19

BAB III

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai gambaran sistem yang akan

diteliti dan diuji secara umum meliputi perangkat lunak (software),

simulasi sistem, proses implementasi sistem, dan metode pengujian yang

digunakan. Untuk memudahkan, berikut gambar skema metodologi yang

digunakan dalam tugas akhir ini.

Gambar 3.1 Skema Metodologi

Start

Pemodelan Sistem

Simulasi Sistem

Implementasi Sistem

Pengujian dan Pengambilan Data

Analisis Kinerja Sistem

Persiapan Perangkat Lunak

Stop

20

3.1 Persiapan Perangkat Lunak

Teknologi Software Defined Radio tak lepas dari penggunaan

perangkat lunak untuk memprogram perangkat yang digunakan. Adapun

perangkat lunak yang digunakan adalah Matlab versi R2007a dan Code

Composer Studio (CCS) versi 3.1. Semua perangkat lunak ini berjalan

pada Operating System Windows XP. Pada bagian ini akan dijelaskan

mengenai instalasi CCS versi 3.1 saja karena perangkat lunak yang lain

sudah umum digunakan. CCS versi 3.1 diperoleh dalam bentuk CD

ketika pembelian DSK TMS320C6416T.

3.1.1 Instalasi Code Composer Studio v3.1

Perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram DSK

TMS320C6416T adalah Code Composer Studio yang saat ini

menggunakan versi 3.1. CCS v3.1 hanya berjalan di OS Windows XP.

Terdapat beberapa pilihan diawal proses instalasi CCS v3.1

3.1.2 Integrasi antara Simulink Matlab dengan CCS v3.1

Tahap selanjutnya yaitu mengintegrasikan Simulink dengan CCS

v3.1 sehingga nantinya blok sistem modulasi dan demodulasi yang

sudah dibuat di Simulink dapat diimplementasikan ke dalam DSK

TMS320C6416T. Pada Tugas Akhir ini digunakan Matlab versi R2007a

karena software CCS v3.1 hanya dapat terintegrasi dengan Matlab versi

R2007a kebawah.

3.2 Pemodelan Sistem

Pemodelan sistem untuk blok LMS dan FBLMS terdapat dua

macam bentuk. Yaitu pemodelan saat simulasi, yaitu pemodelan saat

disimulasikan pada simulink, dan pemodelan pada simulink yang

diaplikasikan pada TMS.

Berikut adalah gambar dari blok diagram sistem filter adaptif pada

gambar 3.2

21

Gambar 3.2 Block Diagram Filter Adaptif [4]

Berdasarkan pada gambar 2 terdapat dua buah sinyal masukan,

yaitu d(n) dan x(n). d(n) berfungsi sebagai sinyal masukan yang terdiri

dari sinyal informasi (suara) s(n) yang tercampur dengan derau y(n).

Sedangkan x(n) adalah derau yang akan diproses untuk mendapatkan

nilai pendekatan (n) dari derau yang yang terdapat pada sinyal d(n)

sehingga derau yang terdapat pada d(n) dapat dikurangi atau

dihilangkan.

Dalam simulasinya pada simulink, digunakan sine wave untuk

sinyal asli yang akan dicapai, dan dengan campuran referensi derau

yaitu menggunakan random source.

3.3 Simulasi Sistem

Dari pemodelan sistem blok LMS dan FBLMS menggunakan

Simulink Matlab. Hal ini bertujuan untuk memudahkan proses

implementasi nantinya karena DSK TMS320C6416T dapat diprogram

melalui Simulink Matlab. Selain itu juga untuk memastikan apakah

pemodelan sistem yang dirancang dapat berjalan dengan baik.

Berdasarkan pemodelan sistem sistem algoritma FBLMS dengan

satu blok bagian utama, maka dapat dibuat simulasi Simulink Matlab

seperti pada gambar 3.3.

22

Gambar 3.3 Diagram Blok Simulasi Blok FBLMS

Time

Vector

Scope

Unbuffer4

Unbuffer3

Unbuffer2

Unbuffer1

Unbuffer

simout2

To Workspace2

simout1

To Workspace1

simout

To Workspace

Scope

Air_Masakeditmono.wav

A: 8000 Hz, 16 bit, monoAudioAudioAudioAudioAudio

From Multimedia File1

dimitra_levina_hartonomono.wav

A: 8000 Hz, 16 bit, monoAudioAudioAudioAudioAudio

From Multimedia File

Input

Desired

Output

Error

Wts

Fast Block

LMS

Fast Block LMS Filter

FDATool

Digital

Filter Design

C6416DSK

Add2

Add1

23

Dengan sinyal masukan berupa sinyal sinus (sine wave) dan sinyal

noise (random source) yang diperoleh dari simulink signal processing

blockset signal processing source sine wave / random source.

Berikut pengaturan parameter yang digunakan dalam blok sine wave dan

random source :

Amplitude : 1

Frekuency (Hz) : 100

Phase offset (rad) : 0

Sampel mode : Discrete

Output complexity : Real

Computation method : Trigonometric fcn

Sample time : 1/8000

Sampel per frame : 1

Resetting states when re-enable : Restart at time zero

Source type : Gaussian

Method : Ziggurat

Mean : 0

Variance : 0.1

Repeatability : Repeatable

Sample mode : Discrete

Sampel time : 1/8000

Sampel per frame : 1

Output data type : Double

Complexity : Real

24

Untuk pengaturan pada algoritma FBLMS adalah sebagai berikut :

Gambar 3.4 Function Block Parameter FBLMS Filter

Dengan parameter filter length, block size, dan step size (mu) yang

diubah-ubah sesuai dengan variance yang akan digunakan.

3.4 Implementasi Sistem Filter Adaptif LMS dan FBLMS

Implementasi sistem dilakukan dengan cara memprogram DSK

TMS320C6416T sesuai dengan sistem yang kita buat. DSK dapat

deprogram dengan menggunakan bahasa C, assembly, atau integrasi

Simulink Matlab. Setelah menyiapkan file Simulink yang akan

diimplementasikan, ada beberapa blok tambahan yang yang digunakan

untuk implementasi DSK seperti yang telah dijelaskan sebelumnya pada

Bab II.

Terdapat program implementasi DSK yang dibuat dalam tugas

akhir ini yaitu sistem multiport. Sistem yang diimplementasikan

memiliki maksud dan tujuan tertentu. Berikut penjelasan dari

implementasi program tersebut.

25

Gambar 3.5 Diagram Blok Implementasi Blok FBLMS

Time

Vector

Scope

Select

Columns

Multiport

Selector

2

Matrix

Concatenate

Input

Desired

Output

Error

Wts

Fast Block

LMS

Fast Block LMS Filter

FDATool

Digital

Filter Design

C6416 DSK

DAC

DAC

C6416DSK

Add1

Add

Line In

C6416 DSK

ADC

ADC

26

3.4.1 Implementasi Sistem Multiport

Port yang disediakan DSK TMS320C6416T adalah port audio

stereo 3.5 yang pada dasarnya memiliki dua saluran, yaitu right channel

dan left channel seperti pada gambar 3.22. Saluran ini terdapat pada port

DSK TMS320C6416T yang merupakan masukan dan keluaran sinyal.

Tujuan dari implementasi ini adalah memanfaatkan dua saluran tersebut

sebagai keluaran dari proses modulasi dan demodulasi BPSK. Sehingga

pada implementasi sistem ini, sinyal modulasi BPSK yang dihasilkan

DSK akan dimasukkan kembali ke DSK itu sendiri untuk dilakukan

proses demodulasi.

Gambar 3.6 Jack Audio Stereo 3.5

Program implementasi yang dibuat blok multiport selector dan

matrix concatenate. Blok multiport selector dapat diperoleh di simulink

libraries signal processing blockset signal management indexing.

Sedangkan blok matrix concatenate dapat diperoleh di simulink libraries

simulink math operations. Pengaturan parameter pada blok multiport

selector adalah sebagai berikut.

Select : columns

Indices to output : {1,2}

Invalid index : clip index

Sedangkan untuk pengaturan parameter blok matrix concatenate adalah

sebagai berikut.

Number of inputs : 2

Mode : Multidimensional array

Concatenate dimension : 2

Left Channel

Right Channel

Ground

27

Kedua diagram blok ini digunakan untuk membentuk program

implementasi sistem multiport. Pada keluaran blok multiport selector

bagian atas merupakan left channel, sedangkan pada bagian bawahnya

adalah right channel. Left channel digunakan sebagai input sinyal suara

sedangkan right channel digunakan sebagai sinyal noise. Agar lebih

jelasnya dapat melihat pada gambar 3.27 yang menunjukkan blok

implementasi sistem multiport.

Gambar 3.7 Program Implementasi Sistem Multiport pada Algoritma

FBLMS

Begitu pula dengan program implementasi ini, selanjutnya adalah

memastikan configuration parameters agar Simulink dapat terintegrasi

dengan Code Composer Studio. Untuk memulai implementasi program,

klik incremental build pada Simulink. Matlab akan berkomunikasi

dengan Code Composer Studio untuk membentuk file project CCS

(*.pjt). Setelah file project CCS terbentuk, Code Composer Studio akan

memprogram DSK TMS320C6416 yang sudah terhubung ke PC.

Untuk membantu terhubungnya right channel dan left channel,

maka pada keluaran DSK diberi rangkaian tambahan seperti pada

gambar 3.20.

28

Gambar 3.8 Skema rangkaian Imlementasi

Gambar 3.9 Komponen Tambahan untuk Sistem Multiport

3.5 Metode Pengujian Sistem dan Pengolahan Data

Dari sistem yang diimplementasikan akan diuji kinerjanya dengan

parameter SNR (Signal to Noise Ratio) terhadap variasi noise tertentu

pada input dan output sistem. SNR input yang akan diukur berupa suara

asli dan suara noise yang dijalankan pada simulink matlab. Variasi noise

juga diukur agar dapat dicari nilai perbandingan antara tegangan sinyal

dengan tegangan noise dalam SNR. Sedangkan pada SNR output yang

akan diukur adalah output dari sistem filter adaptif.

29

Pengujian MSE dilakukan dengan cara menyampling hasil

keluaran errornya lalu dirata-rata. Rumus dari MSE adalah sebagai

berikut:

(3.1)

Dimana n = jumlah sampel data

S = sinyal asli

se = sinyal estimasi

Sedangkan untuk perhitungan SNR nya didapatkan dengan

rumus sebagai berikut :

SNR = 10 log (3.2)

3.6 Peralatan Pengujian

Secara keseluruhan, peralatan yang digunakan untuk menguji

performa DSK TMS320C6714 dibagi menjadi dua, yaitu perangkat

keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Berikut penjelasan

singkat mengenai peralatan pengujian yang digunakan.

1. Perangkat Keras (hardware)

a. DSK TMS320C6416

DSK TMS320C6416 yang digunakan lengkap dengan kabel

power dan kabel USB untuk komunikasi dengan PC. Sebaiknya

DSK dilindungi oleh kotak mika agar lebih aman dalam

penyimpanan dan menyentuhnya.

Gambar 3.10 DSK TMS320C6416

30

b. Kabel Audio Stereo 3.5

Kabel audio stereo 3.5 digunakan sebagai saluran dari sinyal

masukan dan sinyal keluaran DSK TMS320C6416 pada port.

Jika ingin membuat sendiri, kabel ini tersusun dari konektor

jack audio stereo 3.5 serta kabel scram.

Gambar 3.11 Kabel Audio Stereo 3.5

c. PC

Personal Computer (PC) digunakan untuk memprogram DSK

TMS320C6416. PC ini harus menggunakan Operating System

Windows XP karena perangkat lunak Code Composer Studio

v3.1 hanya bisa berjalan di Windows XP. Spesifikasi yang

dibutuhkan tidak terlalu tinggi karena PC ini digunakan untuk

mendownload program ke DSK saja, kecuali jika PC ini

digunakan untuk menjalankan simulasi Simulink.

d. Laptop

Laptop digunakan untuk mengambil data dari sinyal keluaran

DSK TMS320C6416 dengan bantuan perangkat lunak Visual

Analyzer.

2. Perangkat Lunak (software)

a. Matlab versi R2007a

Matlab adalah perangkat lunak matematis berbasis pengolahan

matrix. Matlab yang digunakan adalah versi R2007a atau versi

7.4 karena versi ini merupakan versi maksimal yang bisa

diintegrasi dengan Code Composer Studio v3.1.

31

b. Code Composer Studio v3.1

Code Composer Studio (CCS) v3.1 merupakan perangkat lunak

yang digunakan agar PC dapat berkomunikasi dengan DSK

TMS320C6416. CCS v3.1 diperoleh dari satu paket penjualan

prosesor keluaran Texas Instrument.

32

[Halaman ini sengaja dikosongkan]