pulsa-logo

Mengenal Lebih Dalam Tentang MIMO


Aldrin Symu

Kamis, 18 April 2019 • 16:08

teknologi mimo, 5g, techno,


Pada teknologi 5G, didalamnya terdapat teknologi MIMO. Hal ini berkaitan dengan efisiensi spektral dan frekuensi yang tinggi. Apa pengertian MIMO, prinsip kerjanya dan kategori yang dimilikinya? Berikut sedikit penjelasannya.

MIMO merupakan singkatan dari ‘sistem multiple input multiple output’. MIMO adalah sistem yang menggunakan multi antena baik pada transmitter maupun receiver untuk mengatasi kelemahan pada sistem komunikasi wireless konvensional. Kelemahan yang umumnya dijumpai pada komunikasi wireless konvensional adalah large scale fading, small scale fading termasuk dildalamnya multipath fading serta interferensi dari sinyal lain.

image: wikipedia.org

Untuk mengatasi kelemahan-kelemahan tersebut, hadirlah MIMO yang memberikan penambahan efisiensi spektral yang didasarkan pada penggunaan space persity pada transmitter dan receiver. Sistem MIMO ini juga disebut sistem ‘multiple element antenna’ (MEA) jika dilihat dari penggunaan space persity.

Prinsip Kerja Sistem MIMO

Teknologi ini diperkenalkan kali pertama oleh seorang ahli dari Bell Laboratories pada tahun 1984. Dengan teknologi MIMO, sebuah receiver atau transmitter menggunakan lebih dari satu antena, tujuannya adalah untuk menjadikan sinyal pantulan sebagai penguat sinyal utama sehingga tidak saling menggagalkan.


Meski begitu, MIMO juga memilki kelemahan seperti adanya waktu interval yang menyebabkan adanya sedikit delay pada antena saat mengirimkan sinyal, meskipun pengiriman sinyalnya sendiri lebih cepat. Waktu interval ini terjadi karena adanya proses dimana sistem harus membagi sinyal mengikuti jumlah antena yang dimiliki oleh perangkat MIMO yang jumlahnya lebih dari satu.

image: unwiredinsight.com

Dalam sistemnya, MIMO tidak hanya menggunakan satu antena tetapi menggunakan dua atau lebih banyak (jamak) baik pada pemancar maupun penerimanya. Dengan menggunakan antena jamak tersebut mengakibatkan kinerja menjadi lebih baik, hal tersebut dapat dibandingkan dengan sistem sebelumnya SISO (singel input singel output.

Seperti sudah dijelaskan di atas, pada sistem komunikasi nirkabel banyak sekali gangguan-gangguan yang dapat memperburuk kinerja sistem, salah satu contoh adalah multipath fading. Multipath fading umumnya terjadi karena pantulan-pantulan yang disebabkan oleh benda-benda di sekitar jalur transmisi. Pantulan-pantulan ini akan menyebabkan perbedaan panjang lintasan sinyal sehingga sinyal yang diterima merupakan penjumlahan dari sinyal-sinyal tersebut. Hal ini tentu saja akan memperburuk kinerja sistem komunikasi nirkabel.

image: awardsolutions.com

Berbagai macam penelitian telah dilakukan oleh para ahli untuk mengatasi masalah fading ini. Salah satu metode yang digunakan untuk mengatasi fading adalah dengan menggunakan teknik persity. Teknik persity merupakan suatu teknik dimana sinyal informasi dikirim melalui beberapa lintasan yang berbeda. Hal ini dilakukan agar terbentuk informasi ‘redundant’ yang akan membantu proses deteksi pada ‘destination’. Jadi bila sinyal informasi pada salah satu lintasan mengalami kerusakan karena pengaruh fading, maka proses deteksi pada ‘destination’ masih dapat dilakukan dengan baik karena masih terdapat sinyal informasi yang berasal dari lintasan lain. Teknik persity secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu space persity, frequency persity, dan time persity.

Space Diversity

Penggunaan space persity pada sisi pemancar maupun penerima dapat meningkatkan ‘throughput’ dan ‘coverage’ sehingga memungkinkan peningkatan efisiensi spektrum yang pada akhirnya akan meningkatkan kapasitas sistem. Selama ini lintasan langsung atau Line of Sight (LOS) antara pemancar dan penerima diinginkan karena mampu mengurangi scattering (penghamburan) dan absorbsi sinyal.

Namun dalam kondisi tertentu, multipath fading yang diakibatkan adanya benda-benda penghambur sinyal (scatterer) justru menghasilkan kapasitas kanal yang jauh lebih besar daripada kondisi kanal yang LOS pada sistem MIMO.

image: slideshare.net

Kapasitas kanal akan meningkat pesat jika antena array digunakan pada sisi pemancar maupun penerima dengan lingkungan propagasi yang memberikan efek scattering yang cukup. Jika fading pada link antara pasangan-pasangan antena pengirim dan penerima adalah ‘independent identical distribution’, kapasitas kanal rata-rata dari sistem yang menggunakan N antena pada kedua sisi akan menjadi N kali lebih besar dari sistem antena tunggal dengan bandwidth dan daya pancar total yang sama. Sistem MIMO menggunakan antena array pada sisi pemancar maupun penerima, dan sistem ini banyak diaplikasikan pada fixed wireless dan wireless LAN (WLAN) dengan mobilitas yang rendah.

Antena Array

Satu asumsi implisit yang mendasari penggunaan awal dari antena array adalah bahwa kandungan informasi yang dikirim dan diterima oleh setiap elemen antena adalah sama atau identik. Hal ini cukup logis karena jika sinyal-sinyal yang tidak berkorelasi ditransmisikan melalui elemen-elemen antena yang berbeda, sinyal-sinyal ini akan saling menginterferensi satu sama lain pada penerima. Tapi sekarang berbeda, kunci dari pemanfaatan potensi teknologi multi elemen array pada sistem MIMO secara optimal adalah menggunakan antena array tersebut untuk mengirimkan informasi yang berbeda dan independen dari setiap elemen.

image: rfwireless-world.com

Dikutip dari berbagai sumber