Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang
Volume 8 – ISSN: 2085-2347
REDUKSI PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO PADA SINYAL OFDM MENGGUNAKAN SKEMA HYBRID ENHANCED PARTIAL TRANSMIT SEQUENCE-TONE RESERVATION Aries Pratiarso1, Dita Vernanda2, Yoedy Moegiharto3 , Hendy Briantoro4 Program Studi Teknik Telekomunikasi Departemen Teknik Elektro Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS) 1
[email protected], 2 dita.vernanda@gmail,com, 3
[email protected], 4
[email protected]
Abstrak Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) memiliki kelemahan yaitu nilai Peak To Average Poser Ratio (PAPR) yang tinggi yang dapat meningkatkan kompleksitas Analog to Digital Converter (ADC) maupun Digital to Analog Converter (DAC) serta mengurangi efisiensi dari power amplifier. Dalam penelitian ini digunakan teknik hybrid Partial Transmit Sequence (PTS) Tone Reservation (TR) untuk mereduksi PAPR yang tinggi trsebut. Pada teknik Partial Transmit Sequence, data sekuen dalam ranah frekuensi dibagi ke dalam beberapa subblok yang saling terpisah (disjoint subblok) menggunakan Interleave Partitioning (IP), kemudian dikalikan dengan factor fase untuk membuat bakal sinyal yang akan dikirimkan. Teknik clipping – filtering membangkitkan peak canceling signal yang digunakan sebagai reserved tone untuk ditambahkan pada data tone ketika melalui proses tone reservation. Hasil simulasi menunjukkan bahwa teknik Hybrid PTS – TR mampu mereduksi nilai PAPR yang tinggi. Hasil kinerja sistem dibuktikan dengan menggunkan kurva Complementary Cumulative Distribution Function (CCDF). Kata kunci : Peak to Average Power Ratio (PAPR), OFDM, Clipping, Tone Reservation (TR), Partial Transmit Sequence (PTS), CCDF
1.
pemancarnya [Y. S. Cho, J. Kim, W. Y. Yang and C. G. Kang (2010)]. Solusi terhadap masalah tersebut adalah menerapkan teknik reduksi PAPR antara lain Selective mapping (SLM) [R. Bäuml, R.F.H. Fischer, and J.B. Huber (1996)], partial transmit sequence (PTS) [S. Müller and J.B. Huber, (1997)], tone reservation (TR) [B. Krongold and D. Jones, (2004)], Cliping and Filtering dan lain sebagainya.
Pendahuluan
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah sebuah teknik transmisi yang menggunakan beberapa frekuensi yang orthogonal. Deretan data dengan laju transmisi tinggi dipilah menjadi beberapa laju data rendah dan dikirimkan melalui beberapa subcarrier. Sistem OFDM mampu meningkatkan ketahanannya terhadap gangguan kanal frequency selective fading, lebih efisien dalam pemanfaatan bandwidth, tidak sensitif terhadap sinyal tunda serta mengurangi ISI (Intersymbol Interference) dan ICI (Intercarrier Interference). Sedangkan kelemahannya adalah sangat peka terhadap sinkronikasi waktu dan frekwensi serta memiliki nilai PAPR yang tinggi dalam ranah waktu. Tingginya nilai PAPR karena beberapa komponen sinyal hasil modulasi subcarrier saling menjumlah dalam operasi IFFT. Nilai PAPR yang tinggi dapat menurunkan SQNR (Signal-to-Quantization Noise Ratio) pada komponen ADC dan DAC serta menurunkan efisiensi penguat daya pada
Pada teknik PTS, deretan informasi data input dipecah menjadi sejumlah subblok yang saling terpisah, kemudian dilakukan proses pembobotan dengan sekumpulan faktor fase yang akan menghasilkan bakal-bakal sinyal OFDM yang dikirimkan. Bakal sinyal yang dikirimkan adalah sinyal OFDM yang memiliki nilai PAPR terkecil. Pada teknik clipping, sinyal input dibatasi pada ambang batas yang telah ditentukan sebelumnya. Sedangkan pada teknik tone reservation terjadi penambahan reserved tone terhadap sinyal asli.
D-8
Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Pada penelitian ini, dilakukan analisa kinerja teknik reduksi Hybrid PTS-TR untuk mereduksi tingginya nilai PAPR.
Volume 8 – ISSN: 2085-2347
2. Teori Penunjang
{𝑥𝑘 } adalah inverse discrete Fourier transform (IDFT) dari blok data X dengan zero padding (L-1)/N. pada umumnya, nilai oversampling yang digunakan adalah L=4, yang telah terbukti cukup akuran dalam perhitungan PAPR. Perhitungan PAPR dari L oversampled dalam ranah waktu dinyatakan :
2.1 Sistem OFDM dan PAPR
maks |𝑥𝑘 |2 PAPR = 10 log10 0≤𝑘≤𝑁𝐿−1 2 𝐸[|𝑥𝑘 | ]
Sebuah data blok simbol kompleks hasil modulasi dengan panjang N dapat dinyatakan sebagai sebuah vektor , X = [X0, X1, X2, ….., XN-1 ]T, N menyatakan jumlah subcarrier. Durasi waktu sebuah simbol Xk dalam X sebesar T. Setiap simbol dalam X memodulasi satu subcarrier dari satu kumpulan subcarrier, {fk , k, = 0, 1,.., N -1}. Setiap subcarrier bersifat saling orthogonal, yaitu bila fk = kΔf dengan kΔf = 1/NT dan NT menyatakan durasi simbol OFDM. Selubung kompleks (sinyal OFDM dalam ranah waktu) yang mengandung N subcarrier dinyatakan : 𝑥(𝑡) =
1
Dengan 𝐸[. ] adalah operator ekspektasi.
2.2 Partial Transmit Sequence Pada teknik PTS, sebuah deretan informasi data input dipecah menjadi sejumlah subblok yang saling terpisah, setelah proses IFFT kemudian dirotasi oleh sekumpulan faktor fase yang akan menghasilkan bakal-bakal sinyal OFDM yang dikirimkan. Bakal sinyal yang dikirimkan adalah sinyal OFDM yang memiliki nilai PAPR terkecil [S. Müller and J.B. Huber, (1997)].
𝑁−1
∑ 𝑋𝑘 . 𝑒 𝑗2𝜋𝑓𝑘 𝑡 , √𝑁 𝑘=0
0 ≤ 𝑡 ≤ 𝑁𝑇
(1)
Deretan simbol X dalam ranah frekuensi dibagi menjadi V buah subblok yang saling terpisah, yang direpresentasikan oleh vektor, {X(v) , v = 0, 1, …, V-1}, panjang setiap subblok sebanyak N.
dengan j = √−1, Δf adalah jarak antar subcarrier. PAPR sinyal OFDM adalah perbandingan antara daya maksimum sinyal OFDM dengan daya rataratanya, dinyatakan seperti [Jiang, Tao, (2008)] :
𝑉−1
𝑿 = ∑ 𝑋 (𝑣)
max |𝑥(𝑡)|2
𝑃𝐴𝑃𝑅 =
0≤𝑡≤𝑁𝑇 𝑁𝑇 1/𝑁𝑇. ∫0 [|𝑥(𝑡)|2 ]𝑑𝑡
(5)
𝑣=0
(2)
(𝑣)
(𝑣)
(𝑣)
(𝑣)
dengan, 𝑋 (𝑣) = [𝑋0 𝑋1 ⋯ 𝑋𝑁−1 ] , 𝑋𝑘 = 𝑋𝑘 atau 0 (1 ≤ v ≤ V-1). Dengan oversampling L, maka panjang setiap subblok menjadi 𝑋 (𝑣) =
|𝑥(𝑡)| adalah nilai magnitude dari x(t). Daya puncak terjadi jika N buah simbol hasil modulasi yang dijumlahkan memiliki fase yang sama. Distorsi tak linier pada HPA terjadi pada ranah analog, sedangkan pemrosesan sinyal untuk mereduksi nilai PAPR dilakukan pada ranah digital. Nilai PAPR pada ranah digital tidak sama dengan nilai PAPR pada ranah analog, tetapi dengan proses oversampling pada sinyal dalam ranah digital nilai PAPR kedua ranah mendekati sama.
(𝑣)
(𝑣)
(𝑣)
[𝑋0 𝑋1 ⋯ 𝑋𝐿𝑁−1 ]. Lalu, subblok- subblok tersebut ditranformasi menjadi deretan-deretan parsial ranah waktu melalui proses IFFT seperti, 𝑥 (𝑣) = 𝐼𝐹𝐹𝑇(𝑋 (𝑣) )
(6)
Kemudian deretan-deretan parsial tersebut dirotasi dengan faktor-faktor fase b = {𝑏𝑚 =𝑒 𝑗𝜃𝑣 , 𝑣 = 0,1, … , 𝑉 − 1 } untuk mendapatkan sinyal OFDM ranah waktu dengan PAPR terendah,
Pada makalah ini, perkiraan hanya pada jarak NL sample dari x(t). “L-times oversampled” dalam domain waktu direpresentasikan sebagai sebuah vector x = [x0, x1, … , xNL-1] T dan dinyatakan [Jiang, Tao, (2008)] :
𝑉−1
𝒙 = ∑ 𝑏𝑣 𝑥 (𝑣) , 𝑏𝑣 = {𝑒 𝑗𝜃𝑣 , 𝑣 = 0, 1, ⋯ , 𝑉 − 1} (7) 𝑣=0
Dipilih sebuah kombinasi b = [b1, b2, …, bV ] untuk mendapatkan hasil optimum, yakni nilai PAPR minimum. Kombinasi tersebut dinyatakan seperti:
𝑁−1
𝑗2𝜋𝑘𝑛Δ𝑓𝑇 𝑇 1 𝐿 𝑥𝑘 = 𝑥 (𝑘. ) = ∑ 𝑋𝑛 . 𝑒 , 𝐿 √𝑁
(4)
(3)
𝑛=0
k = 0,1,…NL-1
𝑏 = [𝑏1 , 𝑏2 , ⋯ , 𝑏𝑉 ]
D-9
Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang 2
𝑉
= arg .
min
(𝑏1 ,𝑏2 ,⋯,𝑏𝑉 )
( max |∑ 𝑏𝑣 𝑥 1≤𝑛≤𝐿𝑁
(𝑣)
| )
Volume 8 – ISSN: 2085-2347 reservation. Jika reserved tone l dalam ranah frekuensi C = [C0, C1,...CN-1] ditambakan pada X sinyal domain frekuensi, sinyal ranah waktu yang baru didefinisikan :
(8)
𝑣=1
Dengan arg min [(·)] menyatakan judgment condition bahwa output memberikan nilai fungsi minimum, yang mencari dan menemukan faktor 𝐛 terbaik untuk mengoptimalkan nilai PAPR. Diagram blok teknik reduksi PTSditunjukkan seperti gambar 1.
𝑥 + 𝑐 = IFFT(𝑋 + 𝐶)
(9)
Masalah utama pada teknik reduksi Tone Reservation adalah kompleksitas dalam mencari sinyal reduksi atau reserved tone C. Teknik Tone Reservation yang memakai reserved tone sebanyak Nr buah subcarrier untuk mereduksi PAPR, sehingga jumlah subcarrier yang digunakan untuk data tone sebanyak (N-Nr) buah untuk transmisi data. Rasio Tone reservation, R =
x
𝑁𝑟 𝑁
pada umumnya kecil.
Sinyal hasil penggabungan antara reserved tone dan data tone dalam ranah waktu dinyatakan seperti, 𝑥̂(𝑡) = 𝑥(𝑡) + 𝑐(𝑡) =
1 √𝑁
𝑁
∑2
−1
𝑘=−
(𝑋𝑘 + 𝐶𝑘 )𝑒 𝑗2𝜋𝑘𝑡/𝑇 ,
𝑁 2
(10)
0≤t≤T
Gambar 1. Diagram Blok Teknik PTS.
PAPR dari sinyal OFDM dengan skema TR didefinisikan sebagai :
2.3 Enhanced PTS
PAPR =
Dalam teknik PTS terdapat tiga jenis pembagian subblok-subblok yakni dengan metode adjacent, interleave dan pseudo random [Kang, S.G., Kim, J.G., and Joo, E.K. (1999)]. Pada makalah ini digunakan hybrid adjacent dan interleaved partitioning pada sebagai algoritma enhanced PTS. Sejumlah N subcarrier dibagi ke dalam V buah subblok menurut adjacent partitioning, kemudian setiap sublok dipecah lagi menurut interleaved partitioning sehingga jumlah subblok makin banyak.
3.
max |𝑥(𝑡)+𝑐(𝑡)|2 𝐸{|𝑥(𝑡)|2 }
(11)
Perencanaan Sistem
Ide dasar dari penggabungan dua metode PTS dan TR ini adalah kemampuan dari masing – masing metode dalam mereduksi PAPR pada sistem OFDM. Pada teknik hybrid ini dibutuhkan pemrosesan sinyal baik dalam ranah waktu maupun ranah frekuensi. Pada tone reservation terjadi penambahan reserved tone yang diambilkan dari sinyal hasil potongan teknik clipping-filtering terhadap sinyal OFDM asli. Gambar 2 menunjukkan diagram blok dari sistem yang digunakan. Sedangkan tabel 1 menunjukkan parameter yang digunakan pada penelitian ini.
Kemudian sinyal pada tiap subblok diubah ke dalam ranah waktu dengan proses IFFT, dan dikalikan dengan faktor fase bv lalu hasil semua perkalian dijumlahkan menghasilkan sinyal-sinyal OFDM untuk dipilih yang memiliki nilai PAPR terkecil sebagai sinyal OFDM yang akan dikirim.
2.4 Teknik Reduksi Tone Reservation (TR) Inti dari teknik TR adalah menemukan blok data dalam ranah waktu c untuk ditambahkan ke sinyal asli dalam ranah waktu x sebagai reserved tone untuk mengurangi amplitudo sinyal sehingga nilai PAPR dapat direduksi. {c = cn n = 0,1,…1 N-1} menunjukkan simbol komplek untuk tone reservation pada tone yang ditambahkan. Dengan demikian, vektor data menjadi x+c setelah proses tone
D-10
Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Gambar 2. Blok diagram teknik reduksi PAPR hybrid TR - PTS
clipping noise terfilter dengan sebuah factor konstan 𝛽̅ dan mengurangi clipping noise tersebut dari symbol OFDM yang asli. Algoritma ini dapat dinyatakan : 1. Tentukan sebuah nilai threshold A dan reserved tone R secara acak. 2. Tentukan nilai L dan hitung 𝛽̅ menggunakan persamaan :
Tabel 1. Parameter Sistem Parameter
Nilai
Subcarrier
128
Subblok
4 β=
Clipping Ratio (CR)
1,4 dan 2
Faktor fase (b)
2
(12)
dengan A, adalah level threshold yang ditentukan, dan 𝜃(𝑡) adalah fase dari x(t). Peak canceling signal, 𝑐(𝑡) = 𝑥(𝑡) − 𝑥̃(𝑡)
3.3 Algoritma Adaptive-Scaling Tone Reservation Jika reduksi PAPR yang besar diperlukan, maka diajukan sebuah algoritma adaptive-sacaling tone reservation. Berbeda dengan constan-scaling yang menggunakan 𝛽̅ tetap Algoritma ini menghitung β untuk setiap symbol OFDM. Algoritma adaptivescaling tone reservation, sebagai berikut : 1. Atur sebuah threshold A dan R, pilih maksimum iterasi L. Runtime: Pada tiap (N-Nr) symbol OFDM Hitung xk menggunakan (3) a. Jika 𝑚𝑎𝑥0≤𝑛≤𝐽𝑁−1 | xk | > A, lanjut ke langkah 3; jika tidak, kirim xk danhentikan algoritma. b. Hitung fk menggunakan :
x(t)
0
Channel N
0 c(t)
0 C[1] 0 N
(14)
(13)
Sinyal 𝑐(𝑡) inilah yang digunakan sebagai reserved tone. Gambar 3 menunjukkan ilustrasi dari teknik tone reservation.
X[2]
𝑐𝑙𝑖𝑝𝑝𝑖𝑛𝑔 𝑛𝑜𝑖𝑠𝑒 𝑡𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑎𝑚𝑎
Selama proses dilakukan : 1. Pendistribusian (N - Nr) symbol input pada data tone Rc , dan hitung sinyal xn ranah waktu. Perhatikan bahwa oversampling diperlukan. 2. Jika PAR > A. lanjut ke langkah 3; jika tidak, kirimkan xk dan akhiri. 3. Potong xk sesuai threshold A untuk mencari clipping noise fk. 4. Filter fk pada tone reservation dan hasilkan cn : a. Ubah fn ke ranah frekuensi untuk menghasilkan Fk = fft (f), dimana f = [f0,…, fJN-1 ]. b. Hasilkan clipping noise terfilter 𝐅̂ dengan menjaga elemen Fk untuk k ϵ R, dan atur yang lain menjadi nol. c. Peak reduction signal Ck = -𝛽̅ 𝐹̂ k. d. Ubah Ck ke ranah waktu untuk menghasilkan ck menggunakan operasi IFFT.
Teknik optimasi yang paling sederhana untuk tone reservation adalah dengan clipping - filtering. Dari teknik ini akan didapatkan peak canceling signal c(t) yang digunakan sebagai reserved tone untuk ditambahkan pada sinyal OFDM asli x(t). Sinyal OFDM hasil proses teknik PTS di-clipping, sehingga didapatkan sinyal OFDM terpotong 𝑥̃(𝑡), 𝐴𝑒 𝑗𝜃(𝑡) , |𝑥(𝑡)| > 𝐴 𝑥̃(𝑡) = { |𝑥(𝑡)| ≤ 𝐴 𝑥(𝑡),
𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑙𝑖𝑝𝑝𝑖𝑛𝑔 𝑛𝑜𝑖𝑠𝑒 𝑡𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙𝑡𝑒𝑟 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝐿 𝑖𝑡𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖
dan 𝛽̅ adalah rata –rata dari β.
3.1 Optimasi Tone Reservation
X[0]
Volume 8 – ISSN: 2085-2347
x(t)+c(t)
C[N-1]
Gambar 3. Ilistrasi Tone Reservation
fk = x(t) - 𝑥̃(t) 3.2Algoritma Constant-Scaling Tone Reservation c. Jika tingginya nilai PAPR dapat ditoleransi, namun kompleksitas perhitungan yang rendah merupakan fokusnya, maka algoritma constant scaling digunakan. Algoritma ini men-skalakan
d. e.
D-11
Ubah fk ke ranah frekuensi untuk menghasilkan Fk menggunakan operasi FFT. Atur Fk = 0 untuk semua k ∉ R. Ubah Fk ke ranah waktu untuk mnghasilkan 𝑓̂k menggunakan operasi IFFT.
Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang f. g.
Cari sinyal puncak dari fk. Hitung 𝛽 (𝑜𝑝𝑡) menggunakan : 𝛽 (𝑜𝑝𝑡) =
Re[∑𝑛𝜖𝑆𝑝 𝑓𝑘 𝑓̂𝑘∗ ]
Dari tabel 2 terlihat bahwa teknik reduksi Hybrid Enhanced PTS - TR memperbaiki kinerja dari teknik lainnya. Hal ini dikarenakan sinyal OFDM telah mengalami penurunan nilai PAPR pada saat diproses oleh PTS sebelum masuk pada proses Enhanced Tone Reservation. Untuk mendapatkan nilai probabilitas PAPR>PAPR0 (CCDF) sebesar 0,0001, dibutuhkan level threshold 8 dB untuk sinyal Enhanced PTS-TR.
(15)
∑𝑛𝜖𝑆𝑝 |𝑓̂𝑘 |2
dengan Re[x] adalah bagian real dari x dan (.)* merepresentasikan konjugasi kompleks. Hitung sinyal puncak OFDM tereduksi 𝑥̂ n = xn - 𝛽 (𝑜𝑝𝑡) 𝑓̂𝑘 . Jika max|𝑥̂𝑘 | > A dan jumlah iterasi kurang dari L, maka xk = 𝑥̂𝑘 dan lanjut ke langkah 3. Jika tidak, kirimkan 𝑥̂𝑘 dan hentikan algoritma.
h.
4.
Volume 8 – ISSN: 2085-2347
Kinerja skema hybrid Enhanced PTS – TR dibandingakan dengan skema yang lain seperti ditunjukkan oleh gambar 5. Sistem ini menggunakan subcarrier N=128, jumlah subblok V = 4, faktor fase b = 2, CR=2, tone reservation = 1/2xN dan modulasi QPSK.
Hasil Simulasi
Perhitungan simulasi menggunakan bahasa pemrograman Matlab. Kinerja skema hybrid Enhanced PTS – TR dibandingakan dengan skema yang lain seperti ditunjukkan oleh gambar 5. Sistem ini menggunakan subcarrier N=128, jumlah subblok V = 4, faktor fase b = 2, CR=1.4, tone reservation = 1/2xN dan modulasi QPSK.
-1
Pr(PAPR>PAPR0)
10
OFDM PTS PTS-TR Enhanced-PTS Enhanced-PTS-TR
-1
10
OFDM PTS PTS-TR Enhanced-PTS Enhanced-PTS-TR
10
Kurva Reduksi PAPR
0
Kurva Reduksi PAPR
0
10
-2
10
-3
10
Pr(PAPR>PAPR0)
-4
10
4
5
6
7
8 PAPR0/dB
9
10
11
12
-2
10
Gambar 6. Kinerja system dengan teknik Hybrid PTS - TR untuk berbagai nilai CR
-3
10
Tabel 3. Perbandingan kinerja teknik reduksi PAPR
-4
10
4
5
6
7
8 PAPR0/dB
9
10
11
12
Nilai PAPR0 pada pengamatan CCDF 1x10-4
Gambar 5. Perbandingan kinerja sistem reduksi PAPR
OFDM Asli
11,4 dB
PTS
9,8 dB
Tabel 2. Perbandingan kinerja teknik reduksi PAPR
PTS - TR
Nilai PAPR0 pada pengamatan CCDF 1x10-4 OFDM Asli
11,4 dB
PTS
9,8 dB
PTS – TR
8,1 dB
Enhanced-PTS
8,9 dB
Enhanced-PTS-TR
Enhanced-PTS Enhanced-PTS-TR
6,2 dB 9 dB 5,6 dB
Pada sinyal OFDM asli, untuk mendapatkan nilai probabilitas PAPR>PAPR0 (CCDF) sebesar 0,001, sinyal OFDM yag ditunjukkan oleh kurva yang berwarna biru muda membutuhkan level threshold sebesar 11,4 dB. Sedangkan untuk teknik Hybrid Enhanced PTS-TR dibutuhkan level threshold 5,6 dB.
8 dB
D-12
Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Selanjutnya yaitu pengamatan hasil simulasi Hybrid Enhanced PTS – TR dengan membandingkan antara constant-scaling dan adaptive-scaling. Pada simulasi ini digunakan parameter subcarrier N= 512, CR = 1.4, iterasi L =16, subblok V= 4 dan modulasi QPSK.
Teknik Reduksi Hybrid Enhanced PTS - TR
0
10
constant V =4 constant V=8 adaptive V=4 adaptive V=8
-1
CCDF (Pr[PAPR>PAPR0])
10
Kurva Reduksi PAPR
0
Volume 8 – ISSN: 2085-2347
10
PTS Enhanced-Constant-PTS-TR Enhanced-Adaptive-PTS-TR
-2
10
-3
10
-1
10
Pr(PAPR>PAPR0)
-4
10
2
3
4
5
6 PAPR0 [dB]
7
8
9
10
-2
10
Gambar 8. Perbandingan kinerja Hybrid Enhanced PTS-TR constan-scaling dan adaptive scaling beda subblok
-3
10
-4
10
4
5
6
7 8 PAPR0/dB
9
10
11
Gambar 7. Perbandingan kinerja Hybrid Enhanced
Tabel 5. Nilai PAPR0 Teknik Hybrid PTS-TR dengan berbeda subblok
Nilai PAPR0 pada pengamatan CCDF 10-4
Tabel 4. Nilai PAPR0 untuk constant-scaling dan adaptive-scaling
Constant-scaling V = 4
7,4 dB
Nilai PAPR0 pada pengamatan CCDF 10-4
Constant-scaling V = 8
7,3 dB
Adaptive-scaling V = 4
5,8 dB
Adaptive-scaling V = 8
5,6 dB
PTS
10,2 dB
Constant-scaling
7,9 dB
Adaptive-scaling
6,3 dB
Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa untuk jumlah iterasi yang sama adaptive scaling pada Hybrid Enhanced PTS-TR memberikan kinerja 1,6 dB lebih baik.
Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa subblok 8 memberikan kinerja lebih baik daripada subblok 4. Hal ini dikarenakan semakin besar jumlah subblok maka semakin banyak pula kombinasi pencarian PAPR terkecil yang dicari.
Selanjutnya yaitu pengamatan hasil simulasi Hybrid Enhanced PTS – TR untuk constan-scaling dengan parameter berbeda subblok. Pada simulasi ini digunakan parameter subcarrier N= 512, CR = 1.4, iterasi L =16, subblok V= 4 dan 8 dan dengan menggunakan modulasi QPSK.
Selanjutnya yaitu pengamatan hasil simulasi Hybrid Enhanced PTS – TR untuk constan-scaling dengan parameter berbeda iterasi. Pada simulasi ini digunakan parameter subcarrier N= 512, CR = 1.4, iterasi L =16, subblok V= 4 dan dengan menggunakan modulasi QPSK.
D-13
Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang
2. Teknik Hybrid Enhanced Adaptive-scaling PTS-TR memberikan kinerja 1,6 dB lebih baik daripada Teknik Hybrid Enhanced Constant-scaling PTS-TR. 3. Teknik Hybrid Enhanced Constant-scaling PTS-TR dengan nilai clipping ratio 2 atau 6 dB memerikan kinerja yang lebih baik daripada nilai clipping ratio 1,4 atau 3 dB. 4. Semakin banyak jumlah subblok yang digunakan, maka semakin bagus pula kinerja dari system reduksi PAPR
Teknik Reduksi Hybrid Enhanced PTS - TR
0
10
constant iterasi=5 constant iterasi=10 constant iterasi=16 adaptive iterasi=5 adaptive iterasi=10 adaptive iterasi=16
-1
CCDF (Pr[PAPR>PAPR0])
10
Volume 8 – ISSN: 2085-2347
-2
10
-3
10
-4
10
3
4
5
6
7 PAPR0 [dB]
8
9
10
11
Daftar Pustaka:
Gambar 9. Perbandingan kinerja Hybrid Enhanced PTS-TR constan-scaling dan adaptive scaling beda iterasi
B. KRONGOLD AND D. JONES. (2004): AN ACTIVE-SET APPROACH FOR OFDM PAR REDUCTION VIA TONE RESERVATION. IEEE TRANS. SIGNAL PROCESSING, VOL. 52, NO. 2, PP. 495–509.
Dari hasil simulasi terlihat bahwa untuk constant-scaling parameter jumlah iterasi tidak memberikan pengaruh yang signifikan dikarenakan pada algoritma constant scaling hanya dibutuhkan 1 kali iterasi. Sebaliknya untuk algoritma adaptivescaling jumlah iterasi 16 memberikan kinerja yang paling bagus
JIANG, TAO. (2008): AN OVERVIEW: PEAK-TOAVERAGE POWER RATIO REDUCTION TECHNIQUES FOR OFDM SIGNALS. IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING, VOL. 54, NO. 2. JOONG HEO, SEOK, HYUNG-SUK NOH DAN JONGSEON NO. (2007): A MODIFIED SLM SCHEME WITH LOW COMPLEXITY FOR PAPR REDUCTION OF OFDM SYSTEMS. IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING, VOL. 53, NO. 4.
Tabel 6. Nilai PAPR0 Teknik Hybrid PTS-TR dengan berbeda subblok Nilai PAPR0 pada pengamatan CCDF 10-3 Constant iterasi = 5
KANG, S.G., KIM, J.G., AND JOO, E.K. (1999): A
7,2 dB
NOVEL SUBBLOCK PARTITION SCHEME FOR PARTIAL
Constant iterasi = 10
7,2 dB
Constant iterasi = 16
7,2 dB
Adaptive iterasi = 5
6,8 dB
Adaptive iterasi
6,3 dB
SEQUENCE OFDM. IEEE TRANS. BROADCAST., 45, (3), PP. 333–338. TRANSMIT
R.BÄUML, R.F.H. FISCHER, AND J.B. HUBER. (1996): REDUCING THE PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO OF MULTICARRIER MODULATION BY SELECTED MAPPING. IEE ELECTR. LETTERS, PP. 2056–2057.
= 10 Adaptive iterasi = 16
5.
S. MÜLLER AND J.B. HUBER. (1997): OFDM WITH REDUCED PEAK-TO-AVERAGE POWER RATIO BY OPTIMUM COMBINATION OF PARTIAL TRANSMIT SEQUENCES. IEE ELECTR. LETTERS, PP. 368–369.
5,8 dB
WANG, LUQIN, (2008): ANALYSIS OF CLIPPING NOISE
Kesimpulan dan Saran
AND TONE RESERVATION ALGORITHMS FOR PEAK IN OFDM SYSTEMS. IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, VOL. 57, NO. 3. REDUCTION
Berdasarkan pada hasil simulasi kinerja teknik hybrid partial trasnmite sequence – tone reservation pada sistem OFDM diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Teknik hybrid Enhanced PTS – TR memberikan kinerja yang 0,9 dB lebih dalam mereduksi nilai PAPR dibandingkan teknik PTS.
Y. S. CHO, J. KIM, W. Y. YANG AND C. G. KANG. (2010): MIMO-OFDM WIRELESS COMM. WITH MATLAB. JOHN WILEY AND SONS, PP. 2-8, S’PORE,.
D-14
