pada Relay Station 2  atau sebaliknya akan memperoleh hasil yang sama. Sedangkan ketika kedua relay station diatur untuk menggunakan mode forwarding Decode and Forward (DF), maka BER yang dihasilkan besar dan throughput -nya pun kecil, dan kondisi ini merupakan yang terburuk.
Kata kunci: multihop mobile WiMAX, relay station , metode hybrid.

## Abstract
This paper discusses a developing of relay station for Mobile WiMAX downlink transmission using the hybrid method – the transmission method that uses three transmissions. All of the three transmissions where the two transmission pass through the relay  station first  before to  the  receiver and one transmission from the transmitter directly  passes to  the receiver. At the  relay station there are two conditions that apply, the Decode and Forward (DF) and Amplify and Forward (AF).  Simulation results show that when both relay station in Amplify and Forward (AF) forwarding mode, they will yield low BER so that the throughput will high and  this state is the best performance.  When both of relay station are arranged to activate different forwarding mode, for example AF in relay station 1 and DF in relay station 2 or the other way, they will yield the same results. When both of relay station are arranged to activate Decode and Forward (DF) forwarding mode, BER will high and throughput will low, and this condition is the worst.
Keywords: multihop mobile WiMAX, relay station , hybrid method .

## I.
P

## ENDAHULUAN
teknologi  telekomunikasi Perkembangan wireless khususny yang  merupakan internet a  untuk  akses pengembangan teknologi WiFi dengan dikenal WiMAX.  Teknologi  ini  diyakini  mampu  menjawab kebutuhan konsumen yang amat besar dan dinamis [1] - [3].  Teknologi  ini  terus  berkembang  dan  dewasa  ini banyak menggunakan  teknologi mobile multihop WiMAX dengan beragam pemodelan untuk mendapatkan  unjuk  kerja  tertentu  [4].  Banyak  standar yang  dikembangakan  dan  salah  satunya  adalah menggunakan hardware berupa multi antenna [5] - [7]. Teknologi  akan  sulit  digunakan  dengan  kompleksitas dan  efisiensi  biaya  yang  cukup  tinggi.  Oleh  karena  itu, banyak  dilakukan  pengembangan  dari  sisi software dengan mengembangkan protokol-protokol pada layer 2
dan 3 berdasarkan format OSI  layer yang lebih dikenal dengan MAC layer [8],  [9].  Ada  juga  teknologi  yang dikembangakan dengan mengadopsi penggunaan relay . Penerapan multihop  mobile WiMAX ini  dilakukan dengan penambahan komponen pada WiMAX konvensional,  yaitu relay  station .  Komponen  ini  dapat bertindak  selayaknya amplifier maupun  sebagai  BTS.
Penambahan yaitu keuntungan, ini  memberikan luasnya bertambah dan kapasitas bertambahnya coverage . Penggunaan relay station di sini menggunakan dua buah  mode forwarding ,  yaitu Amplify  and  Forward (AF)  dan Decode  and  Forward (DF).  Mode-mode  ini diperkenalkan  dalam United  States  Patent  Application Publication [10].  Pada patent ini  dijelaskan  mengenai skema pemilihan penggunaan mode forwarding AF dan DF.
Dalam  mentransmisikan  data,  metode  transmisi dengan  bantuan relay  station ini  pun  ada  bermacam- macam.  Salah  satunya  yaitu  dengan  menggunakan metode hybrid . Metode inilah yang akan disimulasikan dan dianalisis
kerja unjuk penulis ini Metode nya. * Corresponding Author . Email: asvial@eng.ui.ac.id Received: April 16, 2014; Revised: June 6, 2014 Accepted: June 27, 2014 Published: June 30, 2014  2014 PPET - LIPI doi : 10.14203/jet.v14.8-14
ketahui  dalam  suatu  presentasi  yang  dibawakan  oleh Pusan National University.
Hasil  dari  simulasi  ini  menjelaskan  bahwa  metode hybrid dapat  digunakan  dalam  mentransmisikan  data dengan  performa  yang  baik.  Selain  itu,  mode forwarding pada masing-masing Relay Station sebaiknya  berbeda  atau  kalau  pun  sama,  hanya  mode forwarding Amplify  and  Forward (AF)  saja.  Apabila mode forwarding yang  digunakan  pada  masing-masing Relay  Station sama,  yaitu Decode  and  Forward (DF), maka  sistem  dipastikan  akan  memperoleh loss yang sangat besar, sesuai yang dijelaskan pada simulasi ini.

## II. S ISTEM T RANSMISI

## A. AMC
Kebutuhan  akan  kemudahan  dalam  komunikasi menyebabkan  perlunya  perancangan  suatu  sistem komunikasi  yang  jauh  lebih  pintar  dan  cepat,  yang mampu  menghasilkan  akses  data  yang  fleksibel  dan efisien.  Karena  itu,  terdapat  suatu  sistem  AMC  yang dapat  beradaptasi  dan  mengatur  parameter  transmisi berdasarkan  kualitas link yang  dapat  memberikan efisiensi spektrum terhadap sistem.
AMC  didesain  untuk  bekerja  pada  kanal  yang bervariasi,  dimana  AMC  dapat  mengubah  skema modulasi  dan coding yang  digunakan  sehingga menghasilkan throughput yang  lebih  besar  dengan mentransmisikan data dengan modulasi yang memberikan data rate yang  tinggi  pada  saat  kondisi kanal  transmisi  sedang  baik  dan  mentransmisikan  data dengan  modulasi  yang  menghasilkan error yang  kecil pada saat kondisi kanal buruk.

## Gambar 1.  Pembagian Daerah Kerja pada AMC.
Pada  Gambar  1  terlihat  bahwa  pada  wilayah  yang jauh  dari  pemancar  sehingga  memiliki  kualitas  kanal yang  buruk,  digunakan  modulasi  yang  menghasilkan error kecil.  Namun,  pada  wilayah  yang  dekat  dengan pemancar  digunakan  modulasi  yang  menghasilkan  data rate yang tinggi.

## B. STBC/MIMO Matriks A
MIMO  Matrix  A  menggunakan space–time  coding (STC),  meningkatkan  realibilitas  transmisi  data  untuk mobile  modem, dan  menggunakan  transmisi multiple antenna .  Sebuah cell  site MIMO  berakhir  menjadi berlipat  ganda,  salinan data  stream yang  redundan  ke penerima  untuk  meningkatkan  kemungkinan  bahwa beberapa  dari  data  tersebut  bertahan  dari physical  path antara  transmisi  dan  penerimaan  dalam  keadaan  cukup baik  untuk  memungkinkan decoding yang reliable . Redundansi  ini  ada  pada  ruang  (dengan  menggunakan beberapa antena), dan waktu.
Kondisi  ini  sangat  mungkin  terjadi  saat  terminal sangat mobile ,  dengan rapid  signal  fading dan penerimaan multipath . Dengan menambahkan redundan, path  paralel ,  modem  telah  memiliki  dua  kali kesempatan  untuk  menerima  salinan  data  yang  bagus. Di  bawah  kondisi  normal  stabil (stationary), gain yang diberikan  oleh  STC  hanya  +3  dB,  tetapi  dalam lingkungan fading ,  seperti  ketika  melewati  antara bangunan  dengan  cepat, gain yang  dapat  diperoleh sebanyak  5  dB  untuk  16-QAM  dB  dan  +10  dB  untuk 64-QAM  (dibandingkan  dengan  sinyal non -STC  di bawah  kondisi  yang  sama)[7].  Hasilnya  adalah  bahwa sistem  dapat  menghasilkan throughput yang  relatif tinggi di bawah kondisi sulit.

## Gambar 2.  Prinsip Kerja MIMO Matrix A.
Jika  simbol  yang  ditransmisikan  adalah x 1 dan x 2 , maka  setelah x 1 dan x 2 ditransmisikan  dan  tercampur dengan noise maka  persamaan  sinyal  yang  diterima  di receiver adalah sebagai berikut :
                              1 2 1 1 2 1 22 21 12 11 1 2 1 1 n n x x h h h h y y (1)
                              2 2 2 1 * 1 * 2 22 21 12 11 2 2 2 1 n n x x h h h h y y (2)
Y  adalah  matriks  pada  sinyal  yang  diterima  pada receiver .  Sedangkan H adalah  matriks  kanal  MIMO, n adalah noise yang  terjadi  akibat  kanal wireless ,  dan x adalah  informasi  yang  dikirimkan.  Persamaan  1  adalah persamaan  sinyal  yang  diterima  pada timeslot pertama dan  Persamaan  2  untuk timeslot yang  kedua.  Pada receiver ,  untuk  mendapatkan  kembali  sinyal  yang  asli, diperlukan decoder STBC.  Adanya  matriks H yang dibentuk  dari  estimasi  nilai h ij pada  kanal  transmisi berfungsi untuk mendapatkan kembali sinyal independent sebagaimana  yang  dikirim  dari  sisi pengirim.  Dengan  demikian,  sinyal  transmisi  ( x ) didapatkan dengan mengalikan inverse H dengan sinyal pada receiver ( y ).  Jika  pada transmitter [ Y ]  =  [ H ]*[ X ], maka pada receiver [ X ] = ( INV [ H ])*[ Y ].
Jika  persamaan  1  dan  2  untuk timeslot 1  dan  2 digabungkan, maka persamaannya akan menjadi:
    

     
            


   

         


   

 * 2 2 * 2 1 1 2 1 1 2 1 * 21 * 22 * 11 * 12 22 21 12 11 * 2 2 * 2 1 1 2 1 1 n n n n x x h h h h h h h h
y y y y
(3)
Dengan  mendefinisikan  matriks channel MIMO H adalah:
               * 21 * 22 * 11 * 12 22 21 12 11 h h h h h h h h H (4)
Untuk  mencari       2 1 x x ,  maka  harus  dicari  terlebih
dahulu  inversi  dari H .  Dengan  inversi pseudo dapat didefinisikan sebagai:
H H H H H H 1          (5)
dengan definisi bahwa,
                 2 22 2 12 2 21 2 11 2 22 2 12 2 21 2 11 0 0 h h h h h h h h H H H (6)
Karena matriks di atas merupakan matriks diagonal, maka jika diinversi, menjadi:

##  
   
  
               2 22 2 12 2 21 2 11 2 22 2 12 2 21 2 11 1 1 0 0 1 h h h h h h h h H H H (7)
Estimasi simbol yang ditransmisikan dapat dituliskan dengan:
                         * 2 2 * 2 1 1 2 1 1 1 2 1 y y y y H H H x x H H (8)
Pada  MIMO  Matriks  A, Code bekerja  dengan sepasang  simbol  pada  satu  waktu  dan  membutuhkan  2 periode  waktu  untuk  mentransmisikan  2  simbol. Sehingga  besar data  rate yang  dihasilkan  sama  dengan data  yang  memasuki encoder namun  performa error sistem  meningkat.  Sistem  dengan  performa  SNR  yang tinggi, peningkatan pada error rate didapat sebagai hasil dari penggunaan Space-Time code dapat ditukar dengan kapasitas  lebih  besar  dengan  penggunaan  modulasi dengan orde lebih tinggi.

## C. OFDM
OFDM  adalah  teknik  transmisi  yang  sangat  kuat. OFDM  berdasarkan  prinsip  transmisi  secara  simultan banyak  frekuensi orthogonal narrow-band ,  sering  juga disebut  OFDM subcarrier atau subcarrier .  Jumlah subcarrier sering  dinyatakan  dengan N .  Frekuensi- frekuensi  ini  saling orthogonal satu  sama  lain  yang (dalam teori) mengeliminasi interferensi antara channel . Masing-masing channel frekuensi  dimodulasi  dengan berbagai  macam  modulasi  yang  mungkin.  Frekuensi bandwidth yang  terkait  dengan  setiap channel ini  akan jauh lebih kecil jika dibandingkan total bandwidth yang diduduki  oleh  satu  modulasi.  Hal  ini  dikenal  sebagai Single Carrier (SC). Sebuah waktu simbol data N kali lebih  lama,  dengan  OFDM  menyediakan  resistansi multipath yang jauh lebih baik.
Gambar 3.  Representasi Waktu dan Frekuensi dari SC dan OFDM. Dalam OFDM, N data simbol ditransmisikan secara simultan pada N orthogonal subcarriers .

## D. Metode Hybrid
Transmisi  dengan  metode hybrid ini  menggunakan tiga buah antena Tx dan Rx serta dua buah relay station . Berikut  skema  metode hybrid yang  dimaksud.  Metode ini menggunakan prinsip STBC.
Gambar 4. Transmisi Metode Hybrid.
Sebuah pemilih  skema forwarding memilih sebuah skema forwarding untuk  transmisi.  Blok Amplify  and Forward (AF)  menguatkan  data  yang  diterima  dari pemilih skema forwarding , jika skema AF dipilih. Blok Decode  and  Forward (DF)  men- decode dan  meng- encode data  yang  diterima  dari  pemilih  skema forwarding , jika skema DF dipilih [10].
Gambar 5. Flow Chart Skema Pemilihan AF atau DF.
Untuk membuat suatu perbandingan antara AF, DF, dan transmisi direct , data rate s dan daya transmisi total dijaga  sama untuk  transmisi direct dan relaying . Untuk skema  transmisi direct ,  BPSK  digunakan  dan  terminal sumber mentransmisikan simbol di kedua time slot , odd dan even .  Untuk  skema relay ,  QPSK  digunakan. Terminal relay menghitung bit  error  probability tiap subcarrier untuk  masing-masing  AF,  DF,  dan  skema transmisi direct .
Terminal relay diberitahukan  SNR  dari  simbol  di setiap subcarrier dalam link S-D,  R-D,  dan  S-R. Pengukuran  SNR  ini  di  kembalikan  ke  terminal relay pada virtual diversity channel . S, R, dan D menyatakan terminal  sumber,  terminal relay ,  dan  terminal  tujuan. Karena  itu,  S-D  merepresentasikan link dari  terminal sumber ke terminal tujuan, R-D  merepresentasikan link dari  terminal relay ke  terminal  tujuan,  dan  S-R merepresentasikan link dari terminal sumber ke terminal relay . Terminal relay mengkalkulasikan bit error probability tiap subcarrier untuk  masing-masing AF , DF ,  dan  skema  transmisi direct .  Asumsikan  masing- masing probabilitas tersebut direpresentasikan oleh AF e P , DF e P ,  dan SD e P . AF e P dapat  diberikan  dengan persamaan sebagai berikut:
  2 2 2 1 1 1 , SR RD SR SR RD SR SD SR RD SR SD AF s AF s AF e Q P
                                 (9)
di  mana Q (.)  merepresentasikan Gaussian  tail probability function . DF e P dinyatakan dengan persamaan :
                                                                    0 . , 1 1 0 . , 1 2 2 RD SD SR RD SD RD SD RD SR SR RD SD SR RD SD RD SD RD SR SR AF E jika Q Q Q Q jika Q Q Q Q P                    
(10)
SD e P diberikan oleh persamaan:
          2 RD SD SD e Q P   (11)
Untuk  sebuah  kombinasi  dari hybrid  forwarding dan  transmisi direct, bit  error  probability minimum dihitung dengan persamaan :
  SD e DF e AF e HF e P P P P , , min  (12)
Pada  persamaan-persamaan  di  atas,
SD SR   , dan
RD  merepresentasikan  SNR  dari subcarrier yang diberikan pada link S-R, S-D, dan R-D.
Untuk subcarrier yang  diberikan,  terminal relay menyeleksi  skema forwarding yang  menyediakan bit error probability minimum sebagai berikut:  Jika AF e HF e P P  ,  maka  terminal relay akan
memilih AF untuk subcarrier .  Jika DF e HF e P P  ,  maka  terminal relay akan
memilih DF untuk untuk subcarrier .  Jika SD e HF e P P  ,  maka  terminal relay akan menghentikan relaying subcarrier.

## III. P EMODELAN T RANSMISI M ULTIHOP M

## OBILE W IMAX D ENGAN M ETODE H YBRID
Simulasi ini dibuat dengan menggunakan perangkat lunak  Simulink/MATLAB  7.6.0  (R2008a)  dengan sistem operasi Windows XP Professional service pack 2 . Berikut  ini  adalah  gambaran  umum  simulasi  yang telah dibuat.
Gambar 6. Gambaran Umum Simulasi yang Dibuat.
Pada Gambar 6, jaringan multihop , yang menggunakan dua atau lebih hop untuk mentransmisikan  data  dari source ke destination , dengan  menggunakan  metode  transmisi hybrid dapat dilihat pada link yang menghubungkan BTS dengan MS dengan  urutan  BTS-RS1-MS  maupun  BTS-RS2-MS. Pada  Gambar  6, link  relay adalah  BTS-RS1  dan  BTS- RS2. Sedangkan link access adalah RS1-MS, BTS-MS, dan RS2-MS.
Pada  jaringan  tersebut, relay  station digunakan sebagai  amplifier  maupun decoder dan encoder . Relay station ini diperlukan untuk membantu mentransmisikan data  dari  BTS  ke  MS  atau  sebaliknya  dalam  kondisi kanal  yang  buruk.  Kondisi  yang  dimaksud  yaitu  letak MS  yang  jauh  atau  dipinggiran cell sehingga  untuk memperoleh  kualitas  layanan  yang  baik,  maka ditambahkanlah relay  station ini.  Walaupun  kondisi tersebut  buruk,  namun  transmisi direct antara  BTS dengan MS tetap terjadi.
Simulasi  yang  dibuat  adalah  simulasi  transmisi pada  PHY layer  Multihop  mobile  WiMAX dengan metode hybrid .  Simulasi  ini  terdiri  dari  lima  bagian utama,  yaitu transmitter , channel 1, relay  station , channel 2,  dan receiver .  Simulasi  ini  dibuat  dengan memodifikasi simulasi atau demo yang ada pada matlab, yaitu  “IEEE®  802.16-2004  OFDM  PHY Link , Including  Space-Time  Block  Coding ”.  Modifikasi  yang dilakukan  ada  pada  penggunaan  STBC  dari  dua  antena transmitter menjadi  tiga  antena transmitter .  Untuk  itu, di sisi receiver juga perlu dilakukan pengubahan dalam blok STBC combiner . Selain itu, ditambahkan juga dua buah  blok  yang  masing-masing  mewakili  satu  buah relay station .
Pada  blok relay  station ,  skema  pemilihan forwarding seperti  yang  dijelaskan  sebelumnya  tidak digunakan. Hal ini dikarenakan skema tersebut berjalan secara  otomatis  sehingga  untuk  melihat  perbedaan masing-masing forwarding cukup sulit. Oleh karena itu, skema  yang  seharusnya  digunakan  diganti  dengan menggunakan  suatu  konstanta  yang  dapat  memilih skema forwarding mana yang aktif.

## IV. A NALISIS  DAN H ASIL S IMULASI
Parameter-parameter  yang  diatur  sebelum  simulasi dijalankan  yaitu  besarnya channel  bandwidth sebesar 3,5  MHz,  jumlah  simbol  OFDM  per burst sebanyak empat simbol, faktor cyclic prefix (CP) sebesar 1/8, dan low  SNR  threshold  for  rate  control pada  4,  10,  12,  19, 22, dan 28 dB.

## A. Kinerja Sistem Ketika RS1 dan RS2

## Mengaktifkan AF
RS1 diatur agar yang aktif adalah blok AF ( Amplify and  Forward ),  di  mana  hanya  berisi  blok gain .  Begitu pula dengan RS2, yang aktif hanya blok AF.
Selanjutnya, simulasi dijalankan dengan memvariasikan nilai SNR pada masing-masing channel AWGN,  dengan  besar  SNR  yang  sama,  agar  dapat dilihat  perbandingan  antara  SNR  pada receiver dengan BER,  dan  SNR  pada receiver dengan throughput . Hasilnya dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Performansi Simulasi Pertama.
Gambar 7 (a), secara umum ketika SNR naik, maka nilai BER mengecil sehingga semakin banyak data yang diterima dan semakin sedikit data yang error .
Untuk  Gambar  7  (b)  terlihat  bahwa  semakin  besar SNR  maka  semakin  besar  pula throughput -nya.  Hal  ini berkaitan  dengan  menurunnya  nilai  BER  sehingga banyaknya  data  yang  dikirim  (bit)  sedikit  ada  yang error ketika  sampai  di  penerima.  Besarnya throughput yang diperoleh ketika SNR pada AWGN channel diatur 21  dB,  nilai  SNR  di receiver sebesar  17,21  dB,  adalah 5,301836 Mbps.
Pada  kondisi  ini, Relay  Station berperan  sebagai amplifier  yang  hanya  me- relay sinyal  data  yang dikirimkan oleh OFDM transmitter . Selanjutnya, sinyal ini akan dikirimkan kembali oleh relay sation ke OFDM receiver dan akan diproses lebih jauh di receiver . Selanjutnya,  data  grafik  konstelasi  diambil  dengan besar  SNR  pada  masing-masing  blok  AWGN channel diatur  sebesar  21  dB.  Diagram  konstelasinya  dapat dilihat pada Gambar 8.

## B. Kinerja Sistem Ketika AF Aktif pada RS1 dan DF Aktif pada RS2
Selanjutnya,  simulasi  kedua  dilakukan  dengan mengatur  RS1  agar  mengaktifkan  AF  dan  RS2 mengaktifkan  DF.  Sama  seperti  sebelumnya,  simulasi ini  juga  dilakukan  dengan  memvariasikan  nilai  SNR pada masing-masing AWGN channel .

## Gambar 9. Performansi Simulasi Kedua.
Gambar  9  (a)  memperlihatkan  bahwa  ketika  SNR naik  maka  BER  akan  turun  meskipun  ada  yang  nilai BER-nya  naik.  Pada  Gambar  9  (b)  dapat  dilihat besarnya throughput semakin meningkat seiring dengan meningkatnya  SNR  karena  nilai  BER  juga  menurun. Gambar 10 menunjukkan diagram konstelasinya.

## Gambar 10. Konstelasi Simulasi Kedua.
Terlihat  bahwa  konstelasi  yang  terbentuk  pada receiver menyerupai  konstelasi  pada transmitter sehingga  dapat  dipastikan  bahwa  transmisi  telah berhasil dilakukan dengan baik.

## C. Kinerja Sistem Ketika DF Aktif pada RS1 dan AF Aktif pada RS2
RS1  diatur  agar  mengaktifkan  DF,  sedangkan  RS2 diatur agar mengaktifkan AF. Untuk melihat perbandingan SNR pada receiver dengan BER dan SNR pada receiver dengan throughput ,  maka  AWGN channel diatur nilai SNR-nya.

## Gambar 11. Perfomansi Simulasi Ketiga.
Dari  Gambar  11  (a)  dapat  diketahui  bahwa  SNR yang  semakin  besar,  maka  BER  semakin  kecil. Sedangkan  untuk  Gambar  11  (b)  semakin  besar  SNR maka  semakin  besar  pula throughput -nya.  Nilai-nilai
yang  ada  pada  Gambar  11  ternyata  sama  dengan  nilai- nilai  ketika  RS1  mengaktifkan  AF  dan  RS2 mengaktifkan  DF.  Hal  ini  dikarenakan  RS1  dan  RS2 memiliki karakteristik yang sama sehingga ketika mode forwarding antara  dua relay  station ini  ditukar  tidak akan ada perubahan data yang diterima oleh receiver .
Gambar 12. Konstelasi Simulasi Ketiga.
Gambar  12  menjelaskan  diagram  konstelasi  yang terjadi,  di  mana  modulator  yang  aktif  adalah  16-QAM dengan rate ½.  Dengan  melihat  diagram  konstelasi tersebut transmisi dapat dikatakan berhasil dengan baik.

## D. Kinerja Sistem Ketika RS1 dan RS2 Mengaktifkan DF
RS1 dan RS2 masing-masing mengaktifkan Decode and Forward (DF). Lalu untuk mengetahui perbandingan  antara  SNR  pada receiver dengan  BER dan  SNR  pada receiver dengan throughput ,  maka  nilai SNR pada masing-masing AWGN channel divariasikan.

## Gambar 13. Performansi Simulasi Keempat.
Hasil  yang  diperoleh  dalam  simulasi  ini  berbeda dari simulasi sebelumnya. Pada Gambar 13 (a), semakin besar  SNR  pada  receiver  ternyata  BER  yang  diperoleh tidak  jauh  berubah  yaitu  berkisar  0,5  yang  merupakan nilai  BER  yang  sangat  besar.  Ini  merupakan  suatu loss yang sangat besar. Selain itu, ketika SNR pada AWGN channel diatur  semakin  besar  ternyata  SNR  pada receiver tidak  meningkat  jauh.  Terlihat  bahwa noise sangat besar sehingga nilai SNR turun jauh.
Apabila  kita  melihat  Gambar  13  (b),  dapat dikatakan  bahwa  ketika  SNR  naik  maka throughput juga  akan  naik.  Namun,  kenaikan  SNR  tidak  terlalu jauh. Begitu juga dengan kenaikan throughput . Pada  kondisi  ini,  disadari  bahwa relay  station sangat  mempengaruhi  unjuk  kerja  sistem  dan  sangat merugikan. Karena pada kondisi ini kedua relay station mengaktifkan  DF,  maka  seperti  ada  kekacauan  pada data  yang  diterima  oleh receiver ,  seakan-akan  data menjadi  bertumpuk  dan  akhirnya  pada receiver yang diterima hanya setengah dari data yang dikirimkan.
Gambar 14. Konstelasi Simulasi Keempat.
Gambar  14  menunjukkan  konstelasi  yang  terjadi. Terlihat  bahwa  sistem  ini  tidak  mentransmisikan  data dengan  baik  karena  perbedaan  konstelasi  di  sisi pengirim dengan sisi penerima.

## K ESIMPULAN
Dari  hasil  simulasi  dalam  empat  kondisi  tersebut dan  dari  hasil  analisis,  maka  dapat  diambil  kesimpulan sebagai berikut.
 Simulasi dengan kondisi RS1  dan RS2 sama-sama mengaktifkan  mode forwarding  Amplify  and Forward (AF)  menghasilkan  unjuk  kerja  yang paling  baik.  Tercatat  ketika  SNR  pada  AWGN channel diatur masing-masing bernilai 21 dB, SNR pada receiver diperoleh  sebesar  17,21  dB,  data yang  diterima  sebanyak  5306000  bit,  data  yang error sebanyak  4164  bit,  dan throughput yang diperoleh sebesar 5.301836 Mbps.
 Simulasi dengan kondisi RS1 mengaktifkan AF dan RS2  mengaktifkan    DF  memperoleh  unjuk  kerja yang  sama  dengan  simulasi  ketika  kondisi  RS1 mengaktifkan  DF  dan  RS2  mengaktifkan  AF.  Hal ini  dapat  dilihat  dari  grafik  perbandingan  SNR  vs BER dan SNR vs Throughput yang sama pada dua kondisi tersebut. Begitu pula dengan konstelasinya. Secara  kuantitatif  juga  diperlihatkan  kesamaannya. Contohnya  ketika  SNR  di  AWGN channel diatur sebesar  21  dB,  SNR  pada receiver sebesar  15,56 dB, data yang diterima sebanyak 5284000 bit, data yang error sebanyak  5389  bit,  dan  besarnya throughput sebesar 5,278611 Mbps.
 Simulasi  dengan  kondisi  RS1  dan  RS2  sama-sama mengaktifkan  DF  adalah  simulasi  dengan  unjuk kerja  atau  hasil  yang  paling  buruk.  Tercatat  ketika SNR  pada  AWGN channel diatur  sebesar  21  dB, SNR  pada  receiver  didapat  sebesar  6,368  dB, banyaknya  data  yang  diterima  sebanyak  2615000 bit,  data  yang error sebanyak  1307000  bit,  dan throughput yang diperoleh sebesar 1,308 Mbps.
 Dari  simulasi  yang  dilakukan,  penggunaan relay station pada  transmisi  metode hybrid ini  sangat dihindari kondisi di mana RS1 dan RS2 sama-sama mengaktifkan DF karena performa yang buruk dan sangat merugikan.
D AFTAR P USTAKA
[1] Local  and  metropolitan  area  networks;  Part  16:  Air  Interface for Fixed Broadband Wireless Access , IEEE Std. 802.16, 2004.
[2] Local  and  metropolitan  area  networks;  Part  16:  Air  Interface for  Fixed  Broadband  Wireless  Access  Systems,  Amendment  2: Physical  and  Medium  Access  Control  Layers  for  Combined Fixed  and  Mobile  Operation  in  Licensed  Bands  and Corrigendum 1 , IEEE Std. 802.16e, 2005.
[3] WiMAX Forum (2006) Mobile WiMAX – Part I: A Technical Overview  and  Performance  Evaluation.  [Online].  Available: http://www.wimaxforum.org/news/downloads/Mobile_WiMA X_Part1_Overview_and_Performance.pdf
[4] WiMAX  Forum  White  Paper,  “Mobile  WiMAX  -  Part  I:  a technical overview and performance evaluation”, March 2006.
[5] G.  Nair,  J.  Chou,  T.  Madejski,  K.  Perycz,  D.  Putzolu,  and  J. Sydir,  “IEEE  802.16  medium  access  control  and  service provisioning”, Intel Technology Journal , vol. 3, iss. 3, pp. 216- 217, August 2004.
[6] (2007)  Multiple  Antenna  System  in  WiMAX;  an  Introduction to  MIMO,  SAS  and  Diversity.  [Online].  Available: www.airspan.com
[7] A.  Salvekar,  S.  Sandhu,  Q.  Li,  M.  A.  Vuong,  X.  Qian, “Multiple-Antenna  Technology  in  WiMAX  Systems,  Intel
Technology  Journal,  vol.  08,    iss.  03,  pp.  229-240,  August
2004.
[8] K .   S an k a r .   (2009)  Alamouti  STBC  with  2  receive  antenna.
[Online]. Available: http://www.dsplog.com/2009/03/15/alamouti-stbc-2-receive- antenna/
[9] I.  K.  Fu,  W.  H.  Sheen,  F.  C.  Ren,”Deployment  and  radio resource  reuse  in  IEEE  802.16j  multi-hop  relay  network  in Manhattan-like environment”, in Proc . 6 th ICICS , 2007, DOI: 10.1109/ICICS.2007.4449752, pp. 1-5
[10] B.  Can,  H.  Yomo,  E.  Carvalho,  K.  Sivanesan,  D.  Y.  Kim,  M. D.  Katz,  D.  S.  Park,  and  S.  K.  Hong,  “Hybrid  Forwarding Apparatus and Method of Cooperative Relaying  in An OFDM Network” U. S. Patent 7 746 815, Jun. 29, 2010.