Perpustakaan Digital ITB

Keterbatasan resource (spektrum frekuensi) yang tersedia dan meningkatnya kebutuhan akses resource khususnya pada sistem komunikasi 5G dan 6G , menjadikan sistem radio kognitif dan skema akses jamak non-ortogonal sebagai salah satu teknologi yang dapat dipertimbangkan untuk meningkatkan jumlah user yang terkoneksi pada sistem. Skema akses dinamis underlay pada sistem radio kognitif, memungkinkan pengguna utama (Primary User, PU) dan pengguna sekunder (secondary user, SU) untuk melakukan transmisi secara bersamaan. Radio kognitif berperan dalam mengendalikan dan memitigasi interferensi antara PU dan SU. Pada disertasi ini, sistem komunikasi radio kognitif dievaluasi dengan menggunakan sistem Low Density Signature Orthogonal Frequency Division Multiplexing (LDS–OFDM). Pada LDS–OFDM, setiap user menggunakan kode penebar yang berbeda namun tidak ortogonal satu dengan lainnya. Kondisi ini memungkinkan LDS–OFDM mendukung jumlah user yang besar dan keleluasaan dalam mengakses resource, namun sekaligus menyebabkan proses deteksi pada sistem LDS–OFDM hanya dapat dilakukan dengan menggunakan teknik message passing algorithm (MPA). MPA memiliki kinerja yang mendekati detektor optimum namun memiliki kompleksitas meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah user yang mengakses resource yang sama. Penelitian disertasi ini mengusulkan teknik mitigasi interferensi pada skema akses underlay pada sistem radio kognitif dengan menggunakan LDS–OFDM sebagai skema akses jamak. Mitigasi interferensi dilakukan dengan 2 cara, yakni mengatur alokasi resource yang dapat diakses oleh setiap SU dengan memperhatikan faktor fairness metrices (FM) dan mendesain teknik Multi User Detection (MUD) yang memiliki kompleksitas yang rendah melalui penggunaan teknik Peeling Decoding (PD) yang dikombinasikan dengan teknik diversitas Selection Combining (SC) dan maximum ratio combining (MRC). Algoritma Interference Limit Resource Allocation based on Fairness Metric (ILRA–FM) yang diusulkan bekerja berdasarkan 2 parameter, yakni jumlah user yang telah mengakses resource, dc, dan Signal to Noise Ratio (SINR) tertinggi. Pengujian kinerja dilakukan dengan simulasi komputer menggunakan imodel komunikasi fixed wireless dimana setiap user dibangkitkan secara acak dan menggunakan Cost 231–Walfisch Ikegami Non Line of Sight (NLOS) sebagai model pathloss. Parameter kinerja ditunjukkan dari nilai outage probability (OP), throughput rata–rata, Fairness Metric (FM) serta Fairness Index (FI). Hasil simulasi menunjukkan bahwa algoritma ILRA–FM tipe 1 dan ILRA–FM tipe 2 memiliki nilai OP yang lebih rendah dibandingkan algoritma ILRA namun lebih tinggi dibandingkan algoritma Round Robin (RR). Nilai FM algoritma ILRA–tipe 1 dan ILRA tipe 2 lebih tinggi dibandingkan algoritma ILRA dan algoritma RR khususnya ketika jumlah SU pada sistem cukup besar. Teknik MUD menggunakan PD–SC dan PD–MRC dirancang dengan mempertimbangkan alokasi daya yang berbeda untuk setiap SU pada setiap resource. Pengaturan bobot daya yang bervariasi pada setiap user pada setiap resource menunjukkan adanya peningkatan terhadap throughput SU. PD–SC dan PD–MRC memiliki kompleksitas komputasi yang jauh lebih rendah dibandingkan MPA. Hasil simulasi menunjukkan bahwa kinerja setiap user dipengaruhi oleh Rgap, rasio bobot daya user yang akan didekodekan berbanding dengan keseluruhan nilai bobot daya pada satu resource. Kombinasi bobot daya dan penggunaan algoritma usulan deteksi PD–SC dan PD–MRC memiliki kinerja yang lebih baik jika dibandingkan kinerja skema akses jamak non–ortogonal pada multiple– domain, Pattern Division Multiple Access (PDMA) with successive interference cancellation (SIC). Algoritma deteksi yang diusulkan memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan algoritma MPA pada transmisi downlink, yang ditandai dengan nilai bit error rate (BER) yang lebih kecil