Analisis Performansi Kapasitas Sistem UVLC Berbasis NOMA dengan Perubahan Metode Alokasi Daya pada Kanal Propagasi NLoS
Abstrak
Underwater Visible Light Communication (UVLC) merupakan salah satu penerapan teknologi VLC yang menggunakan pancaran Light Emitting Diode (LED) pada medium air. UVLC menjadi alternatif yang tepat untuk komunikasi bawah air selain penggunaan gelombang akustik dan radio. Efektivitas biaya dan konsumsi energi yang rendah menjadi keunggulan lainnya. Salah satu kekurangan yang dimiliki UVLC adalah sempitnya bandwidth modulasi sehingga mengakibatkan pengurangan kapasitas yang dicapai sistem. Untuk mengatasi permasalahan tersebut diimplementasikan Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA). NOMA adalah suatu teknik penggabungan beberapa sinyal yang dibedakan berdasarkan daya tiap user. Dalam sistem NOMA, terdapat superposition coding di sisi pengirim dan successive interference cancellation (SIC) di sisi penerima. Pada Tugas Akhir ini, membandingkan dua metode alokasi daya yaitu Gain Ratio Power Allocation (GRPA) dan Static Power Allocation (SPA). Selain itu, dilakukan juga penelitian pada kanal dengan kondisi terdapat turbulensi dan tanpa adanya turbulensi. Adapun Parameter yang diujikan adalah Signal to Interference Plus Noise Ratio (SINR) serta kapasitas. Hasil simulasi dan analisis didapatkan sistem NOMA-UVLC dengan alokasi daya GRPA lebih stabil dibandingkan dengan alokasi daya SPA dengan rata-rata kenaikan kapasitas 52%. Kapasitas sistem mengalami penurunan pada kondisi turbulensi serta dipengaruhi oleh diterapkannya residu pada proses Successive Interference Cancellation (SIC) dibandingkan tidak mengalami residu pada proses SIC.
Kata kunci— UVLC, NOMA, NLoS, power allocationn, sic
Referensi
Z. Ghassemlooy, S. Arnon, M. Uysal, Z. Xu, and J.
Cheng,
areas in communications, vol. 33, no. 9, pp. 1738–1749,
.
T. Szili, B. Matolcsy, and G. Fekete,
investigations by under- water visible light
communications,= in 2015 17th International Conference
on Transparent Optical Networks (ICTON). IEEE, 2015,
pp. 1–4.
Z. Zeng, S. Fu, H. Zhang, Y. Dong, and J. Cheng, A
survey of underwater optical wireless communications,=
IEEE communications surveys & tutorials, vol. 19, no.
, pp. 204–238, 2016.
S. S. Bawazir, P. C. Sofotasios, S. Muhaidat, Y. AlHammadi, and G. K. Ka- ragiannidis,
for visible light communications: Research cha- llenges
and future trends,= Ieee Access, vol. 6, pp. 26 167–26
, 2018.
Y. Liu, Z. Qin, M. Elkashlan, Z. Ding, A. Nallanathan,
and L. Ha- nzo,
and beyond,= arXiv preprint arXiv:1808.00277, 2018.
Z. Ghassemlooy, W. Popoola, and S. Rajbhandari,
Optical wireless communi- cations: system and channel
modelling with MatlabR . CRC press, 2019.
H. Kaushal and G. Kaddoum,
wireless communication,= IEEE access, vol. 4, pp. 1518–
, 2016.
N. Chi, LED-based visible light Communications.
Springer, 2018.
R. Mitra, P. Sofotasios, V. Bhatia, S. Muhaidat et al.,
communications with ambient light and user mobi- lity,=
arXiv preprint arXiv:1911.06765, 2019.
S. Tao, H. Yu, Q. Li, and Y. Tang,
analysis of gain ratio power allocation strategies for nonorthogonal multiple access in indoor visible light
communication networks,= EURASIP Journal on
Wireless Communications and Networking, vol. 2018,
no. 1, pp. 1–14, 2018.
Q. Li, T. Shang, T. Tang, and Z. Dong,
allocation scheme ba- sed on multi-factor control in
indoor noma-vlc systems,= IEEE Access, vol. 7, pp. 82
–82 887, 2019.
X. Guan, Q. Yang, and C.-K. Chan,
visible light com- munication signals under nonorthogonal multiple access,= IEEE Photonics
Technology Letters, vol. 29, no. 4, pp. 377–380, 2017.
N. Anous, M. Abdallah, M. Uysal, and K. Qaraqe,
"Performance evaluation of los and nos vertical
inhomogeneous links in underwater visible light communications," IEEE Access, vol. 6, pP. 22 408-22 420,
M. C. Gökçe and Y. Baykal, "Aperture averaging and
BER for Gaussian beam in underwater oceanic
turbulence," Opt. Commun., vol. 410, no. November
, pp. 830-835, 2018, doi:
1016/j.optcom.2017.11.049.
S. Woods, W. Hou, W. Goode, E. Jarosz, and A.
Weidemann, "Measurements of turbulence for
quantifying the impact of turbulence on underwater
imaging," 2011 IEEE/OES/CWTM 10th Work. Conf.
Curr. Waves Turbul. Meas. CWTM 2011, pp. 179-183,
, doi: 10.1109/CWTM.2011.5759548.
W. (Will) Hou, "A simple underwater imaging model,"
Opt. Lett., vol. 34, no. 17, p. 2688, 2009, doi:
1364/01.34.002688.
R. K. Jain, D.-M. W. Chiu, W. R. Hawe et al., "A
quantitative measure of fairness and discrimination,"
Eastern Research Laboratory, Digital Equipment
Corporation, Hudson, MA, 1984.
Marsuki, Aminah Indahsari, Akhmad Hambali, and
Brian Pamukti. "Performance of Visible Light
Communication Bit Error Rate with Power Allocation
Strategy." [CEPAT] Journal of Computer Engineering:
Progress, Application and Technology 1.01 (2022): 1-8.
