III. METODE PENELITIAN
3.1
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada: Waktu :
Januari 2015 – Juli 2015
Tempat:
Laboratorium Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung.
3.2
Jadwal Kegiatan Penelitian
Jadwal kegiatan yang akan dilakukan yaitu: Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan Penelitian
3.3
Tahapan Penelitian
Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penyelesaian penelitian ini antara lain: 1.
Studi Literatur
18
Tahapan ini dilakukan pencarian informasi yang berasal dari buku, jurnal dan sumber lainnya yang berhubungan dengan penelitian ini, diantaranya adalah: a. Prinsip dan penerapan radio kognitif b. Parameter energy detection c. Konsep LTE 2.
Menetukan parameter energy detection yang akan digunakan. Proses sensing akan dilakukan berdasarkan parameter-parameter yang ada pada energy detection.
3.
Melakukan perhitungan matematis secara manual dan simulasi untuk pembuktian konsep. Melakukan perhitungan berdasarkan parameter-parameter
yang telah
ditentukan. 4.
Melakukan analisa terhadap hasil perhitungan dan pembahasan. Pada tahap ini dilakukan analisa hasil dan pembahasan .
5.
Menarik kesimpulan dari hasil pembahasan. Mengambil kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan dan memberikan saran sebagai bahan pertimbangan untuk penelitian selanjutnya.
3.4
Diagram Alir Penelitian
Penelitian dimulai dengan melakukan kajian literatur yang akan menjadi acuan dalam penentuan parameter dan perhitungan matematis. Langkah-langkah penelitian seperti dijelaskan pada Gambar 3.1.
19
Mulai
Studi Pustaka dan Literatur
Penentuan Parameter (Pd, Pf, SNR, l)
Perhitungan Matematis
Pengalokasian Spektrum
Tidak
Spektrum Bersama
Ya
Penempatan Spektrum
Analisa dan Pembahasan
Selesai
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 3.5
Diagram Alir Perhitungan
Perhitungan untuk mencari spectrum holes dengan energy dettection dimulai dengan menghitung daya threshold, SNR, probability of detection dan probability of false alarm. Diagram alir perhitungan dapat dilihat pada Gambar 3.2.
20
Mulai
Daya Threshold, SNR, Pd, Pf
Perhitungan Matematis
Daya Threshold, SNR, Probability detection, Probability false alarm
Tidak
Spektrum Bersama
Ya
Spektrum Kosong
Selesai
Gambar 3.2 Diagram Alir Perhitungan
3.6
Model Sistem dan Skenario
Model sistem dan skenario perancangan mekanisme spectrum sensing terdiri dari dua jenis yang dijelaskan sebagai berikut:
21
3.6.1 Model Sistem 1 Model sistem 1 terdiri dari 1 eNodeB, 1 PU dan 3 SU. Model sistem dapat dilihat seperti Gambar 3.3.
ET>ES, Pd>Pf
ns Se
SU 1
ing
CR 1
eNode B
ET>ES, Pd>Pf Sensing CR 2 SU 2
Se n
si n
g
ET>ES, Pd>Pf CR 3 SU 3 PU
Gambar 3.3 Model Sistem 1 3.6.2 Skenario 1 Skenario 1 hanya menggunakan 1 eNodeB, 1 PU dan 3 SU. Jumlah SU lebih banyak daripada PU supaya SU dapat mengakses spektrum yang berlisensi. Radio kognitif yang digunakan ada sebanyak tiga untuk menciptakan jaringan radio kognitif yang dapat berfungsi mengatasi masalah hidden terminal, multipath fading dan shadowing. Radio kognitif adalah sebuah SDR (Software Definied Radio) yang telah mampu merasakan lingkungannya, melacak perubahan dan bereaksi atas respon sinyal disekitarnya. Radio kognitif memungkinkan pengguna
22
yang tidak terdaftar (SU) untuk menggunakan spektrum berlisensi pengguna yang terdaftar (PU) yang tidak dipakai saat itu. Radio kognitif akan melakukan sensing pada eNode B, dan pada saat radio kognitif memperoleh spektrum kosong (idle) maka radio kognitif akan menghubungkan SU dengan spektrum kosong tersebut. Sementara SU melakukan proses komunikasi, radio kognitif tetap melakukan sensing untuk melacak keberadaan PU. Ketika SU 1 telah terkoneksi dengan eNodeB 1 maka radio kognitif 2 dan radio kognitif 3 akan menganggap spektrum yang dipakai SU 1 adalah noise, sehingga radio kognitif 2 dan radio kognitif 3 hanya akan melakukan proses sensing pada spektrum yang lain. Namun dengan anggapan bahwa PU tidak sedang menggunakan spektrum tersebut. Namun apabila PU akan atau sedang menggunakan spektrum tersebut, radio kognitif akan melakukan rekonfiguarsi ulang untuk mengalokasikan SU tersebut ke spektrum yang lainnya 3.6.3 Model Sistem 2 Model sistem 2 terdiri dari 3 eNodeB, 1 PU dan 3 SU. Model sistem dapat dilihat seperti Gambar 3.4. ET>ES, Pd>Pf
ng Sensi
SU 1 CR 1
eNode B 1
ET>ES, Pd>Pf
Sensing eNode B 2 CR 2
SU 2
PU
eNode B 3
Sensi n
g
ET>ES, Pd>Pf
CR 3
Gambar 3.4 Model Sistem 2
SU 3
23
3.6.4 Skenario 2 Skenario 2 hanya menggunakan 3 eNodeB, 1 PU dan 3 SU. Jumlah SU lebih banyak daripada PU supaya SU dapat mengakses spektrum yang berlisensi. Skenario ini menggunakan 3 eNodeB untuk melihat koordinasi yang akan terjadi antara eNodeB. Radio kognitif yang digunakan sebanyak tiga buah untuk menciptakan jaringan radio kognitif yang dapat berfungsi mengatasi masalah hidden terminal, multipath fading dan shadowing. Radio kognitif adalah sebuah SDR (Software Definied Radio) yang telah mampu merasakan lingkungannya, melacak perubahan dan bereaksi atas respon sinyal disekitarnya. Radio kognitif memungkinkan pengguna yang tidak terdaftar (SU) untuk menggunakan spektrum berlisensi pengguna yang terdaftar (PU) yang tidak dipakai saat itu. Skenario ini menggunakan 3 eNodeB untuk melihat perpindahan SU tanpa harus pindah ke kanal konvensional pada saat PU menginterferensi SU. Radio kognitif akan menerima sinyal dari eNode B dan mulai melakukan pengecekan terhadap spektrum. Radio kognitif 1 melakukan sensing ke eNode B 1, radio kognitif 2 melakukan sensing ke eNode B 2 dan radio kognitif 3 melakukan sensing ke eNode B 3. Jika eNode B 1 telah terhubung dengan radio kognitif 1 maka radio kognitif yang lain akan menganggap sinyal yang berasal dari eNode B 1 adalah noise. Selain itu sifat radio kognitif menjelaskan bahwa radio kognitif mampu bertukar informasi dan mampu mengakses radio kognitif lainnya yang masih dalam satu jaringan. Jika spektrum idle maka radio kognitif akan menghubungakn SU ke sinyal komunikasi dari eNodeB. Namun dengan anggapan bahwa PU tidak sedang menggunakan spektrum tersebut. Namun apabila PU akan atau sedang
24
menggunakan spektrum tersebut, radio kognitif akan melakukan rekonfiguarsi ulang untuk mengalokasikan SU tersebut ke spektrum yang tersedia lainnya.
3.7
Rancangan Perhitungan
Rancangan perhitungan penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Rancangan Perhitungan Bw (MHz)
Daya Receiver (Watt) f=1800 f=1900 f=2100 Mhz Mhz Mhz
SNR (Watt)
Threshold (Watt)
Pd
Pf
1,4 3 5 10 15 20
Pada tabel disamping perhitungan energy detection dilakukan pada tiga spektrum frekuensi 1800 MHz, 1900 MHz dan 2100 MHz pada bandwidth 1,4 MHz sampai dengan 20 MHz. Perhitungan akan menghasilkan probability detection dan probability false alarm pada masing-masing bandwidth.
3.8
Perbedaan 3G, 4G dan 5G
Perbedaan 3G, 4G dan 5G dapat dilihat pada Tabel 3.3 dibawah.
Tabel 3.3 Perbedaan 3G, 4G dan 5G
Teknologi Sifat Spektrum Prinsip Kerja
3G Software Defined Radio Statis Packet dan Circuit Switch
4G Software Defined Radio Statis Packet Switch
5G Cognitive Radio Dinamis Spectrum Sensing
25
Tabel 3.3 adalah tabel yang menunjukkan perbedaan teknologi dan sifat spektrum pada jaringan 3G, 4G dan 5G. Perbedaan pada teknologi terlihat bahwa pada jaringan 3G dan 4G menggunakan SDR, sedangkan pada 5G adalah cognitive radio yang merupakan SDR yang bekerja berdasarkan software. Spektrum pada 5G juga telah bersifat dinamis sehingga spektrum berlisensi dapat dipakai secara bersyarat oleh SU. Prinsip kerja pada generasi ini juga telah bersifat spectrum sensing.
