Analisis Kinerja MIMO Masif dengan Teknik Precoding Maximum Ratio Transmission

Rusdha Muharar

Abstract


Informasi keadaan kanal atau Channel State Information (CSI) pada Base Station (BS) yang diperoleh saat pelatihan dalam transmisi uplink merupakan faktor penting dalam komunikasi pada jaringan seluler pengguna jamak (multiuser) Multi-Input Multi-Output (MIMO). Pada jaringan seluler MIMO dengan jumlah antena masif (massive MIMO) dan pelatihan berbasis pengiriman simbol pilot, pendekatan yang paling sering diadopsi adalah dengan menggunakan deretan simbol latih ortogonal yang sama untuk setiap sel. Pendekatan ini dinamakan dengan Full-Pilot Reuse (FPR). Pada makalah ini dikaji pendekatan yang jarang digunakan tetapi lebih praktis, yaitu setiap sel menggunakan deretan simbol latih ortogonal yang berbeda dan disebut sebagai skema Different Orthogonal Pilot sequences (DOP). Kajian pada makalah ini berfokus pada transmisi downlink dengan teknik precoding Maximum Ratio Transmission (MRT) pada BS. Analisis kinerja dilakukan pada dimensi tak-hingga (large system regime). Pada dimensi ini, jumlah antena dan jumlah pengguna di setiap sel menuju tak hingga dengan rasio yang tetap. Analisis pada dimensi ini menghasilkan persamaan baru untuk SINR, yang disebut dengan limiting SINR. Hasil simulasi numerik menunjukkan bahwa limiting SINR merupakan perkiraan atau pendekatan (approximation) yang akurat untuk SINR pada dimensi berhingga. Selain itu, hasil simulasi juga mengindikasikan bahwa skema DOP dapat menghasilkan SINR dan kapasitas pengguna yang lebih besar dibandingkan dengan skema FPR.

Keywords


Komunikasi Seluler Pengguna Jamak; Massive MIMO; Maximum Ratio Transmission; Analisis Dimensi Tak-Hingga; Kapasitas Pengguna

Full Text:

PDF

References


T.L. Marzetta, “Noncooperative Cellular Wireless with Unlimited Numbers of Base Station Antennas,” IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 9, No. 11, hal. 3590-3600, 2010.

L. Lu, G.Y. Li, A.L. Swindlehurst, A. Ashikhmin, dan R. Zhang, “An Overview of Massive MIMO: Benefits and Challenges,” IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, Vol. 8, No. 5, hal. 742-758, Oct. 2014.

F. Boccardi, R.W. Heath, A. Lozano, T.L. Marzetta, dan P. Popovski, “Five Disruptive Technology Directions for 5G,” IEEE Communications Magazine, Vol. 52, No. 2, hal. 74–80, Feb. 2014.

G. Fettweis dan S. Alamouti, “5G: Personal Mobile Internet Beyond What Cellular Did to Telephony,” IEEE Communications Magazine, Vol. 52, No. 2, hal. 140–145, Feb. 2014.

C.-X. Wang, F. Haider, X. Gao, X.-H. You, Y. Yang, D. Yuan, H.M. Aggoune, H. Haas, S. Fletcher, dan E. Hepsaydir, “Cellular Architecture and Key Technologies for 5G Wireless Communication Networks,” IEEE Communications Magazine, Vol. 52, No. 2, hal. 122–130, 2014.

E. Björnson, J. Hoydis, dan L. Sanguinetti, “Massive MIMO Has Unlimited Capacity,” IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 17, No. 1, hal. 574-590, 2018.

N. Krishnan, R.D. Yates, dan N.B. Mandayam, “Uplink Linear Receivers for Multi-Cell Multiuser MIMO with Pilot Contamination: Large System Analysis,” IEEE Trans. Wireless Commun., Vol. 13, No. 8, hal. 4360-4373, 2014.

J. Hoydis, S. ten Brink, dan M. Debbah, “Massive MIMO in the UL/DL of Cellular Networks: How Many Antennas Do We Need?,” IEEE J. Sel. Areas Commun., Vol. 31, No. 2, hal. 160–171, 2013.

A. Sivamalai dan J.S. Evans, “On Uplink User Capacity for Massive MIMO Cellular Networks,” Proc. IEEE Globecom, 2016, hal. 1-7.

R. Muharar dan J. Evans, “Performance Analysis of Massive MIMO Networks with Random Unitary Pilot Matrices,” Proc. IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), Barcelona, Spain, 2018, hal. 1-6.

J. Evans dan D.N.C. Tse, “Large System Performance of Linear Multiuser Receivers in Multipath Fading Channels,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 46, No. 6, hal. 2059–2078, Sep. 2000.

D.N.C. Tse dan S.V. Hanly, “Linear Multiuser Receivers: Effective Interference, Effective Bandwidth and User Capacity,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 45, No. 2, hal. 641–657, Mar. 1999.

M.J.M. Peacock, “Random Matrix Theory Analysis of Fixed and Adaptive Linear Multiuser Receivers,” PhD Thesis, University of Sydney, Sydney, Australia, 2005.

R. Muharar dan J. Evans, “Downlink Beamforming with Transmit-Side Channel Correlation: A Large System Analysis,” IEEE International Conference on Communications (ICC), 2011, hal. 1–5.

S. Wagner, R. Couillet, M. Debbah, dan D.T.M. Slock, “Large System Analysis of Linear Precoding in Correlated MISO Broadcast Channels Under Limited Feedback,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 58, No. 7, hal. 4509-4537, Jul. 2012.

A.M. Tulino dan S. Verdu, “Random Matrix Theory and Wireless Communications,” dalam Foundations and Trends in Communications and Information Theory, Vol. 1, No. 1, Boston, USA: Now Publishers Inc., 2004, hal. 1-182.

R. Couillet dan M. Debbah, Random Matrix Methods for Wireless Communications, Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2011.

Z.D. Bai dan J.W. Silverstein, Spectral Analysis of Large Dimensional Random Matrices, Berlin, Germany: Springer, 2010.

R. Muharar dan J. Evans, “Optimal Training for Time-Division Duplexed Systems with Transmit Beamforming,” Australian Communications Theory Workshop (AusCTW), 2011, hal. 158-163.

M. Debbah, W. Hachem, P. Loubaton, dan M. de Courville, “MMSE Analysis of Certain Large Isometric Random Precoded Systems,” IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 49, No. 5, 1293-1311, 2003.




DOI: http://dx.doi.org/10.22146/jnteti.v8i3.524

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2019 Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi (JNTETI)

JNTETI (Jurnal Nasional Teknik Elektro dan Teknologi Informasi)

Departemen Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
Jl. Grafika No 2. Kampus UGM Yogyakarta 55281
+62 274 552305
jnteti@ugm.ac.id