Oleh : Ardian Ulvan
Dosen tetap di Teknik Elektro Universitas Lampung dan Advance researcher di Wireless Network Research Group Czech Technical University in Prague.
Perkembangan teknologi nirkabel ditandai dengan perubahan metode multiplexing dan teknologi akses jamak (multiple access). Salah satu varian metode multiplexing yang digunakan dalam teknologi nirkabel generasi ke-4 (4G) adalah Orthogonal Frequency Code Division Multiplexing (OFCDM). Jika kita bicara konsep OFCDM, maka kita tidak bisa lepas dari prinsip-prinsip yang ada di Multi-carrier OFDM dan Single-carrier Code Division Multiple Access (CDMA).
Ada banyak skema akses yang ditawarkan untuk 4G. CDMA tidak cocok untuk digunakan pada kanal pita lebar (broadband channel) karena mekanisme nya menghasilkan Multipath Interference (MPI). Sistem CDMA tidak mengalokasikan frekuensi ataupun waktu dalam time slot pada setiap pengguna, tetapi memberikan hak kepada semua pengguna untuk menggunakan keduanya secara simultan. Untuk melakukan hal ini, sistem CDMA menggunakan suatu sistem yang dikenal dengan nama spread spectrum. Setiap pengguna diberikan kode yang bandwidth sinyalnya menyebar sehingga hanya kode yang sama saja yang dapat dikembalikan pada penerima. Metode ini memiliki sifat dimana sinyal yang tidak diinginkan dengan kode yang berbeda yang ikut disebar, akan terlihat seperti noise di penerima.
Ada 2 teknik spread spectrum yang digunakan di CDMA, yaitu direct sequence (DSSS) dan frequency hopping (FHSS). Karena terbatasnya spektrum frekuensi, DSSS lebih banyak digunakan. Sinyal data pada sistem direct sequence dikanalisasi dengan menggunakan kode Walsh yang unik yang dibangkitkan oleh matriks Hadamard. Selanjutnya kode-kode ini dimultiplikasi dengan sebuah kode Pseudorandom Noise (PNcode). Sebuah PNcode adalah sebuah deretan chip yang diberi nilai -1 dan 1 (polar) atau 0 dan 1 (non-polar) dan memiliki properti seperti noise. Dalam sistem direct sequence panjang kode sama dengan spreading factor.
Carrier yang sama digunakan disetiap sektor atau sel site, ini dikenal dengan istilah frequency re-used. Dengan mekanisme seperti ini, maka CDMA tidak cocok untuk digunakan pada kanal pita lebar (broadband channel) karena akan menghasilkan multipath interference (MPI).
OFDM sangat sesuai untuk digunakan di broadband channel. Sebuah carrier pada OFDM dapat dibagi-bagi menjadi sejumlah sub-carriers yang orthogonal satu dengan lainnya. Masing-masing sub-carrier ini dapat digunakan untuk mentransmisikan sejumlah simbol secara paralel. Durasi tiap-tiap simbol dapat diatur sedemikian rupa, dan dengan sifat orthogonality nya, maka sistem terhindar dari MPI. Modulasi dari sejumlah besar sub-carrier ini dapat dilakukan dengan menggunakan inverse fast Fourier transform (IFFT), sedangkan demodulasi dilakukan dengan fast Fourier transform (FFT), sehingga OFDM mudah diimplementasikan dan cost effective.
Orthogonal Frequency-Domain Multiple Access (OFDMA) dapat menyediakan akses jamak dengan cara addressing sebuah subset dari setiap subcarrier ke masing-masing receiver. Selain itu OFDMA juga mensupport narrowband interference suppression dan MIMO untuk meningkatkan efisiensi.
Meskipun OFDM sangat menjanjikan komunikasi high-speed, akan tetapi OFDM tidak memiliki frequency diversity yang koheren. Ditambah lagi, untuk sistem mobile multicel, OFDM sangat rentan dengan intereferesi dari sel yang berdekatan, kecuali untuk sel-sel yang berdekatan tersebut digunakan subcarrier yang berbeda. Keterbatasan alokasi spektrum frekuensi menyebabkan hal ini tidak efisien untuk digunakan.
Atas dasar ini lah, kelebihan CDMA dalam hal spreading digunakan dalam OFDMA untuk menyediakan frequency diversity dan untuk memfasilitasi pengulangan frekuensi dalam satu sel (one-cell frequency reuse). Dengan mengkombinasikan OFDM dengan CDMA, maka akan didapat metode penyebaran dua dimensi (2-dimensional spreading). Disebut 2D karena bisa dalam domain time spreading dan frequency spreading.
Jadi OFCDM, adalah OFDM dengan kemampuan spreading. Frequency diversity gain dapat dicapai melalui frequency domain despreading yang dihasilkan oleh perbedaan fading di tiap-tiap subcarrier pada broadband channel. Selain itu melalui time domain spreading, sistem dapat menyediakan transmission rate yang fleksibel. Time domain spreading factor (NT) dan frequency domain spreading factor (NF) secara fleksibel dapat diubah-ubah, sehingga dapat disebut juga dengan variable spreading factor (VSF). Dengan VSF, sistem dapat bekerja dalam lingkungan sel yang berbeda dan dalam berbagai kondisi channel.
