modulasi digital makalah
Post on 22-Dec-2015
142 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
MAKALAH
SISTEM MODULASI DIGITAL
Oleh :
Adiba Kamalia Putri 4.35.11.0.02
JRK-4A
PROGRAM STUDI D4 TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2015
BAB I
A. Sistem Komunikasi Digital
Modulasi merupakan perubahan parameter dari sinyal carrier menjadi sinyal
informasi. Modulasi adalah pengaturan parameter dari sinyal pembawa (carrier) yang
berfrekuensi tinggi sesuai sinyal informasi (pemodulasi) yang frekuensinya lebih rendah,
sehingga informasi tadi dapat disampaikan. Proses modulasi membutuhkan dua buah
sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa dinyal informasi yang dikirim, dan sinyal
carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan. Tujuan dilakukannya proses
modulasi antara lain :
1. Untuk memudahkan proses radiasi
a) Pada kanal komunikasi berupa udara, diperlukan antena untuk proses
pemancaran/radiasi dan penerimaan sinyal.
b) Dimensi antena adalah berbanding terbalik dengan frekwensi sinyal
yang dipancarkan/diterimanya.
2. untuk memungkinkan multiplexing jika sebuah media transmisi dapat
digunakan oleh beberapa kanal, maka modulasi dapat digunakan untuk
menempatkan masing masing kanal pada wilayah spektrum frekwensi yang
berbeda. Contohnya : teknik fdm pada system telepon.
Informasi yang akan disampaikan berbentuk sinyal digital, yaitu pulsa yang menyatakan
nilai 1 & 0. Sinyal digital ini tidak dapat ditransmisikan begitu saja menggunakan
radio,karena bandwidth (lebar pita) yang dipakai oleh sinyal digital terlalu lebar.Sinyal ini
harus dimodifikasi agar ia dapat ditrasmisikan. Modifikasi terhadap sinyal ini dinamakan
modulasi.
Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan
dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di pergunakan untuk menyebarkan data, dan
pemprosesan atau penyetelan apa yang perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan
bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik. Berikut merupakan
diagram sisitem komunikasi digital
2
Gambar 1.1 . diagram sistem modulasi digital
Pada diagram diatas dapat dijelaskan bahwa source encoder menerima satu atau lebih
sinyal analog untuk diubah menjadi sinyal digital. Simbol-simbol ini bisa berupa biner (1
dan 0). Jika kanal digunakan untuk mengkomunikasikan lebih dari satu sumber, maka
sebuah source encoder harus dilengkapi dengan multiplexer. Hal yang perlu di perhatikan
adalah bahwa source encoder mendapatkan input berupa time signal (s(t)). Pada sistem
komunikasi data dimulai dengan sebuah sinyal digital. Channel Encoder akan menaikkan
efisiensi dari sistem komunikasi digital. Peralatan ini mengurangi error pada saat transmisi.
Jika ada noise yang masuk ke kanal bersama-sama dengan data, maka akan ada
kemungkinan sebuah simbol yang sudah terkirim akan diinterpretasikan sebagai simbol
yang lain pada sisi penerima. Pengaruh dari error ini dapat dikurangi dengan menerapkan
struktur redundansi pada sinyal data. Lalu modulator yang berfungsi “menumpangkan”
data pada frekuensi gelombang pembawa (carrier signal) ke sinyal informasi/pesan agar
bisa dikirim ke penerima. Channel coding berfungsi untuk menjaga informasi atau data
digital dari error yang mungkin terjadi selama proses transmisi dengan cara menambahkan
bit redundansi (tambahan) ke dalam data yang akan dikirimkan. Demodulator mempunyai
fungsi kebalikan dari modulator (demodulasi), yaitu proses mendapatkan kembali data atau
proses membaca data dari sinyal yang diterima dari pengirim. Dalam demodulasi, sinyal
pesan dipisahkan dari sinyal pembawa frekuensi tinggi. Channel decoder akan memeriksa
3
apakah data yang di bawa sudah benar atau belum. Setelah itu data digital yang di bawa
akan dikonversikan kembali ke sinyal analog.
B. Kanal Komunikasi
skema modulasi dipilih atau di desain sesuai karakteristik kanal untuk
mengoptimalkan kinerja mereka. pada bagian ini kita akan membahas model kanal
penting dalam komunikasi.
1. Additive White Gaussian Noise (AWGN)
AWGN merupakan singkatan dari Additve White Gaussian Noise. Additive
artinya ditambahkan. Gaussian berarti mengikuti distribusi Gaussian atau
kadang juga disebut distribusi normal. Sedangkan noise ini disebut white
karena terdiri dari seluruh frekuensi dalam spektralnya sebagai cahaya putih.
AWGN (Additive White Gausian Noise) merupakan suatu proses stokastik
yang terjadi pada kanal dengan karakteristik memiliki rapat daya spectral noise
merata di sepanjang range frekuensi. AWGN mempunyai karakteristik respon
frekuensi yang sama disepanjang frekuensi dan variannya sama dengan satu.
Pada kanal transmisi selalu terdapat penambahan derau yang timbul karena
akumulasi derau termal dari perangkat pemancar, kanal transmisi, dan
perangkat penerima. Derau yangmenyertai sinyal pada sisi penerima dapat
didekati dengan model matematis statistik AWGN. Derau AWGN merupakan
gangguan yang bersifat Additive atau ditambahkan terhadap sinyal transmisi.
AWGN merupakan model kanal sederhana dan umum dalam suatu sistem
komunikasi. Model kanal ini dapat digambarkan seperti berikut:
Pada gambar diatas, Jika sinyal yang kirim STx(t), pada kanal akan dipengaruhi
4
oleh derau n(t) sehingga sinyal yang diterima menjadi: SRx(t) = STx(t) + n(t), 0
≤ t ≤ T dimana n(t)) merupakan noise yang terjadi selama proses transmisi
sinyal kirim sampai diterima bagian receiver.
2. Bandlimited Channel
Ketika bandwitdh kanal lebih kecil daripada bandwitdh sinyal channel itu
menjadi bandlimited. Keterbatasan bandwidth yang parah menyebabkan
Intersymbol interferensi (ISI) ( yaitu ,pulsa digital akan melampaui durasi
transmisi mereka ( simbol periode Ts ) ) dan mengganggu simbol berikutnya
atau simbol bahkan lebih . ISI menyebabkan peningkatan dalam probabilitas
kesalahan bit ( Pb ) atau tingkat kesalahan bit ( BER ) , seperti yang biasa.
Ketika meningkatkan kanal bandwidth tidak mungkin, teknik persamaan kanal
digunakan untuk memerangi ISI . teknik ini di perbaharui secara terus menerus.
3. Fading Channel
Fading merupakan karakterisktik utama dalam propagasi radio bergerak.
Fading dapat didefinisikan sebagai perubahan fase, polarisasi dan atau level
dari suatu sinyal terhadap waktu. Definisi dasar dari fading yang paling umum
adalah yang berkaitan dengan mekanisme propagasi yang melibatkan refraksi,
refleksi, difraksi, hamburan dan redaman dari gelombang radio. Pada sistem
komunikasi bergerak terdapat dua macam fading yaitu short term fading dan
long term fading.
Dalam komunikasi selular, tentunya jarang sekali terjadi hubungan langsung
saja. Sinyal banyak mengalami pantulan dimana-mana, sehingga terdapat
berbagai macam jalur yang dilalui sinyal untuk sampai ke penerima
(multipath). Antara sinyal yang pancarannya melalui multipath tersebut dapat
berinterferensi positif maupun negatif sehingga pada penerima terlihat bahwa
sinyal tersebut berfluktuasi.
Efek fluktuasi sinyal ini biasa disebut dengan Fading. Dengan kata lain, fading
merupakan penurunan daya penerima. Fading menyebabkan suatu kondisi
dimana sinyal yang diterima terlalu jelek untuk dilakukan pemrosesan sinyal
selanjutnya, yaitu demodulasi.
Fading juga dapat terjadi karena efek doppler, yang terjadi jika user bergerak
dengan kecepatan relatif terhadap base station. Perlu diperhatikan bahwa fading
hanya membesar-kecilkan sinyal, bukan membalikkan polaritas sinyal. Sinyal
yang mengecil (terkena fading) tentunya akan lebih mudah mudah berbalik
5
polaritas ketika terkena noise. Ketika penerima dalam keadaan diam, dikelilingi
oleh beberapa obyek yang diam dan bergerak seperti kendaraan lain. Sinyal
yang diterima akan menunjukkan adanya fading, karena penerima akan
menerima gabungan sinyal atau jumlah superposisi dari keseluruhan sinyal
yang dipantulkan akibat banyak lintasan (multipath). Hal ini menyebabkan kuat
sinyal yang diterima oleh penerima akan bervariasi.
C. Jenis Modulasi Digital
Berdasarkan besarannya, jenis-jenis modulasi digital ada 3 yaitu
a) Amplitude Shift Keying (ASK)
Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal digital berdasarkan
pergeseran amplitudo merupakan modulasi dengan mengubah-ubah amplitudo.
Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa
tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. Keuntungan
yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih
besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang
dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak
jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu
metode ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat
saja. Dalam hal ini faktor noice atau gangguan juga harus diperhitungkan
dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Dibawah ini merupakan
gambar dari Amplitude Shift Keying.
b) Frekuency Shift Keying (FSK)
FSK adalah Modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai
tegangan dengan frekuensi tertentu (misalnya f1 = 1200 HZ), sementara signal
digital 0 dinyatakan sebagai suatu nilai tegangan dengan frekuensi tertentu
yang berbeda (misalnya f2=2200 Hz). Sama seperti modulasi fase, pada
6
modulasi freukensi yang lebih rumit dapat dilakukan pada beberapa frekuensi
sekaligus. Dengan cara ini pengiriman data menjadi lebih effisien. Berikut
merupakan gambar dari FSK
Frequency Shift Keying (FSK) atau pengiriman sinyal digital melalui
penggeseran frekuensi. Metode ini merupakan suatu bentuk modulasi yang
memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang
pembawa. Pergeseran ini terjadi antara harga-harga yang telah ditentukan
semula dengan gelombang output yang tidak mempunyai fase terputus-putus.
Dalam proses modulasi ini besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-
ubah sesuai dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital.
Bentuk dari modulated Carrier FSK mirip dengan hasil modulasi FM. Secara
konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam-
macam variasi/deviasi ataupun frekuensi, yang ada hanya 2 kemungkinan saja,
yaitu More atau Less (High atau Low, Mark atau Space). Tentunya untuk
deteksi (pengambilan kembali dari kandungan Carrier atau proses
demodulasinya) akan lebih mudah, kemungkinan kesalahan (error rate) sangat
minim/kecil.
Umumnya tipe modulasi FSK dipergunakan untuk komunikasi data dengan Bit
Rate (kecepatan transmisi) yang relatif rendah, seperti untuk Telex dan
Modem-Data dengan bit rate yang tidak lebih dari 2400 bps (2.4 kbps).
c) PSK (Phase Shift Keying)
Metode ini merupakan suatu bentuk modulasi fase yang memungkinkan fungsi
pemodulasi fase gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah
ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fase dari frekuensi
gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan status sinyal
informasi digital. Sudut fase harus mempunyai acuan kepada pemancar dan
penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat
penerima. Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima,
kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan dengan PSK yang
7
berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fase yang dikirim digunakan untuk
memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini, fase yang ada dapat dideteksi
bila fase sebelumnya telah diketahui. Hasil perbandingan ini dapat dipakai
sebagai patokan (referensi).
Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai :
1) BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK modulasi paling
sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi modulasi ini hanya
mampu memodulasi 1 bit/symbol dan dengan demikian maka modulasi ini
tidak cocok untuk aplikasi data rate yang tinggi dimana bandwithnya
dibatasi.
2) QPSK atau dikenal dengan sebutan quartenary PSK atau quadriphase PSK
analisis membuktikan bahwa ini digunakan untuk menggandakan data rate
jika dibandingkan dengan system BPSK. BPSK digunakan pada kedua
carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas.
8
top related