Upload
oktira-karnistri
View
29
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
30
BAB III
DISCRETE FOURIER TRANSFORM SPREAD – OFDM
Pada bab tiga ini akan membahas mengenai seluk beluk DFTS-OFDM baik dalam hal
dasar-dasar DFTS-OFDM hingga DFTS-OFDM sebagai suatu sistem yang digunakan pada
proses uplink untuk Jaringan 4G.
3.1 Prinsip Dasar DFTS-OFDM
Selama proses mempelajari LTE, alternatif lain untuk mengoptimalkan proses uplink
masih terus dicari dan diselidiki. OFDM memenuhi syarat untuk mengoptimalkan proses
downlink, namun OFDM sangat tidak dianjurkan dalam proses uplink. Salah satu parameter
yang mempengaruhi seluruh perangkat mobile adalah usia dari baterai. Walaupun performa
baterai akan meningkat seiring perkembangan zaman, namun sangatlah penting untuk
memastikan bahwa perangkat mobile yang dipakai user menggunakan energi baterai sekecil
mungkin. Dengan menggunakan Power Amplifier yang mengirimkan sinyal frekuensi radio
melalui antena menuju ke BS, jumlah energi yang digunakan perangkat mobile sangatlah
besar, sehingga sangat diharapkan perangkat mobile dapat bekerja seefisien mungkin. Sinyal
yang memiliki nilai PAPR tinggi memerlukan proses penguatan linear yang tidak
mengarahkan mereka pada penggunaan energi yang besar. Sehingga dapat dikatakan bahwa
penting untuk menggunakan metode transmisi yang memiliki level energi tetap pada saat
beroperasi. Sayangnya OFDM memiliki nilai PAPR tinggi yang akan merugikan UE karena
bila nilai PAPR tinggi pada transmisi uplink akan mengakibatkan borosnya baterai pada UE.
Oleh karena itu dicarilah sebuah sistem baru yang dapat mengatasi kekurangan pada OFDM
31
untuk digunakan pada proses uplink.Kemudian didapat DFTS-OFDM, sistem yang
digunakan dalam proses uplink Jaringan 4G karena dapat menutupi kekurangan pada OFDM
berupa nilai PAPR rendah hingga 2 dB dibandingkan OFDM. Karakterisitk PAPR sangatlah
penting untuk penghematan desain pada UE. Nilai PAPR yang rendah pada DFTS-OFDM
diperoleh karena pada blok pengirim dan penerima terdapat blok tambahan berupa DFT pre-
coding dan inverse pre-coding.Oleh karena adanya blok tambahan tersebut maka DFTS-
OFDM memiliki kapabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan OFDM dalam menjaga
fluktuasi envelope dari sinyal yang dikirim. Hal ini mengarah kepada lebih efisiennya
konsumsi daya yang digunakan. Sebagai tambahan, kerumitan DFTS-OFDM difokuskan
pada sisi penerima, oleh karena itu DFTS-OFDM adalah teknologi yang pantas untuk
digunakan dalam proses pengiriman uplink karena kerumitan pada base station bukan
merupakan suatu persoalan. Namun pada dasarnya DFTS-OFDM memiliki kesamaan
dengan OFDM sehingga keduanya dapat diselaraskan dalam proses downlink serta uplink.
Perlu dicatat bahwa proses pengoperasian DFT pada DFTS-OFDM menyebarkan
energi dari satu subcarrier ke semua subcarrier yang teralokasi sebelum di-IFFT. Setelah
mekakukan penghitungan DFT dari masukan data, hasilnya akan didistribusikan ke seluruh
bandwidth atau ditempatkan pada subcarrier yang berurutan. Kemudian subcarrier yang
tidak terpakai akan dinolkan.
Pada DFTS-OFDM, bit-bit berukuran M dimasukkan ke dalam blok simbol M
modulasi. DFT mengubah simbol-simbol modulasi ke dalam ranah frekuensi, dan hasilnya
akan dipetakan pada subcarrier yang tersedia. Kemudian modulator OFDM akan
diimplementasikan sebagai N-point IFFT, dimana N>M dan masukan yang tidak berguna
akan dijadikan nol, dan sama seperti pada OFDM dimana akan terjadi penambahan cyclic
prefix serta konversi paralel
penjaga di antara blok-blok untuk mencegah IBI
oleh multipath propagation
frekuensi.
Apabila DFT berukuran M sama dengan IDFT berukuran N. Maka proses DFT/IDFT
akan saling menghilangkan. Namun bila nilai M lebih kecil dibanding nil
IDFT yang tidak berguna dijadikan nol, keluaran IDFT akan menjadi sinyal
yang memiliki variasi daya rendah serta
Gambar 3.1 Blok Diagram DFTS
Perbedaan utama pada DFTS
diketahui dari nama DFT
untuk mengirimkan informasi dari semua simbol
telah disebarkan oleh proses DFT ke seluruh
OFDM masing-masing subcarrier
informasi.
paralel-to-serial. Penambahan cyclic prefix
blok untuk mencegah IBI (Inter Block Interference
path propagation dan agar memungkinkan melakukan penghitungan pada ranah
Apabila DFT berukuran M sama dengan IDFT berukuran N. Maka proses DFT/IDFT
akan saling menghilangkan. Namun bila nilai M lebih kecil dibanding nil
IDFT yang tidak berguna dijadikan nol, keluaran IDFT akan menjadi sinyal
iasi daya rendah serta bandwidth yang bergantung pada M.
Gambar 3.1 Blok Diagram DFTS-OFDM[3]
Perbedaan utama pada DFTS-OFDM dan OFDM terletak pada proses DFT. Dapat
diketahui dari nama DFT-spread-OFDM bahwa pada masing-masing
untuk mengirimkan informasi dari semua simbol-simbol modulasi, karena laju data masukan
telah disebarkan oleh proses DFT ke seluruh subcarrier yang tersedia. Sedangkan pada
subcarrier hanya membawa simbol-simbol modulasi yang berisi
32
cyclic prefix dimaksudkan sebagai
Inter Block Interference) yang disebabkan
dan agar memungkinkan melakukan penghitungan pada ranah
Apabila DFT berukuran M sama dengan IDFT berukuran N. Maka proses DFT/IDFT
akan saling menghilangkan. Namun bila nilai M lebih kecil dibanding nilai N dan masukan
IDFT yang tidak berguna dijadikan nol, keluaran IDFT akan menjadi sinyal single-carrier
yang bergantung pada M.
M terletak pada proses DFT. Dapat
masing subcarrier digunakan
simbol modulasi, karena laju data masukan
yang tersedia. Sedangkan pada
simbol modulasi yang berisi
3.2 Analisis Matematis DFTS
Pada DFTS-OFDM, untuk menghindari pemakaian modulator dan filter yang banyak
pada pengirim maupun
Transform).
Gambar 3.2 (a) Spektrum dasar DFTS
Gambar 3.2 (b) Spektrum
Pada Gambar 3.2 (b) dapat dilihat bahwa pada frekuensi tengah
terjadi interferensi antar frekuensi.
Secara matematis, ap
adalah jumlah subcarrier
dinyatakan seperti pada persamaan (3.1)
Analisis Matematis DFTS-OFDM
OFDM, untuk menghindari pemakaian modulator dan filter yang banyak
pada pengirim maupun penerima, maka digunakan teknik DFT (
Gambar 3.2 (a) Spektrum dasar DFTS-OFDM[5]
Gambar 3.2 (b) Spektrum multi-carrier DFTS-OFDM
Pada Gambar 3.2 (b) dapat dilihat bahwa pada frekuensi tengah subcarrier
interferensi antar frekuensi.
Secara matematis, apabila d1 adalah bilangan kompleks hasil pemetaan sinyal,
dan fk adalah frekuensi carrier, maka suatu sinyal OFDM
seperti pada persamaan (3.1)[8].
33
OFDM, untuk menghindari pemakaian modulator dan filter yang banyak
, maka digunakan teknik DFT (Discrete Fourier
[5]
OFDM[5]
subcarrier tidak
hasil pemetaan sinyal, N
maka suatu sinyal OFDM
34
Tttttts
TtttT
ifjdts
SS
SS
N
NCN
+>∧<=
+≤≤
+−= ∑
−
−
+
,0)(
,))5.0
(2exp(Re)(
11
1
21 … (3.1)
Bagian nyata dan khayal berkoresponden dengan bagian in-phase dan quadratur dari
sinyal OFDM, yang dikalikan dengan sinus dan kosinus dari frekuensi carrier tertentu
membentuk sinyal OFDM akhir.
Tttttts
TtttT
ijdts
ss
N
Ni
ssNi
+>∧<=
+≤≤= ∑−
−=+
,0)(
)),2exp()(
11
12
π …(3.2)
Namun pada DFTS-OFDM, sinyal OFDM yang terbentuk akan diolah terlebih
dahulu oleh DFT yang digunakan untuk memetakan sejumlah besar bit-bit untuk semua
subcarrier. Dengan ini maka semua subcarrier akan dimodulasi dengan data yang sama.
3.3 Penerima DFTS-OFDM
Prinsip dasar proses penerimaan pada DFTS-OFDM adalah seluruhnya berkebalikan
dengan subbab sebelumnya atau pada Gambar 3.1. Oleh karena itu pada proses DFT,
penghilangan frekuensi sampel tidak berhubungan dengan sinyal yang akan dikirim maupun
proses IDFT.
Pada keadaan ideal, tanpa adanya gangguan sinyal pada kanal radio, penerima DFTS-
OFDM akan berjalan sebagaimana pada Gambar 3.3 yang akan mengembalikan blok dari
simbol-simbol yang dikirim. Namun bila terjadi gangguan sinyal, maka sinyal DFTS-OFDM
akan terganggu pula. Oleh karena itu pada DFTS-OFDM, equalizer dibutuhkan untuk
memilih frekuensi kanal radio. Dengan penerima DFTS
dan dengan menggunakan persamaan pada ranah frekuensi, keduanya dapat diapli
untuk transmisi DFTS-OFDM.
Gambar 3.
Gambar 3.4
Ada cara yang dapat digunakan untuk mengurangi kompleksitas dari persamaan linear
yang terjadi, yaitu dengan membawa persamaan tersebut ke dalam ranah frekuensi seperti
memilih frekuensi kanal radio. Dengan penerima DFTS-OFDM seperti pada Gambar 3.3
dan dengan menggunakan persamaan pada ranah frekuensi, keduanya dapat diapli
OFDM.
Gambar 3.3 Penerima DFTS-OFDM[3]
Gambar 3.4 Persamaan Ranah Frekuensi[3]
Ada cara yang dapat digunakan untuk mengurangi kompleksitas dari persamaan linear
yang terjadi, yaitu dengan membawa persamaan tersebut ke dalam ranah frekuensi seperti
35
OFDM seperti pada Gambar 3.3
dan dengan menggunakan persamaan pada ranah frekuensi, keduanya dapat diaplikasikan
Ada cara yang dapat digunakan untuk mengurangi kompleksitas dari persamaan linear
yang terjadi, yaitu dengan membawa persamaan tersebut ke dalam ranah frekuensi seperti
36
yang diilustrasikan pada Gambar 3.4. Penerima berukuran N blok menerima sinyal sampel
yang akan diubah ke dalam ranah waktu menggunakan ukuran-N DFT. Persamaan yang
dihasilkan oleh DFT akan dibawa menuju � yang merupakan filter pada ranah frekuensi
dengan jeda tiap sample ��, … ,����. Akhirnya, sinyal keluaran pada ranah frekuensi
tersebut akan diubah kembali dalam ranah waktu menggunakan ukuran N-IDFT.Blok
berukuran N didefinisikan dengan � 2� untuk beberapa integer n sebagai implementasi
dari proses DFT/IDFT. Untuk setiap blok N, persamaan dalam ranah frekuensinya terdiri
dari N DFT/IDFT, perkalian kompleks N, serta N IDFT/DFT.
Dengan menggunakan cara diatas tetap memiliki beberapa kelemahan diantaranya
adalah keluaran dari persamaan pada ranah frekuensi tidak identik dengan keluaran dari
persamaan pada ranah waktu dikarenakan filter pada ranah frekuensi bekerja secara
konvolusi melingkar pada ranah waktu. Diandaikan persamaan pada ranah waktu memiliki
panjang L, maka sampel dengan panjang L-1 tidak akan menghasilkan keluaran yang sama.
Untuk mengatasinya digunakan band time guard antara blok-blok yang berurutan.
Metode alternatif untuk menghindari ISI adalah dengan menambahkan guard interval ke
setiap blok dari N sinyal sampel (x0, x1,…,xN-1). Guard interval terdiri dari sampel pada xN-v,
xN-v+1,…,xN-1. Hasil sampling ini ditambahkan pada awal setiap blok simbol. Penambahan
ini akan menambah panjang dari blok simbol OFDM ke N + G sampel, yang diberi indeks
dari n = - G , ….., N –1, dimana sampel G yang pertama membentuk prefix. Jika respon
impuls kanal hn dimana 10 −≤≤ Nn , maka hasil konvolusinya dengan xn, 1−≤≤− NnG ,
menghasilkan rn, deretan sinyal terima. Sampel yang diambil adalah rn untuk 10 −≤≤ Nn ,
dari ini akan diperoleh sinyal deretan yang dikirim dengan menggunakan DFT N point untuk
demodulasi.
Penggunaan cyclic prefix
ISI (Inter Symbol Interference
pengiriman data single carrier
disisipkan di blok-blok simbol pada transmi
dengan blok berukuran N yang digunakan pada sisi penerima dari persamaan dalam ranah
frekuensi.
Dengan adanya cyclic prefix
akan dapat dikalkulasi langsung dari kanal sampel dalam ranah frekuensi tanpa harus
menentukan persamaan dalam ranah waktu terlebih dahulu.
3.4 Jenis Pemetaan DFTS-OFDM
Pada sisi pengirim, setelah dilakukan proses DFT dihasilkan sinyal
domain frekuensi. Kemudian sinyal dipetakan dengan teknik tertentu. Ada 2 tipe pemetaan
subcarrier yaitu Localized
Pada pemetaan Localized,
beberapa subcarrier secara mengelompok
Distributed/Interleaved, sinyal
subcarrier secara terdistribusi atau menyebar. Jenis ini menawarkan peningkatan
diversity sehingga pemetaan jenis ini memiliki keunggulan terhadap
cyclic prefix pada transmiter dilakukan sebagai pencegahaan terjadinya
Inter Symbol Interference). Sama seperti pada OFDM, penggunaan
single carrier menunjukkan bahwa cyclic prefix
blok simbol pada transmitter. Ukuran dari blok transmitter harus sama
dengan blok berukuran N yang digunakan pada sisi penerima dari persamaan dalam ranah
Gambar 3.5 Penyisipan Cyclic Prefix[5]
cyclic prefix seperti pada gambar 3.5 maka filter pada ranah frekuensi
akan dapat dikalkulasi langsung dari kanal sampel dalam ranah frekuensi tanpa harus
menentukan persamaan dalam ranah waktu terlebih dahulu.
OFDM
ada sisi pengirim, setelah dilakukan proses DFT dihasilkan sinyal
domain frekuensi. Kemudian sinyal dipetakan dengan teknik tertentu. Ada 2 tipe pemetaan
Localized dan Distributed (Interleaved).
Localized, sinyal sample dalam domain frekuensi dipetakan ke dalam
secara mengelompok atau terlokalisasi. Sedangkan dalam pemetaan
sinyal sample dalam domain frekuensi dipetakan ke dalam beberapa
secara terdistribusi atau menyebar. Jenis ini menawarkan peningkatan
sehingga pemetaan jenis ini memiliki keunggulan terhadap selective fading.
37
pada transmiter dilakukan sebagai pencegahaan terjadinya
. Sama seperti pada OFDM, penggunaan cyclic prefix dalam
cyclic prefix dengan panjang NCP
ter. Ukuran dari blok transmitter harus sama
dengan blok berukuran N yang digunakan pada sisi penerima dari persamaan dalam ranah
maka filter pada ranah frekuensi
akan dapat dikalkulasi langsung dari kanal sampel dalam ranah frekuensi tanpa harus
ada sisi pengirim, setelah dilakukan proses DFT dihasilkan sinyal tone diskrit dalam
domain frekuensi. Kemudian sinyal dipetakan dengan teknik tertentu. Ada 2 tipe pemetaan
dalam domain frekuensi dipetakan ke dalam
atau terlokalisasi. Sedangkan dalam pemetaan
dalam domain frekuensi dipetakan ke dalam beberapa
secara terdistribusi atau menyebar. Jenis ini menawarkan peningkatan frequency
selective fading.
Selain itu, pemetaan
dengan tipe localized.
Gambar 3.6
Pada Gambar 3.6
Sebagai contoh terdapat 3 user berbagi dalam 12
memiliki 4 blok data simbol
merupakan proses pemetaan untuk 1
akan sama seperti pada Gambar 3.
sample dalam domain frekuensi yang akan dipetakan ke dalam 12
menggunakan Localized
mengelompok pada f1, f2, f3,dan f4. Sedangkan pada
sample tersebut akan disebarkan pada ke
f10.
Selain itu, pemetaan distributed juga mengurangi PAPR lebih besar dibandingkan
Gambar 3.6 Perbedaan Localized dan Distributed Mapping
menunjukkan proses pemetaan subcarrier
Sebagai contoh terdapat 3 user berbagi dalam 12 subcarrier dengan masing
memiliki 4 blok data simbol yang akan ditransmisikan pada saat bersamaan. Gambar 3.
merupakan proses pemetaan untuk 1 user saja, sedangkan untuk 2 user
akan sama seperti pada Gambar 3.6. Keluaran dari proses DFT dari data blok adalah 4
dalam domain frekuensi yang akan dipetakan ke dalam 12
Localized DFTS-OFDM, maka keempat sample tersebut akan dipetakan
mengelompok pada f1, f2, f3,dan f4. Sedangkan pada Distributed DFTS
sebarkan pada ke-12 subcarrier tersebut, yaitu pada f1, f4, f7, dan
38
juga mengurangi PAPR lebih besar dibandingkan
Distributed Mapping[6]
subcarrier pada DFTS-OFDM.
dengan masing-masing
at bersamaan. Gambar 3.6
user yang lain polanya
Keluaran dari proses DFT dari data blok adalah 4
dalam domain frekuensi yang akan dipetakan ke dalam 12 subcarrier. Bila
tersebut akan dipetakan
DFTS-OFDM, keempat
tersebut, yaitu pada f1, f4, f7, dan
39
Gambaran pemetaan pada DFTS-OFDM dapat dilihat pada Gambar 3.7 dimana ke-3
user dapat mentransmisikan data secara bersamaan menggunakan localized mapping
maupun distributed mapping.
Gambar 3.7 Pemetaan DFTS-OFDM[1]
3.5 DFTS-OFDM untuk proses uplink pada Jaringan 4G
Discrete Fourier Transform-spread OFDM (DFTS-OFDM) adalah suatu teknik
multiple access baru yang digunakan untuk uplink pada LTE juga pada jaringan 4G.
Teknik ini dapat pula dikatakan sebagai pengembangan dari OFDM yang telah ada
sebelumnya. Hanya saja pada DFTS-OFDM terdapat penambahan proses DFT pada
transmitter. Pada DFTS-OFDM setiap simbol data disebar di beberapa subcarrier.
Secara rinci proses transmisi DFTS-OFDM dapat dilihat seperti pada Gambar 3.8.
Dari diagram blok tersebut dapat dijelaskan proses dari tiap blok sebagai berikut :
1. Pengirim
� Aliran bit-bit yang masuk akan diubah menjadi simbol single carrier (modulasi
BPSK , QPSK, atau 16-QAM berdasarkan keadaan kanal)
� S-to-P : mengelompokkan simbol-simbol single carrier (time domain) ke
dalam sebuah blok berisi N-simbol untuk dijadikan input DFT, biasanya 4
simbol.
40
� N-point DFT : mengubah blok simbol single carrier (time domain) menjadi
tone diskrit (domain frekuensi).
� Sub-carrier Mapping : memetakan keluaran tone ke dalam M-subcarrier,
dimana M>N.
� M-point IDFT : mengubah kembali ke domain waktu.
� Add CP : penyisipan Cyclic prefix melindungi terhadap multipath fading, serta
pulse shaping mencegah bertambahnya spectrum.
� DAC : mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog untuk ditransmisikan.
Gambar 3.8 Skema Transmisi DFTS-OFDM[4]
2. Penerima
� Menghilangkan CP, mengubah kembali ke domain frekuensi dengan M-point
DFT.
41
� Dilakukan equalization untuk mengatasi Intersymbol Interference (ISI)
maupun error.
� Sinyal tone diskrit ditransformasi menjadi blok simbol single carrier dalam
domain waktu menggunakan N-point IDFT.
� Dilakukan deteksi dan decoding hingga menjadi aliran bit informasi kembali.
Pada DFTS-OFDM setiap simbol data disebar di beberapa subcarrier.
Gambar 3.9 Uplink Resource Block
42
Untuk proses uplink data informasi diletakkan pada resource block. Ukuran
resource block dalam ranah frekuensi adalah 12 subcarrier sama dengan jumlah
subcarrier pada downlink.
Sinyal yang ditransmisikan dalam setiap slot digambarkan oleh sebuah
Physical Resource Block (PRB) dimana resource grid yang terdiri dari �� �����
�
subcarrier dan ������� simbol DFTS-OFDM. Jadi suatu PRB terdiri dari �����
�� x
���� resource element , dimana 1 slot sepanjang 10 ms dalam domain waktu dan
180 KHz dalam domain frekuensi. Masing-masing slot membawa 7 simbol DFTS-
OFDM pada konfigurasi cyclic prefix yang normal, atau 6 simbol DFTS-OFDM
pada konfigurasi extended cyclic prefix.
Konfigurasi resource block pada Gambar 3.9 berdasarkan panjang cyclic
prefix dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Parameter resource block uplink[1]
Proses scheduling pada uplink dilakukan oleh eNodeB. eNodeB bekerja pada
ranah waktu maupun ranah frekuensi tertentu pada UE dan menginformasikan
format pengiriman data yang dapat digunakan oleh UE.
Pada uplink, data dialokasikan pada beberapa slot dalam satu resource block .
Ukuran resource block pada uplink adalah 12 subcarrier. Namun tidak semua
integer diperbolehkan untuk pengalokasian data guna memperingkas desain DFT
pada proses uplink. Hanya kelipatan 2,3 dan 5 yang diperbolehkan. Berbeda dengan
43
downlink, UE diharapkan untuk tetap berdekatan pada sumber dalam proses uplink.
Interval waktu untuk proses pengiriman data pada uplink sebesar 1ms serta data
dari pengguna dibawa oleh PUSCH (Physical Uplink Shared Channel ).
3.6 Desain Simulasi
Pertimbangan penting pada DFTS-OFDM salah satunya adalah bagaimana N-
poin sinyal dipetakan ke dalam M-subcarrier sistem.Terdapat 2 strategi utama, yang
pertama dimana menggunakan N subcarrier yang berdekatan atau yang kedua
dengan mendistribusikan nilai N melalui subcarrier-subcarrier M menggunakan
setiap subcarrier.
Untuk lebih memperjelas prinsip kerja DFTS-OFDM, maka disertakan
simulasi dari prinsip kerja DFTS-OFDM sebagai berikut :
Simulasi DFTS-OFDM menggunakan Matlab 6.5
Gambar 3.10 Blok Diagram DFTS-OFDM yang Digunakan untuk Simulasi.
Simulasi DFTS-OFDM dilakukan menggunakan program Matlab 6.5. Fungsi
scfdma adalah fungsi yang menjelaskan proses modulasi dan demodulasi teknik
1 2 3 4
5 6 7 8 9
44
DFTS-OFDM. Fungsi runSimSCFDMA adalah fungsi menjalankan fungsi scfdma
dengan kondisi masukan sesuai yang diinginkan oleh pengguna.
function [SER_ifdma,SER_lfdma] = scfdma(SP)
numSymbols = SP.FFTsize;
Q = numSymbols/SP.inputBlockSize;
H_channel = fft(SP.channel,SP.FFTsize);
for n = 1:length(SP.SNR),
tic;
errCount_ifdma = 0;
errCount_lfdma = 0;
for k = 1:SP.numRun,
% pembentukan simbol masukan (simbol acak) :
tmp = round(rand(2,SP.inputBlockSize));
tmp = tmp*2 - 1;
inputSymbols = (tmp(1,:) + i*tmp(2,:))/sqrt(2);
%%%%%%%%%%%%%
% MODULATOR
%%%%%%%%%%%%%
% proses FFT simbol masukan :
inputSymbols_freq = fft(inputSymbols);
inputSamples_ifdma = zeros(1,numSymbols);
inputSamples_lfdma = zeros(1,numSymbols);
% subcarrier mapping :
inputSamples_ifdma(1+SP.subband:Q:numSymbols ) =
inputSymbols_freq;
1
2
45
inputSamples_lfdma([1:SP.inputBlockSize]+SP.inputBlockSize*SP.subband) =
inputSymbols_freq;
% proses iFFT :
inputSamples_ifdma = ifft(inputSamples_ifdma );
inputSamples_lfdma = ifft(inputSamples_lfdma);
% proses penambahan CP:
TxSamples_ifdma = [inputSamples_ifdma(numSym bols-
SP.CPsize+1:numSymbols) inputSamples_ifdma];
TxSamples_lfdma = [inputSamples_lfdma(numSymbols-
SP.CPsize+1:numSymbols) inputSamples_lfdma];
% penambahan noise w[n] :
RxSamples_ifdma = filter(SP.channel, 1, TxSa mples_ifdma); %
Multipath Channel
RxSamples_lfdma = filter(SP.channel, 1, TxSamples_lfdma); %
Multipath Channel
%%%%%%%%%%%%%
% DEMODULATOR
%%%%%%%%%%%%%
% proses pemisahan CP:
tmp = randn(2, numSymbols+SP.CPsize);
complexNoise = (tmp(1,:) + i*tmp(2,:))/sqrt(2);
noisePower = 10^(-SP.SNR(n)/10);
RxSamples_ifdma = RxSamples_ifdma +
sqrt(noisePower/Q)*complexNoise;
RxSamples_lfdma = RxSamples_lfdma +
sqrt(noisePower/Q)*complexNoise;
RxSamples_ifdma =
RxSamples_ifdma(SP.CPsize+1:numSymbols+SP.CPsize);
3
4
5
6
46
RxSamples_lfdma =
RxSamples_lfdma(SP.CPsize+1:numSymbols+SP.CPsize);
% proses FFT:
Y_ifdma = fft(RxSamples_ifdma, SP.FFTsize);
Y_lfdma = fft(RxSamples_lfdma, SP.FFTsize);
% subcarrier demapping :
Y_ifdma = Y_ifdma(1+SP.subband:Q:numSymbols);
Y_lfdma =
Y_lfdma([1:SP.inputBlockSize]+SP.inputBlockSize*SP.subband);
H_eff = H_channel(1+SP.subband:Q:numSymbols);
if SP.equalizerType == 'ZERO'
Y_ifdma = Y_ifdma./H_eff;
elseif SP.equalizerType == 'MMSE'
C = conj(H_eff)./(conj(H_eff).*H_eff + 10^(-
SP.SNR(n)/10));
Y_ifdma = Y_ifdma.*C;
end
H_eff =
H_channel([1:SP.inputBlockSize]+SP.inputBlockSize*SP.subband);
if SP.equalizerType == 'ZERO'
Y_lfdma = Y_lfdma./H_eff;
elseif SP.equalizerType == 'MMSE'
C = conj(H_eff)./(conj(H_eff).*H_eff + 10^(-
SP.SNR(n)/10));
Y_lfdma = Y_lfdma.*C;
end
% proses iFFT :
EstSymbols_ifdma = ifft(Y_ifdma);
7
8
9
47
EstSymbols_lfdma = ifft(Y_lfdma);
EstSymbols_ifdma = sign(real(EstSymbols_ifdma)) +
i*sign(imag(EstSymbols_ifdma));
EstSymbols_ifdma = EstSymbols_ifdma/sqrt(2);
EstSymbols_lfdma = sign(real(EstSymbols_lfdma)) +
i*sign(imag(EstSymbols_lfdma));
EstSymbols_lfdma = EstSymbols_lfdma/sqrt(2);
I_ifdma = find((inputSymbols-EstSymbols_ifdma) == 0);
errCount_ifdma = errCount_ifdma + (SP.inputBlockSize-
length(I_ifdma));
I_lfdma = find((inputSymbols-EstSymbols_lfdma) == 0);
errCount_lfdma = errCount_lfdma + (SP.inputBlockSize-
length(I_lfdma));
end
SER_ifdma(n,:) = errCount_ifdma / (SP.inputBlockSize*SP.numRun);
SER_lfdma(n,:) = errCount_lfdma / (SP.inputBlockSize*SP.numRun);
[SP.SNR(n) SER_ifdma(n,:) SER_lfdma(n,:)]
toc
end
function runSimSCFDMA()
SP.FFTsize = 512;
SP.inputBlockSize = 16;
SP.CPsize = 20;
%SP.subband = 15;
SP.subband = 0;
SP.SNR = [0:2:20];
48
SP.numRun = 10^1;
% TS 25.104
pedAchannel = [1 10^(-9.7/20) 10^(-22.8/20)];
pedAchannel = pedAchannel/sqrt(sum(pedAchannel.^2));
vehAchannel = [1 0 10^(-1/20) 0 10^(-9/20) 10^(-10/20) 0 0 0 10^(-
15/20) 0 0 0 10^(-20/20)];
vehAchannel = vehAchannel/sqrt(sum(vehAchannel.^2));
idenChannel = 1;
SP.channel = idenChannel;
%SP.channel = pedAchannel;
%SP.channel = vehAchannel;
SP.equalizerType ='ZERO';
%SP.equalizerType ='MMSE';
[SER_ifdma SER_lfdma] = scfdma(SP);
save scfdma_awgn
Dalam simulasi di atas, digunakan ukuran FFT pengirim adalah 512, Ukuran
blok masukan adalah 16 simbol, ukuran Cyclic Prefix 20 sampel.
Keluaran fungsi runSimSCFDMA adalah:
ans =
0 0.3438 0.3125
elapsed_time =
0.0160
ans =
2.0000 0.2062 0.1812
49
elapsed_time =
0.0150
ans =
4.0000 0.0938 0.1187
elapsed_time =
0.0160
ans =
6.0000 0.0938 0.0375
elapsed_time =
0.0160
ans =
8.0000 0 0.0125
elapsed_time =
0.0320
ans =
10 0 0
elapsed_time =
0.0160
ans =
12 0 0
elapsed_time =
0.0310
ans =
14 0 0
elapsed_time =
0.0150
ans =
16 0 0
elapsed_time =
0.0160
ans =
18 0 0
50
elapsed_time =
0.0310
ans =
20 0 0
elapsed_time =
0.0160
Keluaran simulasi adalah berupa galat (error) simbol dengan menggunakan
IFDMA dan LFDMA saat simbol SNR bernilai 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, dan
20 beserta dengan lama waktu penghitungan.
Sesuai hasil simulasi, hasil galat simbol saat simbol SNR lebih dari 10 akan
bernilai 0 yang berarti simbol keluaran demodulator sesuai dengan simbol masukan
modulator. Fungsi ini dapat mempermudah kita untuk mempelajari sistem DFTS-
OFDM baik modulatornya maupun demodulatornya.