Penemu 4G LTE

Dr. Eng. Khoirul Anwar

Dr. Eng. Khoirul Anwar adalah seorang ilmuwan Indonesia. Ia dikenal sebagai pemilik paten teknologi broadband yang menjadi standard internasional ITU, baik untuk sistem teresterial (di bumi) maupun satelit (di luar angkasa).  Dr. Eng. Khoirul Anwar, penemu sekaligus pemilik paten teknologi 4G berbasis OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

Masa muda

Dr. Khoirul Anwar lahir di Kediri tahun1978. Ia adalah anak dari pasangan (almarhum) Sudjiarto dengan Siti Patmi. Sejak kecil, Khoirul punya minat tinggi terhadap sains. Hampir semua buku-buku sains dilahapnya. Di sela-sela waktu belajarnya, Khoirul kecil sangat suka membaca buku teori ilmuwan ternama seperti Albert Einstein dan Michael Faraday, bahan bacaan yang terbilang 'berat' bagi anak sesusianya. Anwar bermimpi tinggi ingin menjadi the next Einstein dan Faraday yang bisa menciptakan teori baru.

Cita-cita luhurnya nyaris gagal karena terbentur sulitnya keadaan. Pada 1990, ayah Khoirul meninggal dunia ketika dirinya baru lulus sekolah dasar. Namun tekadnya justru semakin kuat untuk sekolah setinggi-tingginya. Saat bersekolah di SMAN 2 Kediri, Khoirul berusaha keras menghemat pengeluaran agar ibunya tak terbebani.

Dia sempat jatuh sakit karena terlalu irit makan. Prestasinya di sekolah pun menurun. Namun semua jerih payah itu terbayar ketika pada akhirnya dia lulus Teknik Elektro (Telekomunikasi) dari Institut Teknologi Bandung (ITB). Dia lulus pada 2000 sebagai salah satu wisudawan terbaik. Iapun wisudawan terbaik fakultas teknologi industri (FTI) dan tiga wisudawan terbaik se-ITB tahun 2000.

Sebagai bentuk penghargaan Khoirul didaulat menjadi pembicara pada wisudawan ITB, Oktober 2000.

Iapun sempat bekerja di perusahaan IT di Jakarta selama sekitar dua tahun. Kemuadian Khoirul berjuang memperoleh beasiswa magister yang ditawarkan Panasonic Jepang. Dia memang memperoleh beasiswa tersebut, sayangnya tak lolos seleksi universitas yang diinginkannya di Tokyo. Dia juga gagal dalam ujian bahasa Jepang.

Setelah gagal dalam tes, Ia memutuskan untuk pindah ke universitas lain di Jepang, yakni NAIST. Hasil kerja kerasnya memperlihatkan hasil. Dia merampungkan S2-nya di NAIST (Nara Institute of Science and Technology NAIST) pada 2005 dan S3-nya di kampus yang sama di 2008.

Pendidikan

• SD Negeri Juwet 2 (1990).
• SMP Negeri 1 Kunjang (1993).
• SMA Negeri 2 Kediri (1996).
• S1 Teknik Elektro ITB (2000).
• S2 Nara Institute of Science and Technology NAIST (2005).
• S3 Nara Institute of Science and Technology NAIST (2008).

Latar Belakang

Ia telah menemukan teknik transmisi wireless dengan dua buah fast Fourirer transform (FFT), yaitu FFT kecil dan (I)FFT besar (dua pada transmitter dan dua pada receiver). Teknik ini mendapatkan penghargaan pada Januari 2006 dari IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS) tahun 2006, di California dan menjadi standard international telecommunication union (ITU), ITU-R S.1878 and ITU-R S.2173.

Teknologi ini (beserta modifikasinya untuk multiple access) menjadi basis dari single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) yang dipakai pada uplink 4G LTE. Keuntungan dari penggunaan dua FFT tersebut adalah: (1) mampu meminimalkan dinamic range power sehingga efisien dan tahan terhadap nonlinearity pada amplifier, dan (2) untuk mendapatkan efek frequency diversity (karena FFT kecil/pertama melakukan "spreading" atau redundansi yang disebar ke seluruh subcarrier di (I)FFT besar/kedua) sehingga memiminalkan error pada penerima. Teknik ini sangat bermanfaat untuk sistem komunikasi broadband yang disertai dengan channel coding (karena efek broadband menyebabkan terjadinya frequency selectivity yang baru bisa diambil manfaatnya dengan menggunakan channel coding). Teknik ini telah dipatenkan tahun 2005 dengan mendapatkan full support (dana) dari pemerintah Jepang.

Penemuan OFDM tanpa Cyclic Prefix

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) merupakan teknik modulasi untuk komunikasi wireless broadband yang tahan melawan frekuensi selective fading dan interferensi narrowband dan efisien menghadapi multi-path delay spread. Untuk mencapai hal tersebut, OFDM membagi aliran data high-rate mejadi aliran rate yang lebih rendah, yang kemudian dikirimkan secara bersama pada beberapa sub-carrier. OFDM biasanya memerlukan cyclic prefix (CP) sehingga efek channel circulant bisa diperoleh. Circulant pada channel ini sangat memudahkan perhitungan karena keberadaan FFT/IFFT pada OFDM. OFDM hanya menggunakan satu (I)FFT para transmitter dan satu FFT para receiver. Hanya saja penggunaan CP ini justru membuat transmisi data tidak efisien, karena CP sebenarnya symbol yang di-copy kemudian dikirimkan (tidak mengandung informasi).

Namun dengan konsep yang diusulkan oleh Khoirul bersama kolega, yaitu dengan equalization berantai, disebut chained turbo equalization (CHATUE), CP (juga guard interval) mampu dihilangkan sama sekali namun tidak mengurangi performance dari system. CP ini bisa dihilangkan dengan memanfaatkan dan mengumpulkan energi yang tersebar di awal dan di belakang blok data yang sedang diproses. Ini mirip dengan proses pengumpulan energi genki dama pada serial animasi Dragon Ball. Temuan Khoirul Anwar ini kemudian mendapatkan penghargaan Young Scientist Encouragement award pada Institute of Electrical and Electronics Engineers Vehicular Technology Conference (IEEE VTC) 2010-Spring yang digelar 16-19 Mei 2010, di Taiwan. Kini hasil temuan yang telah dipatenkan itu digunakan oleh sebuah perusahaan elektronik besar asal Jepang. Asisten Profesor berusia 31 tahun itu dapat mematahkan anggapan yang awalnya ‘tak mungkin’ di dunia telekomunikasi. Kini sebuah sinyal yang dikirimkan secara nirkabel, tak perlu lagi diperisai oleh guard interval (GI) untuk menjaganya kebal terhadap delay, pantulan, dan interferensi. Turbo equalizer akan membatalkan interferensi sehingga sinyal bisa diterima.

Dengan mengenyahkan CP atau GI, dan memanfaatkan dekoder turbo, secara teoritis malah bisa menghilangkan rugi daya transmisi karena tak perlu mengirimkan daya untuk GI. Hilangnya GI juga bisa diisi oleh parity bits yang bisa digunakan untuk memperbaiki kesalahan akibat distorsi (error correction coding). Gagasan ini sendiri, dikerjakan Khoirul bersama Tadashi Matsumoto, profesor utama di laboratorium tempat Khoirul bekerja. Saat itu ia dan Tadashi hendak mengajukan proyek ke Kinki Mobile Wireless Center. Setelah menurunkan formula matematikanya secara konkrit, Khoirul meminta rekannya Hui Zhou, untuk membuat programnya. Metode ini mampu memecahkan problem transmisi nirkabel. Apalagi bisa diterapkan pada hampir semua sistem telekomunikasi, termasuk GSM (2G), CDMA (3G), dan cocok untuk diterapkan pada sistem 4G yang membutuhkan kinerja tinggi dengan tingkat kompleksitas rendah.

OFDM juga bisa diterapkan Indonesia, terlebih di kota besar yang punya banyak gedung pencakar langit dan daerah pegunungan. Sebab di daerah tersebut biasanya gelombang yang ditransmisikan mengalami pantulan dan delay lebih panjang. Temuan ini mendapat penghargaan Best Paper untuk kategori Young Scientist pada Institute of Electrical and Electronics Engineers Vehicular Technology Conference (IEEE VTC) 2010-Spring yang digelar 16-19 Mei 2010, di Taiwan. Temuan ini telah dipatenkan tahun 2010 dan kemungkinan besar dipakai untuk teknologi masa depan yang harus tetap optimal karena tantangan sinkronisasi (karena banyaknya device yang saling terhubung).

Berkat temuannya, kini internet berkecepatan tinggi bisa dirasakan banyak orang. Meski mungkin sebuah ironi, di saat Indonesia baru kedatangan 4G LTE, negara lain banyak yang sudah mencicipinya beberapa tahun lalu. Sementara penemu teknologinya justru putra Indonesia.

Yang membuat iri, di Jepang misalnya, negeri tempat Khoirul menimba ilmu dan mempresentasikan 4G LTE pertama kali, sudah punya jaringan seluler super cepat yang bisa dinikmati bahkan di daerah pegunungan.