Resume 

Teknik Transmit Diversity Sederhana untuk Komunikasi Nirkabel 

oleh Siavash M. Alamouti
IEEE Journal on Select Areas in Communications Vol. 16 No. 8 October 1998

Generasi baru untuk sistem nirkabel haruslah mempunyai kualitas suara yang lebih bagus jika dibandingkan dengan mobile cellular yang ada pada saat itu. Remote unit yang digunakan harus lebih kecil dan simple, serta dapat dioperasikan di berbagai lingkungan, baik secara makro maupun mikro, di kota, pinggiran kota maupun pedesaan, dan di dalam ruangan maupun di luar ruangan.

Fenomena multipath fading membuat teknologi nirkabel terasa sulit untuk diaplikasikan jika dibandingkan dengan penggunaan fiber, kabel coaxial, gelombang mikro line of sight dan transmisi satelit. Secara teori yang dilakukan untuk menekan efek dari fenomena tersebut adalah dengan mengatur kekuatan pancaran transmitter. Jika kondisi kanal pada receiver di satu sisi dapat diketahui oleh transmitter pada sisi yang lain, transmitter dapat merubah sinyal untuk mengatasi efek yang terjadi pada receiver. Namun, teknik ini memiliki kendala pada jarak dinamis transmitter. Untuk mengatasi fading, transmitter harus meningkatkan power pada level yang sama yang mana tidak praktis karena pembatasan power radiasi dan ukuran serta biaya yang dibutuhkan untuk amplifier. Sedangkan kendala kedua adalah transmitter tidak mengetahui kondisi kanal pada receiver. Metode lainnya yang bisa digunakan adalah time and frequency diversity. Namun metode ini terkendala dengan adanya delay yang disebabkan oleh time interleaving. Metode yang lainnya lagi yaitu antenna diversity juga tidak efektif karena membutuhkan banyak biaya untuk membuat beberapa antena pada receiver.

Beberapa metode yang lebih menarik dari transmit diversity telah dikemukakan. Sebuah pola delay diversity telah diusulkan oleh Wittneben dan Winters. Sebuah single base station yang mana salinan-salinan dari simbol yang sama dipancarkan melalui banyak antena pada waktu yang berbada sehingga menciptakan multipath distortion. Kemudian sebuah MLSE (Maximum Likelihood Sequence Estimator) atau sebuah MMSE (Minimum Mean Squared Error) digunakan untuk mengatasi multipath distortion tersebut dan didapatkan di diversity gain. Metode lainnya adalah dengan space-time trellis coding, dimana simbol di-encode sesuai dengan antena dimana simbol-simbol tersebut dipancarkan secara bersama-sama dan di-decode menggunakan sebuah Maximum Likelihood Decoder. Pola ini sangat efektif karena mengkombinasikan pemanfaatan dari pengkodean FEC (Forward Error Correction) dan diversity tranmission untuk menyediakan gain yang bagus.

Teknik yang diusulkan pada jurnal ini adalah sebuah pola transmit diversity sederhana yang mana meningkatkan kualitas sinyal pada receiver pada satu sisi link dengan pemrosessan sederhana di 2 antena transmitter pada sisi yang berlawanan. Diversity order yang didapatkan sama dengan MRRC (Maximal Ratio Receiver Combining) yang menggunakan 1 antena transmitter dan 2 antena receiver. Teknik transmit diversity tidak membutuhkan umpan balik dari receiver ke transmitter dan teknik ini hanya membutuhkan kompleksitas penghitungan yang kecil. Teknik ini juga tidak membutuhkan penambahan bandwidth karena redundansi digunakan pada ruang di antara antena-antena, tidak pada waktu dan frekuensi.

Pola transmit diversity dapat memperbaiki error performance, data rate, atau kapasitas dari sistem komunikasi nirkabel. Sensitifitas yang menurun terhadap fading memungkinkan penggunaan pola modulasi dengan level yang lebih tinggi untuk meningkatkan data rate dan meningkatkan kapasitas sistem. Pola ini juga memungkinkan digunakan untuk meningkatkan jarak atau jangkauan area sebuah sistem nirkabel. Pola baru ini afektif pada semua aplikasi dimana sistem kapasitas sistem dibatasi oleh multipath fading selanjutnya sistem ini simple dan tidak membutuhkan banyak biaya. Lebih jauh lagi, pola ini sangat cocok untuk sistem nirkabel generasi yang baru karena efektif mengurangi efek dari fading pada remote unit yang menggunakan banyak antena transmitter pada base station.

Dengan segala keunggulannya, teknik transmit diversity juga memiliki beberapa kelemahan, metode ini membutuhkan transmisi 2 simbol yang berbeda secara bersamaan pada 2 antena. Jika sistem dibatasi pada power radiasi untuk tujuan mendapatkan total power radiasi yang sama dari 2 antena transmitter, energi yang dialokasi pada masing-masing simbol harus dijadikan setengah. Pengurangan power sebesar 3 dB pada amplifier sangat signifikan dan mungkin diinginkan pada beberapa kasus. Metode ini sedikit lebih mahal untuk penggunaan 2 amplifier dengan power setengah dari pada 1 amplifier dengan power penuh. Lagi pula jika pembatasan hanya dilakukan pada power RF, maka total power yang diradiasikan mungkin bisa digandakan.

Ada banyak hasil penghitungan dan eksperimen yang mengindikasikan bahwa jika 2 antena receiver digunakan untuk menyediakan diversity pada receiver base station, maka jarak antar antena harus dipisahkan 10 kali dari panjang gelombang untuk menyidiakan decorrelation yang cukup.

Salah satu keuntungan dari kombinasi pola receive diversity adalah dengan bertambahnya rangkaian receiver, jadi jika salah satu rangkaian receiver gagal dan yang lain masih beroperasional, maka sinyal masih dapat terdeteksi meskipun dengan kualitas yang rendah. Secara umum hal ini disebut sebagai soft failure.