Perpustakaan Digital ITB

Pada sistem komunikasi generasi ke-5 atau 5G yang diharapkan dapat meningkatkan kapasitas dan konektivitas layanan menjadi sebuah tantangan untuk melahirkan inovasi teknologi yang dapat memaksimalkan spektrum frekuensi yang tersedia. Sparse code multiple access (SCMA) adalah salah satu teknik non-orthogonal multiple access (NOMA) berbasis pada code yang diusulkan untuk meningkatkan kapasitas pada komunikasi 5G. Pada sistem SCMA, setiap user mempunyai kode yang unik dan dapat menempati elemen resource (kanal radio) lebih dari satu atau dalam satu elemen resource dapat ditempati lebih dari satu user. Semakin banyak user yang harus dilayani, tingkat kompleksitas deteksi pada sisi penerima juga akan meningkat. Di lain pihak, salah satu teknik untuk meningkatkan kapasitas layanan adalah dengan menggunakan teknik multiple input multiple output (MIMO). Dengan menggabungkan MIMO dan SCMA disebut dengan MIMOSCMA, diharapkan tantangan pada komunikasi 5G dapat terpecahkan. Akan tetapi, dengan menggabungkan MIMO dan SCMA maka kompleksitas deteksi dari sisi penerima akan meningkat sebanding dengan jumlah elemen MIMO yang digunakan. Penerima akan melakukan dua kali proses deteksi, yang pertama deteksi untuk MIMO dan yang kedua deteksi untuk SCMA. Perlu inovasi algoritma untuk melakukan deteksi MIMO dan SCMA dalam satu kali operasi. Pada penelitian ini dilakukan perancangan deteksi pada sistem MIMO-SCMA dengan kompleksitas rendah dimana proses deteksi MIMO dan SCMA dilakukan dalam satu kali operasi. Salah satu algoritma deteksi yang sering digunakan pada sistem SCMA adalah message passing algorithm (MPA). MPA mempunyai performasi yang mendekati deteksi maximum-likelihood (ML) akan tetapi mempunyai kompeksitas yang tinggi. Tantangan utama pada MPA adalah menurunkan kompleksitas deteksi dengan performansi yang mendekati hasil deteksi dari algoritma ML. Kompleksitas deteksi dari single SCMA sebanding dengan jumlah codeword dan jumlah user yang menempati satu elemen resource dinotasikan dengan ???????????? sedangkan untuk MIMO-SCMA sebanding dengan ????????????????????????×???????? dimana ???????????????????? adalah jumlah elemen MIMO yang digunakan. Untuk mengatasi kompleksitas deteksi pada MIMO-SCMA, pada penelitian ini akan dilakukan perancangan deteksi untuk MIMO-SCMA dengan meggabungkan joint factor graph (JFG) dan sphere decoding (SD) dengan algoritma clustered tree yang untuk pertama kalinya disebut dengan SDCT-JFG-MPA. Algoritma JFG akan menyederhanakan deteksi MIMO dan SCMA dalam satu kali operasi sedangkan algoritma SD dengan penambahan clustered tree akan mengurangi kompleksitas komputasi pada MPA. Perancangan dilakukan pada sistem 2x2 MIMO-SCMA yang bekerja pada kelebihan faktor beban SCMA 150% dengan fading model Rayleigh dan narrowband mmWave Saleh-Valenzuela (SV) untuk lingkungan dalam ruangan. Simulasi dilakukan untuk menyelidiki kinerja dari algoritma SDCT-JFG-MPA dengan berbagai variasi radius pencarian (RSD) dan variasi dari kanal yang digambarkan dalam kurva bit error rate (BER) dan kurva processing time. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada single SCMA kinerja BER yang mendekati konvensional MPA dicapai pada saat nilai R???????? = ????????? × 3 2 ×????????????????. Sedangkan Pada sistem 2x2 MIMO-SCMA, nilai R???????? = ????????? ×???????????????????? × 3 2 ×???????????????? memiliki kinerja BER yang mendekati konvensional MIMO-MPA. Algoritma SDCT-JFG-MPA dapat menurunkan processing time sebesar 50% dibandingkan dengan JFG-MPA. Sedangkan untuk algoritma SD-JFG-MPA hanya dapat menurunkan processing time sebesar 25%.