Kooperatif MIMO
MIMO merupakan teknologi mutakhir yang dapat meningkatkan domain spasial pada kanal fading yang bersifat bergerak (mobile) yang dapat meningkatkan komunikasi wireless.
MIMO konvensional yang kita ketahui adalah point to point atau kolokasi (collocated), yang membutuhkan antena pengirim dan penerima untuk komunikasi secara langsung yang tentu saja melibatkan banyak antena. Di dalam prakteknya tidak semua perangkat menggunakan teknologi MIMO karena mempertimbangkan dari sisi hardware, ukuran, dan juga harga.
Kooperatif MIMO dikenal juga dengan Virtual MIMO atau Distributed MIMO, bertujuan untuk mendistribusikan antena dengan menggunakan perangkat multiple radio untuk memperoleh beberapa keuntungan lebih jika dibandingkan dengan konvensional MIMO.
Ide dasar dari kooperatif MIMO adalah gabungan beberapa antena yang disebut dengan Virtual Antena Array (VAA), untuk kemudian digabungkan menjadi komunikasi MIMO, Transmisi kooperatif MIMO meliputi link point to point radio yang didalamnya termasuk link VAA dan link VAA dari perangkat yang berbeda.
Kooperatif MIMO untuk komunikasi relay dikenal dengan 3 strategi kooperatif : amplify and forward, decode and forward, dan compress and forward.
Kelebihan Kooperatif MIMO
- menambah jumlah kapasitas user
- meningkatkan throughput
- meningkatkan coverage area
- menambah perangkat mobility wireless secara efektif
Kekurangan Kooperatif MIMO
1. Sistem menjadi lebih kompleks
2. Overhead sinyal menjadi lebih besar
Untuk MIMO pada sistem komunikasi selular, terdapat 3 jenis dari cooperatif MIMO :
a) Coordinated multipoint transmission (COMP)
Teknik yang digunakan dengan bersatunya BS yang saling interferensi sinyal intercell sehingga dapat meningkat perangkat penerimaan di MS. Digunakan untuk sharing data dan channel state information (CSI) diantara beberapa BS yang berdekatan (neighboring). Antara BS saling berkoordinasi transmisi sinyal downlink dan menggabungkan proses penerimaan sinyal uplink. Teknik COMP dapat efektif ketika jika ada suatu BS yang bermasalah tentang pengiriman sinyal, power gain, dan diversity gain, sehingga BS yang berdekatan dapat saling membantu komunikasi. Keuntungan lainnya adalah meningkatkan high speed pada backbone untuk pertukaran informasi.
ComP menjadi kajian yang menarik dibeberapa penelitian dikampus maupun di industri beberapa tahun belakangan ini, dan menjadi kandidat yang kuat untuk standar teknologi 4G. Teknik COMP ini hanya berkonsentrasi untuk BS ke MS dan Fixed to Mobile (F2M)
b) Fixed Relay
Ciri utama pada teknik adalah low cost dan infrastruktur fixed radio yang menghubungkan backhaul tapi kabel (wired). Teknik ini menyimpan data yang diterima dari BS dan kemudian di forward ke MS, begitu sebaliknya. Fixed relay (RS) menggunakan power transmisi yang lebih kecil. Kerugian menggunakan fixed relay adalah proses relay yang lebih lama (delay) dan lebih memiliki potensi interferensi penggunaaan frekuensi reuse. Teknik ini dapat mencakup BS-MS, BS-RS, RS-RS dan RS-MS.
c) Mobile Relay
Mengakomodasi fleksibilitas dari berbagai model traffic dan mengadaptasi dari lingkungan propagasi. Mobile relay menjadi lebih cepat dan biaya yang dibutuhkan rendah, karena tidak membutuhkan infrastuktur yang fixed. Dan sama seperti fixed relay, mobile relay dapat memperluas area coverage, mengurangi transmisi power, meningkatkan kapasitas di penerima (MS). Sementara kelemahan dari sistem ini adalah kurang reliable jika dibandingkan dengan fixed relays untuk komunikasi jaringan yang tinggi dan tidak stabil, di sisi perangkat (MS) penggunaan baterai menjadi lebih besar.
Gambar jenis kooperatif MIMO
Model Kanal
Sampai dengan saat ini belum ada standar yang mengeluarkan untuk model kanal kooperatif MIMO, yang dijadikan landasan untuk mengukur model kanal yang paling akurat. Pendekatan dalam melakukan standarisasi dibangun menjadi dua macam yaitu model sistem simulasi dan model kalibrasi. Model sistem simulasi dimaksudkan untuk penilaian kinerja algoritma yang akurat dan sistem yang berbeda. Model kalibrasi adalah model sederahan yang dikembangkan untuk pengujian kesesuaian perangkat dan teknologi yang berbeda.
Penelitian tentang model kanal MIMO dikembangkan sesuai dengan kebutuhan riset masing-masing akademik atau industri seperti model kanal COST 259/273, 3GPP SCM, SCM-Extended, WINNER II, IEEE 802.11n, Stanford University Interim (SUI), IEEE 802.16.
Dari sekian banyak jenis model kanal, 3 yang paling mendekati model kanal MIMO :
- SCM adalah model kanal yang dikembangkan 3GPP tahun 2003 untuk mengevaluasi MIMO pada skema high-speed downlink packet access (HSDPA). SCM mampu bekerja pada frekuensi tengah 2 GHz dan lebar bandwith 5 MHz.
- WINNER II, dikembangkan oleh IST-WINNER II tahun 2007 dimana sistem ini merepresentasikan state of the art dari model kanal wireless. Mendukung frekuensi tengah di 2 – 6 GHz dan lebar bandwidth 100 MHz.
- IEEE 802.16j, merupakan yang diadopsi dari model SUI dan dikembangkan tahun 2007 untuk pengembangan relay model IEEE 802.16j untuk sistem WIMAX. Support frekuensi tengah 5 GHz dan maksimum sistem bandwidth 20 MHz.
Tabel Model Kanal MIMO
