Perpustakaan Digital ITB

Pesawat Udara Nirawak (Unmanned Aerial Vehicle/UAV) merupakan platform strategis dalam berbagai aplikasi modern seperti pemantauan lingkungan, surveilans, pertanian presisi, dan respons bencana. Keandalan operasi UAV sangat bergantung pada sistem komunikasi udara-ke-darat (Air-to-Ground/A2G) point-topoint (PTP) line-of-sight (LOS) yang mampu mempertahankan kualitas transmisi data secara stabil. Namun, kanal propagasi A2G bersifat dinamis dan dipengaruhi oleh multipath fading, frequency offset (FO), time offset (TO), serta efek Doppler akibat pergerakan UAV. Kondisi tersebut menuntut adanya model kanal yang akurat dan berbasis pengukuran empiris agar kinerja komunikasi UAV tetap andal pada berbagai skenario. Kesenjangan pengetahuan terletak pada keterbatasan model kanal teoretis dan simulatif yang belum merepresentasikan secara utuh karakteristik propagasi nyata pada UAV kategori Low Altitude Platform (LAP), terutama dalam konteks parameter Rician K-Factor yang menentukan dominasi komponen LOS terhadap multipath. Selain itu, belum tersedia pendekatan end-to-end yang menghubungkan karakterisasi empiris, validasi matematis, simulasi perangkat lunak, emulator software-defined radio (SDR), serta implementasi sistem komunikasi nyata berbasis orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM). Penelitian ini menghadirkan sebuah pendekatan terpadu yang memformulasikan ulang model kanal Rician dalam domain K-Factor, memvalidasinya menggunakan data empiris UAV LAP, serta mengintegrasikannya ke dalam simulator dan emulator kanal SDR untuk kemudian digunakan dalam implementasi sistem komunikasi UAV berbasis OFDM. Untuk menunjukkan sensitivitas dasar sistem, dilakukan pula simulasi numerik basic OFDM (tanpa ekualisasi) yang menghasilkan Error Vector Magnitude Root Mean Square (EVM RMS) lebih dari 140% akibat hilangnya ortogonalitas antar-subcarrier. Sementara itu, konfigurasi advanced OFDM dengan ekualisasi Minimum Mean Square Error (MMSE) menunjukkan peningkatan performa signifikan dan kemudian digunakan sebagai fondasi implementasi nyata. Melalui pengukuran daya terima pada frekuensi 1800 MHz, diperoleh nilai KFactor empiris pada rentang 2,39–16,3 yang mencerminkan variasi dominasi LOS pada kanal A2G. Fungsi ekspektasi amplitudo Talukdar kemudian diturunkan ulang menjadi matching function berbasis K-Factor, yang divalidasi melalui simulator GNU Radio dengan rata-rata galat 1,18%, serta emulator SDR dengan galat ±0,1% terhadap hasil simulasi. Implementasi sistem advanced OFDM SDR-to-SDR pada kondisi di lingkungan anaechoic chamber LOS menghasilkan BER = 0 dan PER = 0% untuk seluruh jarak 1–10 meter dengan tiga nilai K (1, 15, 30). Nilai EVM RMS rata-rata ? 6% jauh di bawah ambang batas 12,5% untuk modulasi 16-QAM dengan distribusi EVM per-packet pada jarak 10 meter yang stabil pada kisaran 4–12%. Analisis interval kepercayaan menggunakan metode Clopper–Pearson menghasilkan batas atas probabilitas kesalahan BER95=3,66×10?7dan PER95=0,3%, menegaskan reliabilitas transmisi meskipun tidak ditemukan kesalahan selama pengujian. Penelitian ini menyediakan model kanal UAV LAP A2G berbasis distribusi Rician yang tervalidasi secara empiris, simulator–emulator kanal SDR yang dapat direplikasi, serta sistem komunikasi data real-time berbasis SDR–OFDM yang terbukti andal pada kondisi propagasi LOS. Temuan ini memberikan dasar ilmiah bagi pengembangan sistem komunikasi UAV yang adaptif, serta membuka arah penelitian menuju integrasi dengan jaringan 5G/6G-NTN dan pengembangan platform berlatensi rendah berbasis FPGA.