Teknik MIMO

2.1.1          Teknik MIMO

  Di dalam MIMO terdapat dua macam teknik yang dilakukan dalam sistem komunikasi wireless dan bergerak yakni :

a.      Spatial Multiplexing

Teknik pertama yang digunakan dalam sistem MIMO ialah multipleks spasial  (spatial multiplexing). Pada teknik ini aliran data yang berlaju dengan tinggi dipecah – pecah menjadi sejumlah aliran sesuai dengan jumlah antena pemancar masing – masing dengan laju yang lebih rendah dari aliran aslinya. Sebelum aliran data ditransmisikan oleh antena, aliran – aliran data ini dilewatkan pada matriks khusus yang berfungsi menggabungkan sinyal dari semua aliran dengan kombinasi tertentu untuk dipancarkan. Ini merupakan suatu proses multipleks yang berlangsung pada dimensi spasial karena setiap kombinasi data paralel ditujukan ke salah satu antena transmitter. Dengan sistem ini teknik spatial multiplexing memungkinkan mencapai kapasitas kanal yang besar dan juga dapat menambah spectrum efisiensi sehingga menambah kecepatan transmisi data. Gambar 2.6 a menggambarkan teknik spatial multiplexing.

Pada sistem ini diterapkan saluran umpan balik informasi dari antena receiver ke transmitter agar respon kanal dapat di estimasi. Dengan adanya umpan balik ini, transmitter dapat mengetahui nilai matrik multipleks yang optimum untuk mendapatkan kapasitas kanal yang maksimal. Salah satu teknik yang digunakan untuk mengestimasi matrik reapon kanal ialah operasi nilai singular (singular value decomposition atau SVD). Pada teknik ini dihasilkan matriks multipleks dan demultipleks yang digunakan oleh transmitter dan receiver. Konfigurasi sistem tersebut kemudian menjadi ekuivalen dengan sistem transmitter-receiver yang terhubung melalui sejumlah saluran paralel.

Sebagai contoh akan ada data yang dikirim sebesar 1 Mbps dengan bandwidth saluran sebesar 100 KHz saja dan menggunakan modulasi dengan efisiensi 1bps/Hz. Jika dalam sistem biasa bandwidth 100 KHz hanya mampu membawa sinyal data sebesar 100 kbps, tetapi dalam sistem MIMO sinyal data berukuran 1 Mbps dapat dikirim melewati saluran dengan bandwith 100 KHz dengan pembagian sinyal data sebesar 1/T, T disini ialah jumlah antena. Maka dari itu data sebesar 1 Mbps dapat melewati saluran tersebut dengan menggunakan  minimal 10 antena pada setiap sisi.

b.      Spatial diversity

Jika sebelumnya sinyal data dipecah sesuai dengan jumlah antena di setiap sisinya, lain halnya dengan teknik spatial diversity. Pada sistem ini setiap antena pengirim pada sistem MIMO mengirimkan data yang sama secara paralel dengan menggunakan coding yang berbeda pada setiap sinyal yang dikirimkan. Tujuannya ialah untuk mendapatkan kualitas sinyal setinggi mungkin dengan meamanfaatkan teknik diversity pada transmitter dan receiver.

Peningkatan kualitas sinyal dapat dilihat berdasarkan nilai parameter penguatan diversity (diversity gain), yang nilainya makin meningkat dengan makin besarnya tingkat diversity R, yaitu jumlah antena yang digunakan pada receiver. Penggunaan STC (Space Time Coding) pada sistem MIMO dengan sejumlah T antena transmitter dan R antena receiver menjanjikan tingkat diversity menjadi TxR. Sebagai contoh, dengan 4 antena pada masing – masing sisi, sistem MIMO denga STC diharapkan mampu menyediakan tingkat diversity yang setara dengan metode konvensional menggunakan 16 antena pada receiver.

Gambar 2.6. Konfigurasi MIMO: (a) Spatial Multiplexing dan (b) Transmit Diversity

2.2.4        Kelebihan dan Kekurangan Antena MIMO

a.      Kelebihan MIMO

Seperti yang telah dibahas pada pembahasan di atas, kelebihan menggunakan MIMO adalah 

·         Sinyal pantulan (multi path) sebagai penguat sinyal utama sehingga tidak saling menggagalkan.

·         Mempercepat koneksi wireless dan memperjauh jarak jangkauan.

·         Menghemat penggunaan bandwidth dan peningkatan kapasitas kanal.

b.      Kelemahan MIMO

Selain memiliki banyak kelebihan, MIMO juga memilki kelemahan, yaitu adanya waktu interval yang menyebabkan adanya sedikit delay pada antena akan mengirimkan sinyal, meskipun pengiriman sinyalnya sendiri lebih cepat. Waktu interval ini terjadi karena adanya proses dimana sistem harus membagi sinyal mengikuti jumlah antenna yang dimiliki oleh perangkat MIMO yang jumlahnya lebih dari satu.