{"id":23206,"date":"2024-12-15T12:58:44","date_gmt":"2024-12-15T05:58:44","guid":{"rendered":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/?page_id=23206"},"modified":"2024-12-16T08:24:06","modified_gmt":"2024-12-16T01:24:06","slug":"peningkatan-kapasitas-sistem-seluler-5g-dengan-machine-learning","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/prima\/peningkatan-kapasitas-sistem-seluler-5g-dengan-machine-learning\/","title":{"rendered":"Peningkatan Kapasitas Sistem Seluler 5G dengan Machine Learning"},"content":{"rendered":"<div class=\"wpb-content-wrapper\"><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid kepala vc_custom_1734236300248 vc_row-has-fill\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\"><div class=\"container\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_inner vc_row-fluid\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\"><div class=\"vc_btn3-container vc_btn3-inline vc_do_btn\" ><button class=\"vc_general vc_btn3 vc_btn3-size-lg vc_btn3-shape-rounded vc_btn3-style-modern vc_btn3-icon-left vc_btn3-color-white\" onclick=\"history.back()\"><i class=\"vc_btn3-icon fas fa-home\"><\/i> Kembali ke Beranda<\/button><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid vc_custom_1734170418007\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-3\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div class=\"wpb_text_column wpb_content_element\" >\n\t\t<div class=\"wpb_wrapper\">\n\t\t\t<p><strong>Irma ZakiaSTEI<\/strong><br \/>\nSTE-ITB<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-3\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div class=\"wpb_text_column wpb_content_element\" >\n\t\t<div class=\"wpb_wrapper\">\n\t\t\t<p><strong>DwiHarinitha<\/strong><br \/>\nSTEI-ITB<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-3\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\"><\/div><\/div><\/div><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-3\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\"><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid vc_custom_1734168902943\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div class=\"wpb_text_column wpb_content_element\" >\n\t\t<div class=\"wpb_wrapper\">\n\t\t\t<p><strong>Abstrak<\/strong><br \/>\nKebutuhan akan kapasitas sistem 5G dapat dipenuhi melalui penerapan sistem user-centric cell-free massive multiple-input multiple-output (MIMO). Pada sistem ini, diperlukan penentuan kluster access point (AP) untuk tiap user. Setelahnya, akan dilakukan alokasi pilot. Pada sistem MIMO mode time-division duplexing (TDD) mode, jumlah pilot jauh lebih kecil dari waktu koherens kanal. Jika jumlah pilot tidak memenuhi kebutuhan, maka pilot yang sama akan digunakan pada kluster yang berdekatan, sehingga akan terjadi kontaminasi pilot. Pada penelitian ini, kami mengusulkan metode pembentukan kluster berdasarkan Gale Shapley dan alokasi pilot berdasarkan pewarnaan graf, dimana tiap AP memiliki load terbatas. Meskipun metode ini menghasilkan overhead tinggi dalam hal jumlah pilot, akan tetapi peningkatan distribusi spasial dapat mengkompensasi overhead ini sehingga terjadi peningkatan kapasitas dalam hal efisiensi spektral dibandingkan skema eksisting..<\/p>\n<p><strong>Kata kunci:<\/strong> pewarnaan graf, kontaminasi pilot, multiple input multiple output (MIMO), user-centric<\/p>\n<p><strong>Latar Belakang<\/strong><br \/>\nSistem cell-free MIMO masih adalah teknologi yang menjanjikan untuk menghasilkan peningkatan kapasitas tiap user pada sistem 5G dan beyond. Pada sistem ini, diperlukan penentuan kluster access point (AP) untuk tiap user. Setelahnya, akan dilakukan alokasi pilot.<\/p>\n<p>Alokasi pilot pada kluster tumpang tindih adalah sulit karena keterbatasan jumlah pilot yang tersedia. Pada sistem TDD MIMO masif, jumlah pilot ortogonal pilots jauh lebih kecil dibandingkan waktu koherens kanal. Pada AP yang memiliki batas load maksimum, kekurangan pilot akan membuat load AP tidak penuh, supaya menghindari kontaminasi pilot. Dampaknya adalah efisiensi spektral lebih rendah karena berkurangnya diversitas spasial. Oleh karena itu, perlu dilakukan teknik melakukan kluster dan alokasi pilot yang tepat menggunakan jumlah orthogonal pilot yang fleksibel.<\/p>\n<p>Sejauh pengetahuan Penulis, belum ada teknik eksisting yang mengakomodasi jumlah pilot fleksibel pada sistem MIMO masif cell-free. Hal ini menunjukkan kebaruan dari penelitian yang kami lakukan. Selain itu, kami akan menunjukkan bahwa jumlah pilot orthogonal dari hasil pewarnaan graf adalah teknik tepat untuk meningkatakan spektral efisiensi tiap user pada skema eksisting yang tidak berbasis perwamaan graf.<\/p>\n<p><strong>Metode<\/strong><br \/>\nModel sistem terdiri dari L AP, yang masing- masing memiliki N antena, sementara terdapat K user dengan antena tunggal yang terdistribusi uniform pada suatu area. Terdapat T2 pilot ortogonal dengan asumsi &lt;&lt;K. Tiap user akan memilih salah satu dari 7, pilot, sehingga akan terdapat user dengan pilot yang sama. User akan mengirimkan sinyal pilot ke AP. Selanjutnya AP akan menggunakan sinyal pilot untuk mengestimasi kanal tiap user. Estimasi kanal yang digunakan adalah minimum mean square error (MMSE)<\/p>\n<p>Setelah fasa pengiriman sinyal pilot selesai, user akan mengirimkan simbol data ke AP. Dengan hasil estimasi kanal sebelumnya, AP akan menghitung vektor combiner untuk membuat sinyal yang datang ke tiap antena sefasa. Vektor combiner yang dipilih adalah local partial MMSE (LP-MMSE) karena kompleksitasnya yang rendah. Setelah ini AP akan melakukan deteksi simbol, sehingga efisiensi spektral tiap user dapat dihitung.<\/p>\n<p>Agar efisiensi spektral tinggi, teknik penentuan kluster dan alokasi pilot harus tepat. Pada penelitian ini, kami mengusulkan penentuan kluster berdasarkan Gale-Shapley dan alokasi pilot berdasarkan pewarnaan graf.<\/p>\n<p>Pada penentuan kluster dengan Gale-Shapley, user akan mengukur nilai large-scale fading dari tiap AP dan membangkitkan daftar preferensi. Hal yang salam dilakukan oleh tiap AP. User akan mengajukan AP yang berada paling atas pada daftar preferensinya untuk terhubung. Sementara itu, AP akan mempertahankan pengajuan konektivitas dari user selama tidak melebih load maksimumnya. Jika pengajuan user ditolak, maka user akan mengajukan ke AP yang berada di nomor 2 pada daftar preferensinya. Proses ini pada akhirnya akan membentuk kluster AP untuk tiap UE.<\/p>\n<p>Setelah membentuk kluster, langkah selanjutnya adalah mengalokasikan pilot ke tiap user. Pada konteks graf, tiap user adalah simpul, sementara user yang memiliki kluster tumpang tindih dengan kluster lain akan terhubung dengan garis. Simpul yang bertetangga akan diberikan warna yang berbeda untuk mencegah kontaminasi pilot yang buruk.<\/p>\n<p>Pewarnaan graf akan menghasilkan jumlah warna yang paling rendah. Algoritma dimulai dengan menghitung derajat tiap simpul. Lalu, simpul dengan derajat paling tinggi akan diberi warna paling awal. Selanjutnya, derajat saturasi dari simpul tetangga harus dihitung kembali, yang menunjukkan jumlah warna unik yang terhubung dengan simpul tetangga. Simpul berikutnya yang diberi ditentukan berdasarkan derajat saturasi paling tinggi. Pewarnaan terus berlangsung hingga semua user telah mendapatkan pilot.<\/p>\n<p><strong>Diskusi dan Hasil<\/strong><\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid vc_custom_1734169162466 vc_row-o-content-bottom vc_row-flex\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div  class=\"wpb_single_image wpb_content_element vc_align_center wpb_content_element\">\n\t\t\n\t\t<figure class=\"wpb_wrapper vc_figure\">\n\t\t\t<div class=\"vc_single_image-wrapper   vc_box_border_grey\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"446\" height=\"358\" src=\"https:\/\/stei.itb.ac.id\/wp-content\/uploads\/DistribusikumulatifspektralefisiensiuntukbebanAP-bervariasi-jumlahAP-100.jpg\" class=\"vc_single_image-img attachment-full\" alt=\"\" title=\"DistribusikumulatifspektralefisiensiuntukbebanAP bervariasi, jumlahAP 100\" \/><\/div><figcaption class=\"vc_figure-caption\">Gbr. 1 DistribusikumulatifspektralefisiensiuntukbebanAP bervariasi, jumlahAP 100<\/figcaption>\n\t\t<\/figure>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid vc_custom_1734168902943\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div class=\"wpb_text_column wpb_content_element\" >\n\t\t<div class=\"wpb_wrapper\">\n\t\t\t<p>Tampak pada Gbr. 1, semakin banyak user berada pada jaringan, meningkatkan load AP menjadi penting untuk meningkatkan efisiensi spektral Contohnya, ketika jumlah user K = 150, terdapat peningkatan efisiensi spektral lebih dari 16% dengan menambah load AP dari 10 ke 15. Akan tetapi, ini tidak terjadi ketiak densifikasi AP dilakukan. Ketika terdapat lebih banyak AP K = 50), karena jumlah pilot orthogonal tersedia, dibandingkan user (tampak pada kurva dengan penentuan load AP menjadi lebih penting untuk efisiensi spektral. Jika load AP terlalu rendah (saat load 5), maka terjadi penurunan diversitas spasial, sementara jika load AP terlalu tinggi (saat load 15), maka akan terdapat pilot overhead yang tinggi, keduanya menurunkan spektral efisiensi.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid vc_custom_1734169162466 vc_row-o-content-bottom vc_row-flex\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div  class=\"wpb_single_image wpb_content_element vc_align_center wpb_content_element\">\n\t\t\n\t\t<figure class=\"wpb_wrapper vc_figure\">\n\t\t\t<div class=\"vc_single_image-wrapper   vc_box_border_grey\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"293\" height=\"225\" src=\"https:\/\/stei.itb.ac.id\/wp-content\/uploads\/PerbandinganefisiensispektraldenganteknikeksistinguntukbebanAP-10-jumlahAP-100.jpg\" class=\"vc_single_image-img attachment-full\" alt=\"\" title=\"PerbandinganefisiensispektraldenganteknikeksistinguntukbebanAP 10, jumlahAP 100\" \/><\/div><figcaption class=\"vc_figure-caption\">Gbr. 2 PerbandinganefisiensispektraldenganteknikeksistinguntukbebanAP 10, jumlahAP 100<\/figcaption>\n\t\t<\/figure>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><div class=\"fullwidth\" ><div class=\"vc_row wpb_row vc_row-fluid vc_custom_1734168902943\"><div class=\"wpb_column vc_column_container vc_col-sm-12\"><div class=\"vc_column-inner\"><div class=\"wpb_wrapper\">\n\t<div class=\"wpb_text_column wpb_content_element\" >\n\t\t<div class=\"wpb_wrapper\">\n\t\t\t<p>Peningkatan efisiensi speltral dibandingkan dengan teknik eksisting (Ref. [14] dan [18] diperlihatkan pada Gbr. 2, yang menegaskan efektivitas dari teknik yang kami usulkan.<\/p>\n<p><strong>Kesimpulan<\/strong><br \/>\nLuaran penelitian ini menjanjikan jurnal Q2 dengan status submitted. Penulis telah melakukan submission pada jurnal Q1 IEEE Access dengan judul paper &#8220;Cell-free Massive MIMO under AP Load Constraint and Flexible Pilot Resources&#8221;.<\/p>\n<p><strong>Acknowledgement<\/strong><br \/>\nRiset ini didanai oleh ITB pada Program PPMI 2024.<\/p>\n\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Kembali ke Beranda Irma ZakiaSTEI STE-ITB DwiHarinitha STEI-ITB Abstrak Kebutuhan akan kapasitas sistem 5G dapat dipenuhi melalui penerapan sistem user-centric cell-free massive multiple-input multiple-output (MIMO). Pada sistem ini, diperlukan penentuan [...]","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":22933,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-23206","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/23206","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23206"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/23206\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23578,"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/23206\/revisions\/23578"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/22933"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/stei.itb.ac.id\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23206"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}