Electronic Theses and Dissertation

Kombinasi teknologi multiple-input multiple-output (mimo) masif dan sistem multi-way relay dengan pemrosesan linear merupakan salah satu pendekatan yang menjanjikan untuk meningkatkan kinerja sistem komunikasi nirkabel. pada sistem multi-way relay mimo masif, ketersediaan channel state information (csi) sangat berperan penting dalam proses pemrosesan sinyal. namun, dalam praktiknya csi yang diperoleh melalui estimasi kanal berbasis sinyal pilot bersifat tidak sempurna (imperfect csi), sehingga berdampak pada penurunan kinerja sistem. penelitian ini menganalisis efisiensi spektral total (sesum) pada sistem komunikasi multi-way relay mimo masif berbasis imperfect csi dengan menerapkan pemrosesan linear. metode deteksi linear yang digunakan pada transmisi uplink meliputi match filter (mf), zero forcing (zf), dan minimum mean square error (mmse), sedangkan pada transmisi downlink digunakan teknik precoding linear maximum ratio (mr), zf, dan regularized zero forcing (rzf). analisis difokuskan pada pengaruh signal-to-noise ratio (snr), jumlah antena relay (m), jumlah pengguna (k), dan panjang pilot (τ) terhadap kinerja efisiensi spektral. hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai sesum meningkat seiring dengan bertambahnya snr, jumlah antena relay, dan jumlah pengguna dalam batas kapasitas sistem. panjang pilot juga memberikan pengaruh signifikan terhadap efisiensi spektral, karena pilot yang lebih panjang mampu meningkatkan akurasi estimasi kanal, meskipun mengurangi durasi transmisi data. selain itu, pada kondisi snr rendah, kombinasi mf pada uplink dan mr pada downlink telah memberikan kinerja yang memadai, sedangkan pada kondisi snr tinggi, metode zf dan mmse pada uplink serta zf dan rzf pada downlink menghasilkan efisiensi spektral yang lebih tinggi. secara keseluruhan, hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem multi-way relay mimo masif berbasis imperfect csi tetap mampu mencapai efisiensi spektral yang tinggi melalui pemilihan metode pemrosesan linear dan perancangan panjang pilot yang tepat.

The combination of Massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) technology and multi-way relay systems with linear processing has emerged as a promising solution to enhance wireless communication performance. In massive MIMO multi-way relay systems, Channel State Information (CSI) plays a crucial role in signal processing. However, CSI obtained through pilot-based channel estimation is inherently imperfect, which leads to performance degradation in practical systems. This study analyzes the total spectral efficiency (SEsum) of a massive MIMO multi-way relay communication system under imperfect CSI conditions using linear processing techniques. Matched Filter (MF), Zero Forcing (ZF), and Minimum Mean Square Error (MMSE) detectors are applied in the uplink transmission, while Maximum Ratio (MR), ZF, and Regularized Zero Forcing (RZF) precoding schemes are employed in the downlink transmission. The analysis focuses on the impact of Signal-to-Noise Ratio (SNR), the number of relay antennas (M), the number of users (K), and pilot length (τ) on spectral efficiency performance. Simulation results demonstrate that the total spectral efficiency increases with higher SNR values, a larger number of relay antennas, and more users within the system capacity limits. Pilot length also has a significant impact on spectral efficiency, as longer pilots improve channel estimation accuracy at the expense of reduced data transmission time. Furthermore, under low-SNR conditions, the MF uplink and MR downlink schemes provide satisfactory performance, whereas at high SNR levels, ZF and MMSE uplink detection combined with ZF and RZF downlink precoding achieve superior spectral efficiency. Overall, the results indicate that massive MIMO multi-way relay systems with imperfect CSI can still achieve high spectral efficiency through appropriate selection of linear processing techniques and proper pilot length design.