MIMO STC 2×2 MODEL BASED On WiMAX 802.16e-2005 STANDARD

ABSTRACT

This final project describes designing and simulating MIMO STC 2×2 based on WiMAX 802.16e-2005 Standard. Model also must fullfil specification of WiMAX Forum Wave-2 System Profile. This model will be used as reference for WiMAX Wave-2 hardware (chip) design. MIMO STC model needs two subsistem, MIMO STC transmitter subsistem and MIMO STC receiver subsistem. First, MIMO STC transmitter subsistem which is consist of MIMO switch, STC decoder dan MIMO subcarrier mapper. Second, MIMO STC transmitter subsistem which is consist of MIMO subcarrier demapper, MIMO channel estimator, dan STC decoder. Simulation shows the performance of designed model BER Vs SNR has fullfil the minimum perfomance requirement of the Standard. The same BER performance was achieved at SNR 4-9 dB lower than standar requirement. Designed model also exceeds performance of a system with similar specification on the literature. Our model performance had SNR 10-12 dB lower than literature. This is because our model only uses the bit precision process (quantization process from decimal to binery) only in demodulation and channel decoding. Also noted, Performance of model with Lagrange-2 interpolation is better than model with linear estimation. This is because; real channel response which is in form of nonlinear curve so Lagrange-2 interpolation could estimate better than linear interpolation. Final conclusion, our model has fullfil the requirement to be used as reference in hardware design.

Keywords: WiMAX, MIMO, STC, multipath fading, channel, PUSC, Wave-2

PERANCANGAN MODEL MIMO STC 2×2 BERBASIS STANDAR WiMAX 802.16e-2005

ABSTRAK

Tugas akhir ini merancang dan menyimulasikan model MIMO mode STC yang memenuhi spesifikasi Standar WiMAX 802.16e-2005 dan spesifikasi Profil Sistem Wave-2 dari WiMAX Forum. Model tersebut akan digunakan sebagai referensi perancangan hardware WiMAX Wave-2. Implementasi MIMO STC membutuhkan dua buah subsistem, subsistem transmiter MIMO STC dan subsistem receiver MIMO STC. Subsistem transmiter MIMO STC terdiri atas MIMO switch, STC decoder dan MIMO subcarrier mapper (allocator). Subsistem receiver MIMO STC terdiri atas MIMO subcarrier demapper (deallocator), estimator kanal MIMO, dan STC decoder. Selain itu, model kanal MIMO 2×2 tidak berkorelasi juga dirancang untuk keperluan simulasi. Simulasi menunjukkan, kinerja model (BER Vs SNR) hasil rancangan melampui persyaratan yang telah ditentukan pada standar. BER yang sama dicapai model pada SNR yang lebih rendah 4-9 dB dari persyaratan standar. Kinerja model hasil perancangan lebih unggul dibandingkan dengan kinerja sistem dengan spesifikasi yang hampir sama pada beberapa literature sebesar 10-12 dB. Hal ini dikarenakan, model hasil perancangan mempergunakan proses bit precision (proses kuantisasi dari nilai decimal ke biner) hanya pada bagian demodulasi dan channel decoding. Kuantisasi berupa pemotongan nilai dan pembulatan sehingga dapat menyebabkan nilai sinyal lebih tinggi atau lebih tinggi dari sebenarnya. Kinerja model dengan menggunakan interpolasi Lagrange-2 lebih baik daripada kinerja model dengan menggunakan interpolasi linier karena respon kanal hasil interpolasi Lagrange-2 dapat mendekati nilai respon kanal yang sesungguhnya yang memang berupa kurva nonlinier. Simpulan akhirnya adalah model hasil perancangan telah memenuhi persyaratan sebagai referensi perancangan hardware WiMAX Wave-2.

Kata kunci: WiMAX, MIMO, STC, multipath fading, kanal, PUSC, Wave-2

Simulasi Ideal 131,5 Tahun, Andai Ada Superkomputer!

Simulasi model MIMO-WiMAX yang ideal dengan spesifikasi sbb:

• jumlah simbol OFDM total : 100.000 buah (50 simbol OFDM/frame)
• untuk SNR : -10 s/d 30 dB,
• montecarlo : 10 (minimum, 20 lebih bagus)

Maklum, simulasi dengan PC dengan spek yang cukup tinggi bagi sebuah PC (AMD X2, RAM 2 GB) yang sekarang digunakan memakan waktu simulasi 3 hari, itupun untuk:

• jumlah simbol OFDM total : 100 buah (20 simbol OFDM/frame)
• untuk SNR : 0 s/d 25 dB,
• montecarlo : gak pake

Coba kalo spesifikasi simulasi ideal di atas dilakukan di PC yang sekarang dipakai, kira-kira akan memakan waktu lebih dari 48000 hari. Itu kira-kira setara 131.5 tahun. Gilaaaa, aku baru menghitung dan menyadari dari betapa lamanya bila melakukan simulasi yang ideal!

Mini superkomputer pun, gak apa-apa deh… dari pada cuma pake PC biasa!

Samsung Mengalahkan Motorola Sebagai Produsen Handset di Amerika

Untuk pertama kalinya, Samsung melampaui Motorola sebagai pembuat handset no.1 di Amerika Serikat, berdasarkan riset dari firma Strategy Analytics.

Vendor handset Korea Selatan ini menguasai pasar Amerika sebesar 22,4 persen, dibandingkan dengan Motorola 21,1 persen. Hal ini dilatarbelakangi oleh lebih beragamnya handset yang ditawarkan Samsung. Sepertinya, strategi diversitas jenis/ragam ponsel yang awalnya hanya dilakukan di Asia manjur juga dilakukan di Amerika. Di Indonesia saja, ponsel baru dari tiap vendor muncul hampir tiap satu bulan sekali.

Kabar ini datang bersamaan dengan perpindahan Motorola secara radikal pada Divisi Handsetnya, pemberhentian karyawan, dan reposisi hansetnya untuk lebih memfokuskan pada platform Google Android. Ketika Motorola mengumumkan penghasilan pada kuartal ketiga, yakni merugi 397 juta Dolar, pihak perusahaan mengumumkan bahwa akan berkonsentrasi pada piranti low-tier (tingkat rendah), juga pada piranti mid-to-high-tier yang berbasis Windows Mobile dan Google Android pada tahun 2009. Motorola berharap telah memiliki Android phone pada akhir tahun depan (awa).

Indonesia kapan ya bisa mengalahkan vendor asing, minimal di negeri sendiri ? ? ?

Ganbarre yo para engineer telekomunikasi Indonesia. Ini bukti kita dapat mengalahkan Vendor Amerika ataupun Eropa jika kita berusaha!

Sumber: http://fiercewireless.com

Nokia Siemens Masih Akan Terus Mem-PHK Karyawannya!

Nokia Siemens Networks (NSN) mengumumkan bahwa masih akan terus mem-PHK karyawannya sebagai finalisasi rencana restrukturisasi untuk menghemat 2,55 Billion Dollar pada akhir tahun 2009.

NSN yang merupakan join venture antara Nokia Corp. dan Siemens AG akan mem-PHK 700 lebih karyawannya di Finlandia, sehingga total karyawan yg di-PHK di negara ini mencapai 1.300. Di Jerman, perusahaan ini juga akan mem-PHK 500 karyawan sebagai tambahan 2.300 orang yg telah di-PHK.

Total karyawan yang di-PHK sekitare 9.000 orang, atau sekitar 10%-15% dari karyawannya secara global.

“With the successful completion of these plans, we will have the vast majority of the synergy-related headcount reductions completed and we can then start to put this chapter of our history behind us and focus on creating a world-class company,” kata CEO Nokia Siemens, Simon Beresford-Wylie.

Source:

• Wall Street Jurnal : http://online.wsj.com
• Fiercewireless : http://fiercewireless.com

WiMAX Vs LTE

Similarity between  WiMAX and LTE are:

1. They are future wireless broadband communication (4G).
2. Both Using OFDM (multicarrier) for downlink.
3. Support newest technologies like: MIMO antenna, Beam forming, channel coding, and so on.
4. Ongoing research and development.

The Differences between WiMAX and LTE are:

1. WiMAX evolution from WiFi (IEEE 802.11), in the other hand LTE evolution from GSM (GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA).
2. WiMAX uplink using OFDM (multicarrier), but LTE using single carrier, like current technologies (GSM, CDMA).
3. WiMAX develop by many country (including GSM vendor) and sometimes each country make his own standard based IEEE 802.16 standard, but LTE is develop by GSM vendor.
4. WiMAX international product is standardized by WiMAX Forum (www.wimaxforum.org), LTE …??? (I dunno)
5. WiMAX standard is not quite mature, there are a lot of hole and ambiguity, but LTE standard seems quite mature.

Tips Mempercepat Simulasi Matlab

Berikut adalah tips untuk mempercepat proses simulasi pada Matlab:

1. Inisialisasi variabel yang akan Anda pakai sesuai dengan jumlah matriknya. Misalnya: zeros(4,5) untuk variabel dengan ukuran matrik 4×5.
2. Hindari memakai looping (for, while) ketika melakukan operasi aritmatika (*, /,+, -). Gunakan vektorisasi (.*, ./, .+.-), dengan syarat kedua matrik harus sama.
3. Memperbanyak penggunaan fungsi lokal. Bilapun harus memakai fungsi global, minimalisasi jumlah penggunaan variabelnya.
4. Clear variabel-variabel yang sudah tidak terpakai lagi. Langkah ini untuk menghemat memori, baik fisikal memori, cache memori, maupun paged memori, komputer Anda.

Simulasi STBC (Space Time Block Codes) 2Tx-2Rx

Setelah membaca Alamouti dan mencari-cari contoh skrip dari file sharingnya mathworks, akhirnya aku berhasil membuat simulasi STBC (ato lebih beken disebut MIMO) 2Tx-2Rx. Trus ditambahin dengan proses Montecarlo agar hasilnya lebih bagus lagi.

Fiuh, surely it was need quite lot effort!

Hasil simulasi bisa dibilang nyaris sama dengan yg ada dalam Paper Alamouti (Alamouti M. Siavash red). Maklum simulasi pake Laptop yg RAM-nya cuma 768 MB (RAM total = 1 GB, 256 buat VGA).

Here is the simulation result and I’m proud of it!

NB: Simulasi dengan jumlah data = 10e5, dengan modulasi PSK (ket: Alamouti jg memakai modulasi PSK)

Pertama Kali Kenal Alamouti!

Fiuh, pertama kali magang di PAU ditanyain

Q: TA-nya apa?

A (me) : antena microstrip buat wimax.

Q : hmmm, kl magangnya tentang MIMO gimana. Tahu kan MIMO?

A : Tahu, paling tidak singkatannya, MIMO = Multiple Input Multiple Output!

Q : OK! MIMO kl gitu. Ntar, dikasih paper Alamouti ttg MIMO.

Alamouti itu gw kirain nama sistem baru yg dipropose, ehhh ternyata nama orang!

Semenjak itu, dalam 2 bulan terakhir ini aku bergelut dengan papernya Alamouti. Paper itu mempropose suatu sistem diversitas transmit. Hasilnya adalah: Space Time Block Codes (STBC) yg memiliki banyak nama alias (kaya buronan aja!), yakni a.l. Alamouti’s Codes, STC (space time coding)-> sistemnya red, STTD (space time transmit diversity).

That’s is my first time know who/what is Alamouti!

Protokol Kriptografi untuk Grup Key pada Ad Hoc Networks

Abstrak

Perkembangan komunikasi dan mobilitas saat ini membuat jaringan dinamis antar node mobile (bergerak)menjadi kebutuhan yang akan terus bertambah. Bahan kajian baru ini dikenal juga sebagai ad hoc networking. Karena sifat dasar dari jaringan ad hoc, berupa keanggotaan yang dinamis, perlindungan terhadap komunikasi jenis ini masih tergolong sulit. Solusinya berbasis pada teknik kriptografi. Sebagian besar teknik group key management tidak cocok ketika diterapkan pada lingkungan jaringan ad hoc.

Makalah ini memaaparkan mengenai protokol kriptografi yang efisien untuk membangun grup-grup yang aman pada lingkungan jaringan ad hoc. Pembahasan dimulai dari protokol dasar yang dipakai pada kriptografi. Protocol kriptografi ini berbasiskan Diffie-Hellman key exchange. Lalu dijelaskan, bagaimana protokol ini sangat efisien dan aman. Selanjutnya akan dijelaskan mengenai protokol-protokol groups join dan eksklusi, dan kelompok dari protokol authenticating group berkaitan yang berbasiskan protokol dasar tersebut.

Keywords: Protokol Kriptografi, Diffie-Helman Key exchange, Ad Hoc Networks, Keamanan, Group Key

Referensi

[AST00] Guisseppe Ateniese, Michael Steiner, Gene Tsudik, “New Mulitparty Authentication Services and Key Agreement Protocols”, IEEE Journal of Selected Areas in Communications, Vol.18, No. 4, (Apr 2000): pp 1-13.

[BD96] Mike Burmester dan Yvo Desmedt, “Efficient and secure conference-key distribution”, Proc. 1996 Security Protocols Workshop, Cambridge, UK, Apr. 10-13, 1996, Springer-Verlag LNCS 1189, pp. 119-129.

[D88] Whitfield Diffie, “The First Ten Years of Public-Key Cryptography Whitfield Diffie”, Proceedings of the IEEE, vol. 76, no. 5, May 1988, pp: 560-577

[DH76] Whitfield Diffie dan Martin E. Hellman, “New Directions in Cryptography”, IEEE Transactions on Information Theory, vol. IT-22, Nov. 1976, pp: 644-654.

[H02] Martin E. Hellman, “An Overview of Public Key Cryptography”, IEEE Communications Magazine, May 2002, pp:42-49.

[STW00] Michael Steiner, Gene Tsudik, dan Michael Waidner, Key Agreement in Dynamic Peer Groups”, 2000): pp 769-80.

[YTCC03] Alec Yasinsac, Vikram Thakur, Stephen Carter, Ilkay Cubukcu. “A Family of Protocols for Group Key Generation in Ad Hoc Networks”. Computer Science Department Florida State University.

http://en.wikipedia.org/wiki/Ad_hoc

http://en.wikipedia.org/wiki/Diffie-Hellman

Note:

I have all reference paper, so if there is anyone who need it, just contact me!