Teknik Modulasi dan Demodulasi Pada Siskomber Seluler
Kelompok 4 Teknik Telekomunikasi 4A
Ayub Ubaidillah (2003332082)
Dandi Kusuma (2003332008)
Hadin Ikmal (2003332074)
Maria Lucia Theadora S N (2003332027)
Theresia Fienola (2003332033)
BPSK (Binary Phase Shift Keying)
M-ary PSK
GMSK (Gaussian minimum shift keying)
PSK (Phase Shift Keying)
Teknik Modulasi dan Demodulasi Pada Siskomber Seluler
BPSK (Binary Phase Shift Keying)
M-ary PSK
GMSK (Gaussian minimum shift keying)
PSK (Phase Shift Keying)
Teknik Modulasi dan Demodulasi Pada Siskomber Seluler
Perbedaan Modulasi dan demodulasi
Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal pembawa sehingga menghasilkan sinyal termodulasi. Dan untuk mendapatkan kembali sinyal informasi tersebut tentu ada proses Demodulasi.
Secara umum modulasi dibedakan menjadi dua, yaitu modulasi analog dan modulasi digital. Modulasi analog adalah suatu modulasi yang masukannya (sinyal informasi) adalah suatu sinyal analog. Sedangkan modulasi digital adalah suatu modulasi yang masukannya adalah sinyal biner.
Modulasi analog ada beberapa macam yaitu AM (Amplitude Modulation), FM (Frequency Modulation), dan PM (Phasa Modulation). Sedangkan macam dari modulasi digital antara lain ASK (Amplitude Shift Keying), FSK (Frequency Shift Keying), PSK (Phasa Shift Keying).
01
01. PSK (Phase Shift Keying)
Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa. Metoda ini merupakan suatu bentuk modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital.
01. PSK (Phase Shift Keying)
Dalam kasus ini kita mempunyai sinyal diselaraskan-geser-phasa yang diberikan sebagai :Fc(t) = ± cos ωc t
01. PSK (Phase Shift Keying)
Jika diandaikan bentuk yang dipilih adalah empat persegi panjang. Disini suatu 1 dalam arus biner pita dasar sesuai dengan polaritas positif, dan suatu 0 dengan polaritas negatif. Suatu contoh ditunjukkan pada Gambar 1. Transisitransisi fasa yang tak kontinu yang ditunjukkan pada awal dan akhir setiap selang bit, bilamana suatu transisi dari 1 ke 0 atau 0 ke 1 terjadi, sebetulnya dilicinkan (smooth) selama transmisi karena pemilihan bentuk yang dipergunakan. Tetapi informasi mengenai polaritas dipertahankan dipusat setiap celah, sehingga penguraian kode di penerima pada umumnya diatur dilakukan disekitar pusat. Oleh karena itu secara umum PSK dapat dibuat persamaan :
Dimana : i = 1,2,……M
M = 2N , jumlah kutub phasa
N = jumlah pulsa biner
ωc = sudut sinyal pembawa
Sinyal PSK (Phase Shift Keying)
Ada beberapa macam sinyal PSK, antara lain Binary Phase Shift Keying (BPSK), dan Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).Pada sinyal BPSK phasa dari sinyal pembawa digeser 180º (+/- sin ωc t).
Untuk sinyal QPSK sinyal pembawa digeser 90º . Untuk data yang sesuai dengan rumus PSK adalah
Sinyal PSK (Phase Shift Keying)
Ada Penerapan PSK antara lain sebagai berikut.
Metode ini secara luas digunakan untuk biometrik, LAN nirkabel bersama dengan komunikasi nirkabel seperti Bluetooth dan RFID.
Osilator Lokal
Komunikasi Optik
WDM multi-saluran
Tunda & tambahkan demodulator
Efek nonlinier untuk transmisi WDM
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Teknik Modulasi BPSK
(BPSK) Binary Phase Shift Keying adalah teknik modulasi digital dimana fasa dari sinyal carrier di ubah-ubah sesuai dengan dua sinyal informasi yang mewakili biner 1 dan 0.
Bentuk umum persamaan BPSK adalah sebagai berikut.
S(t) = Acos (ω t +θc) (1)
Dimana :
A = amplitudo sinyal
ωc = frekuensi pembawa
θc = sudut fasa pembawa
Lorem ipsum dolor sit amet
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Teknik Modulasi BPSK
Dari persamaan (1), jika input biner adalah logic 1 maka persamaan BPSK adalah :
S(t) = Acos (ω t +0˚) (1a)
Dari persamaan (1), jika input biner adalah logic 1 maka persamaan BPSK adalah :
S0(t) = Acos (ω t+180˚) (1b)
Dari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa sinyal termodulasi BPSK akan menghasilkan dua fasa yaitu 0˚ dan 180˚
Diagram Sinyal BPSK
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Teknik Modulasi BPSK
Pada gambar di bawah. Modulator terdiri atas oscilator dan rangkaian penggeser phasa (π). Bila dimasukkan biner 1 pada masukan, maka sakelar TANDA akan on (sakelar SPASI off), dengan demikian sinyal yang dikirim adalah A cos ωct, sedangkan apabila dikirim digit biner 0 pada masukan, dengan adanya rangkaian pembalik maka begitu sebaliknya sakelar SPASI on (sakelar TANDA off), dengan demikian sinyal yang dikirim digeser fasanya sebesar π (180 0 ), yaitu A cos (ωct + π)
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Teknik Modulasi BPSK
Sebagai contoh untuk sinyal BPSK dengan masukan 1010101 digambarkan pada Gambar A dan spektrum sinyal BPSK secara umum ditunjukkan pada Gambar B
Gambar A
Gambar B
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Teknik Demodulasi BPSK
Pada modulasi digital, cara pendemodulasian dibagi menjadi dua macam yaitu:
Penemuan sinkron atau coherent dan Penemuan selubung (detector envelope) atau non-coherent.
Pada metode yang pertama, hanya mengalikan sinyal yang datang dengan ferkuensi pembawa yang dibangkitkan secara lokal di penerima dan kemudian dilakukan pemfilteran pada sinyal hasil perkalian tadi. Pada penemuan sinkron ini bukan saja frekuensi pembawa yang dibangkitkan secara lokal pada penerima yang harus pada frekuensi yang sama, tetapi juga disinkronkan dalam fasa .
Sedangkan pada metode yang kedua digunakan untuk menghindari persoalan-persoalan pengaturan frekuensi dan phasa dalam penemuan sinkron.
Bila ditinjau dari cara pendemodulasiannya modulasi BPSK dapat dibagi atas dua yaitu :
- CPSK (Coherent Phasa Shift Keying)
- DPSK (Differential Phasa Shift Keying)
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
A. Demodulasi dengan CPSK
Pendemodulasian ini menggunakan metode Coherent Detection, yaitu mengalikan sinyal informasi dengan frekuensi pembawa yang dibangkitkan secara lokal pada penerima. Oscilator lokal pada penerima memerlukan sumber gelombang yang akurat didalam frekuensi dan fasa.
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
B. Demodulasi dengan DPSK
Pendeteksian pada DPSK tidak bisa secara non-koheren, karena pesan informasi selalu dalam bentuk fasa, sehingga transmisi data terhindar dari transmisi tak sinkron.
Waktu tunda digunakan untuk membandingkan sinyal band dasar yang masuk dengan sinyal band dasar berikutnya. Penundaan juga memastikan apakah sinyal band dasar yang dikirimkan itu merupakan biner 1 atau 0. Pada pendemodulasian DPSK tidak memerlukan fasa referensi lokal pada demodulatornya, tetapi sinyal yang datang langsung dikalikan dengan sinyal itu sendiri setelah ditunda di Delay Tb. Namun delay mengakibatkan system terkena noise besar.
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Faktor-faktor yang mempengaruhi BPSK
Dalam pemilihan modulasi digital yang tepat tentunya perlu diperhatikan faktor-faktornya, antara lain
step 1
Duis autem vel eum iriure dolor in hendrerit in
+info
Perbandingan sinyal dengan noise (S/N)
Perbandingan energi sinyal per kerapatan noise (Eb/No)
Lebar bidang
Lebar bidang
Nilai
kemungkinan kesalahan
bit(Pe)
Tingkat kerumitan peralatan
02. Bpsk (Binary Phase Shift Keying)
Aplikasi dari Binary Phase Shift Keying
Modulasi BPSK adalah teknik yang sangat dasar yang digunakan dalam berbagai standar nirkabel seperti CDMA, WiMAX (16d, 16e), WLAN 11a, 11b, 11g, 11n, Satelit, DVB, modem kabel dll. Ini dianggap lebih kuat di antara semua jenis modulasi karena perbedaan 180 derajat antara dua titik konstelasi. Oleh karena itu dapat menahan jumlah parah kondisi saluran atau saluran fading. Ini digunakan dalam OFDM dan OFDMA untuk memodulasi pilot subcarrier yang digunakan untuk estimasi saluran dan pemerataan. Seperti yang kita ketahui saluran yang berbeda digunakan untuk transmisi data tertentu dalam sistem seluler. Saluran yang digunakan untuk mengirimkan informasi terkait sistem yang sangat penting dimodulasi menggunakan modulasi BPSK.
03. M-ary psk
Modulasi digital yang mempunyai frekuensi dan amplitudo yang sama tetapi memiliki sudut fase yang berbeda[1]. Pada M-Ary PSK terdapat M sandi, setiap sandi tersusun dari n bit (M=2n ) untuk mengetahui pergeseran fasenya.
Secara umum modulasi M-Ary PSK dapat dibuat sebagai berikut :
Lorem ipsum dolor sit amet
𝑆𝑖 (𝑡) = 𝐴 sin (2𝜋𝑓𝑐 𝑡 + 𝜃𝑛)
Dimana : A= amplitudo sinyal
2𝜋𝑓𝑐 𝑡 = frekuensi pembawa
𝜃𝑛 = sudut phase pembawa
04. GMSK (Gaussian minimum shift keying)
GMSK merupakan turunan dari MSK dimana pulsa kotak yang digunakan dalam modulasi MSK diganti dengan pulsa sinusoida dan ditambah dengan menerapkan filter Gaussian dalam pembentukan pulsanya. Respon filter Gaussian akan menghasilkan sinyal yang memiliki side lobe yang rendah dan main lobe yang lebih sempit dibanding pulsa kotak. Karena modulasi menggunakan filter Gaussian maka modulasi ini kemudian disebut dengan Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK).
Hubungan antara bandwidth pada awal modulasi (B) dengan perioda bit (T) merupakan bandwidth dari sistem modulasi GMSK. Pada sistem seluler GSM nilai perkalian bandwidth dengan perioda bit ini dipilih sama dengan 0.3 (BT = 0.3) dengan laju bit saluran sebesar 270.8 kbps.
Respon filter Gaussian ditentukan dengan persamaan :
Lorem ipsum dolor sit amet
04. GMSK (Gaussian minimum shift keying)
Modulasi Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK)
Lorem ipsum dolor sit amet
Gambar 1 berikut ini menunjukkan hasil simulasi respon filter Gaussian dari pers. diatas dengan variasi nilai BT.
Gambar 1. Gaussian response filter with various of BT product
04. GMSK (Gaussian minimum shift keying)
Modulator GMSK
Lorem ipsum dolor sit amet
Gambar 2 menunjukkan blok diagram sebuah modulator GMSK. Proses yang terjadi pada modulator dimulai dengan mengubah bit stream x(n) dengan level 0 dan satu menjadi bipolar stream bit (x)n dengan level -1 dan 1. Setelah itu, bipolar stream bit difilter dengan filter Gaussian yang memiliki respon filter g(t). Proses filter ini pada dasarnya melakukan konvolosi antara bipolar bit stream (x) n dengan (g)t. Hasil konvolusi kemudian diintegralkan untuk menghitung nilai fase (ϕ)t. Fase ini akan menentukan sinyal I-channel dan Q-channel dengan menggunakan persamaan:
I = cos[ϕ (t)]
Q = sin[ϕ (t)]
Sinyal I-channel dan Q-channel inilah yang akan ditransmisikan ke udara dan akan diproses oleh demodulator GMSK seperti yang akan dijelaskan pada bagian berikut ini.
Gambar 2. Modulator GMSK
04. GMSK (Gaussian minimum shift keying)
Demodulator GMSK
Lorem ipsum dolor sit amet
Proses yang terjadi pada GMSK demodulator untuk memperoleh kembali bit stream sinyal informasi secara lengkap ditunjukkan Gambar 3 Sinyal I-channel dan Q-channel akan diproses secara terpisah dalam hal filtering dan sinkronisasinya. Proses selanjutnya adalah perhitungan fase untuk deretan data yang memiliki indeks bilangan ganjil dan genap secara terpisah dari sinyal I-channel dan Q-channel hasil sinkronisasi untuk mendeteksi deretan bit dengan level 0 dan 1 kembali. Akhirnya, deretan bit secara lengkap dapat diperoleh dengan menggabungkan kedua deretan bit sehingga diperoleh kembali deretan bit sinyal informasi seperti yang dikirimkan oleh GMSK modulator.
Gambar 3. Demodulatorr GMSK
02. GMSK (Gaussian minimum shift keying)
Blok diagram modulator dan demodulator gmsk
Lorem ipsum dolor sit amet
Teknik modulasi yang mengurangi sidelobes dari MSK. Terdapat parameter BT pada Gaussian pulse shapping untuk mengatur penggunaan bandwidth pada kanal transmisi
THANK YOU!
