Perpustakaan Digital ITB

Kehandalan dalam transmisi data dengan kecepatan tinggi memiliki beberapa tantangan dalam komunikasi bergerak (mobile communication), karena pengiriman data mengalami delay spread yang tinggi dan link kanal berubah-ubah secara cepat. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) adalah teknik modulasi yang cocok untuk aplikasi dengan delay spread yang tinggi. Namun kinerja OFDM sangat sensitif terhadap kesalahan sinkronisasi waktu. Kinerja sistem OFDM dipengaruhi oleh sinkronisasi waktu, estimasi kanal, dan mobilitas. Kesalahan dalam estimasi waktu tidak hanya menyebabkan InterSymbol Interference (ISI) tetapi juga menurunkan kinerja sistem OFDM secara keseluruhan. Persyaratan untuk sinkronisasi akan tinggi dengan meningkatnya kompleksitas sistem. Sebagai contoh, dalam lingkungan bergerak pengaruh delay spread akan meningkat dan link (lintasan) kanal berubah dengan cepat. Metode autocorrelation dengan menggunakan simbol training merupakan algoritma sinkronisasi yang paling popular karena kompleksitasnya rendah sehingga mudah diimplementasikan. Akan tetapi, metode autocorrelation memiliki kelemahan dalam hal ketidakkokohan dalam menghadapi kanal multipath. Metodemetode perbaikkannya meskipun meningkatkan kinerja, pada umumnya tidak kokoh terhadap kanal multipath dengan delay spread yang tinggi. Sedangkan metode-metode sinkronisasi waktu yang tidak menggunakan simbol training (blind time synchronization) sangat komplek dan kinerjanya rendah dalam kanal multipath. Terkait dengan kelemahan tersebut, fokus dari penelitian yang dilakukan adalah pada masalah terkait dengan algoritma sinkronisasi waktu yang kokoh (robust) dalam menghadapi kanal multipath dengan delay spread yang tinggi serta dilakukan dengan menggunakan simbol training. Sinkronisasi waktu dilakukan dalam 2 tahap. Pada tahap 1 (sinkronisasi waktu coarse) dilakukan dengan menghitung autocorrelation dari kolerator simetris, kemudian hasil dari sinyal autocorrelation dimodelkan secara matematis sebagai masalah binary hipothesis testing antara kondisi tidak ada simbol training (H0) dengan ada simbol training (H1). Pada metode yang diusulkan dilakukan pemecahan masalah binary hipothesis testing tersebut dengan perbedaan fungsi PDF (Probability Density Function) dari sinyal hasil korelator simetris yang diterima. Secara matematis diturunkan bahwa PDF-nya berbeda pada kedua kondisi i tersebut. Selanjutnya diusulkan algoritma untuk membedakannya dengan menggunakan normalisasi momen pusat orde tinggi. Distribusi pada saat ada simbol training memiliki mean yang lebih tinggi dari distribusi pada saat tidak ada simbol training. Metode sinkronisasi waktu coarse yang diusulkan menghitung momen pusat dan membandingkan dengan nilai rata-ratanya. Setelah mendapatkan nilai maksimumnya kemudian dibandingkan dengan threshold. Pada tahap 2 dilakukan sinkronisasi waktu fine dengan menggunakan teknik cyclic shift dari estimasi kanal, sehingga didapatkan performansi sinkronisasi waktu secara keseluruhan menjadi lebih baik. Pengujian algoritma dilakukan dengan mengevaluasi kinerjanya dengan ukuran MAE (Mean Absolute Error) dan MSE (Mean Squared Error) pada lingkungan kanal multipath dengan delay spread yang tinggi. Hasil evaluasi yang dilakukan pada kanal multipath dengan delay spread tinggi (kanal vehicular B) didapatkan gain lebih besar dari 25 dB pada uji MAE dan didapatkan gain lebih besar dari 20 dB pada uji MSE. Selanjutnya algoritma juga diuji pada sistem Cognitive Radio (CR) berbasis OFDM, dimana pada sistem ini diganggu dengan adanya narrowband interference (NBI) dan wideband interference yang cukup tinggi. Hasil evaluasi yang dilakukan pada kanal vehicular B dengan NBI yang tinggi (SIR= 0 dB) didapatkan gain lebih besar dari 20 dB dari metode autocorrelation pada uji MAE. Hasil evaluasi yang dilakukan pada kanal vehicular B dengan wideband interference yang tinggi (SIR= 0 dB) didapatkan gain lebih besar dari 20 dB dari metode autocorrelation pada uji MAE. Selain memiliki kinerja yang kokoh dalam kanal multipath dengan delay spread yang tinggi, algoritma yang diusulkan juga kokoh terhadap NBI, wideband interference, dan dapat beradaptasi pada penggunakan pilot (subcarrier yang digunakan untuk sinkroniasi) yang lebih sedikit.