peningkatan kualitas video untuk transmisi deskripsi...
TRANSCRIPT
PENINGKATAN KUALITAS VIDEO
UNTUK TRANSMISI DESKRIPSI JAMAK
PADA KANAL MIMO
Aranda Fadzri Rahardi2207100641Dosen Pembimbing Dr. Ir. Wirawan, DEA
6/27/2010 1
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Fakultas Teknologi Industri
Instiut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2010
Latar Belakang
6/27/2010 2
Informasi teknologi wireless yang semakin berkembang pesat
Pentransmisianvideo melalui media udara sangat rentan mengalami gangguan
yang disebabkan adanya noise, multipath fading ,dan kompresi video yang rentan
error
6/27/2010 3
Teknik Multiple Description Coding dan MIMO memungkinkan dapat
memecahkan permasalahan pentransmisian pada kanal wireless
•Vivik K.Goyal and Jelena Kovacevic. Generalized multiple
description coding with correlating transforms. IEEE Trans. Info.
Theory, 47(6):21992224, 09 2001
Mendapat gagasan jika semua semua bitsream diterima dengansempurna oleh receiver maka image atau video dapatdirekonstruksi dengan kualitas yang bagus (tinggi) namun jikaada beberapa komponen bitstream yang hilang receiver dapattetap merekonstruksi data tersebut menjadi image dan videodengan mutu atau kualitas yang rendah
•teknik MIMO (Multi Input Multi Output) dapat membuat kanal paralel independen dalam spatial domain untuk mengirimkan data stream yang beragam•teknik ini bisa memperbesar kapasitas kanal tanpa mengurangi bandwidth yang ada
6/27/2010 4
Tujuan
6/27/2010 5
Tujuan pada tugas akhir ini Mensimulasikan teknik MDC 2 deskripsi pada kanal MIMO 2x2 dan kemudian membandingkan hasil pengiriman sinyal video pada Rx terhadap TX
Batasan Masalah
6/27/2010 6
1. Pada tugas akhir ini, sample video yang di gunakan merupakan referensi dari H264 dengan format CIF
2. Video yang ditransmisikan melalui MIMO STBC 2x23. Kondisi kanal multipath bersifat flat fading4. Pada tugas akhir ini metode MDC menggunakan dua buah diskripsi5. Pada tugas akhir ini, masalah dibatasi untuk Operating System dari
PC yang digunakan adalah Windows XP2/66. Pada tugas akhir ini menggunakan software mathlab versi 6.5 dengan
max variable 655367. Pada tugas akhir ini menggunakan software YUVviewer application
.MFC untuk melihat hasil video
Multiple description coding (MDC)
6/27/2010 7
Dimana: x = input D1= output side decoder 1R1 = deskripsi 1 D2= output side decoder2R2 = deskripsi 2 D0= output central decoder
Encoder/decoder H264.avc
6/27/2010 8
H.264 (MPEG-4 Part 10) atau lebih dikenal dengan Advance Video Coding (AVC) merupakan sebuah codec video digital yang memiliki keunggulan dalam rasio kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metoda blok transformasi adaptif yang efektif.
Tujuan lain dari pengembangan H.264 adalah dapat digunakan dalam berbagai macam aplikasi seperti video broadcast,
MIMO 2x2
6/27/2010 9
Dimana : y1 dan y2 = output datah11,h21,h22,h21 = kanal lintasann1 dan n2= noise
Kanal AWGN
6/27/2010 10
AWGN merupakan thermal noise yang terdistribusi normal dengan nilai rata rata nol, serta bersifat menambahkan level sinyal.
+Sinyal kirim Sinyal terima
Noise n(t)
X(t) Y(t) = X(t) + n (t)
“ out_kanal1=awgn(out_kanal,SNR,’measured’)”.
Kanal Rayleigh Fading
6/27/2010 11
Rayleigh biasa digunakan untuk menyatakan distribusi perubahandari selubung sinyal fading yang mempengaruhi sinyal informasi.Distribusi rayleigh ini dapat dibentuk dari jumlah antara dua sinyalberdistribusi gaussian sehingga pada pembangkitan distribusi rayleighdilakukan dengan terlebih dahulu membangkitkan dua buah sinyal yangberdistribusi gausian.
“H = 1/sqrt(2)*[randn(1,len_tx) + j*randn(1,len_tx)];” dimana H menunjukan bilangan complex array fading, len_tx menunjukan panjang data yang dikirimkan atau panjang data yang akan terkena fading
Multipath Fading
6/27/2010 12
Fading merupakan penurunan dan fluktuasi daya sinyal pada penerima.
Fading menyebabkan kondisi dimana sinyal tidak dapat lagi dikenali pada
proses pengembalian sinyal kedalam bentuk informasi.
Flat fading
Flowchart aliran data pengirim
6/27/2010 13
mulai
Input
video.yuv
Proses pembacaan kondisi
frame
Proses pengambilan frame
ganjil dan genap
Penngelompokan
frame ganjil
Penngelompokan
frame genap
flag 1 flag 0
Format data
desimal to biner
Format data
desimal to biner
Data ganjil = flag 1 + data
ganjil dalam bentuk biner
Data genap = flag 1 + data
genapl dalam bentuk biner
A B
A B
Modulasi BPSK Modulasi BPSK
Data di parsial oleh MIMO 2x2
Data di transmisikan
Antena 1
Data di transmisikan
Antena 2
selesai
6/27/2010 14
Paket data di terima
oleh MIMO 2x2
mulai
Proses pemisahan data
berdasarkan flag
Flag = 1 Flag = 0
Data biner diubah ke
desimal oleh decoder
ganjil
Data biner diubah ke
desimal oleh decoder
genap
Proses di dalam decoder
Output Format
video.yuv ganjil
Output Format video.yuv
genap
Data genap + Data ganjil
Output Format video.yuv
Ganjil +Genap
selesai
Interpolasi ganjil Interpolasi genapRekontruksi
Flowchart alirandata penerima
6/27/2010 15
Model Transmisi Video
6/27/2010 16
Encoder
MDC
Mapping
BPSK
Demaping
BPSKDeccoder
MDC
Input
video.yuv
Input video
genap.yuv
Input video
genap.yuv
Input video
gabungan.yuv
Noise AWGNTipe 1
Hasil transmisi 1
17
Plot BER hasil video ganjil Plot BER hasil video genap
Interpolasi tipe 1
6/27/2010 18
Frame ke 30 video genap
PSNR 14,80 dB
Frame ke 15 video ganjil
PSNR 15,00 dB
Recontruksi transmisi tipe 1
6/27/2010 19
PSNR 22,87 dB
Frame ke 15
Encoder
MDC
Mapping
BPSK
Demaping
BPSKDeccoder
MDC
Input
video.yuv
Input video
genap.yuv
Input video
genap.yuv
Input video
gabungan.yuv
Noise AWGN
Multipath
fading
6/27/2010 20
Tipe 2
Hasil transmisi tipe 2
6/27/2010 21
Plot BER hasil video ganjil Plot BER hasil video ganjil
Interpolasi pada transmisi model 2
6/27/2010 22
Frame ke 6 dengan PSNR 13,86 dB
Video genap
Video Ganjil
Frame ke 24 dengan PSNR 14,02 dB
Rekontruksi tipe 2
6/27/2010 23
PSNR 22,82 dB
Frame ke 15
6/27/2010 24
Tipe 3
Encoder
MDC
Mapping
BPSK
MIMO
STBC 2x2
Multipath fading
AWGN
MIMO
STBC 2x2
Demapping
BPSK
Dencoder
MDC
Input
video.yuv
Output
video.yuv
Hasil transmisi 3
6/27/2010 25
Plot BER hasil video ganjil Plot BER hasil video ganjil
Interpolasi tipe 3
6/27/2010 26
Frame ke 12 video genap
Frame ke 20 videoganjil
PSNR 15,04
PSNR 21,02
Rekontruksi tipe 3
6/27/2010 27
Frame ke 1
PSNR 30,25 dB
KESIMPULAN
6/27/2010 28
Metode teknik Multiple Description Coding merupakan solusiyang baik untuk pengiriman transmisi video, dimana semuabitsream diterima dengan sempurna oleh receiver makavideo dapat direkonstruksi dengan kualitas yang bagus(tinggi) namun jika ada beberapa komponen bitstream yanghilang, receiver dapat tetap merekonstruksi data tersebutmenjadi image dan video dengan mutu atau kualitas yangrendah
Noise AWGN dan multipath fading menyebabkan distorsi dalamderetan frame yang dikodekan
5
Dengan MIMO STBC menggunakan prinsip multiple antena transmit dan multiple
antena receive dapat menawarkan perfomansi dan kapasitas sistem yang lebih
baik pada kanal multipath fading
TERIMAKASIH
6/27/2010 29
Menampilkan flowchart MDC denganpenjelasan ya dan tidak
6/27/2010 30
Pertanyaan dari Bu Endang
Metode MDC 2 deskripsi
6/27/2010 31
ENCODER
MDC
FRAME KE 1 FRAME KE 3 FRAME KE n Kanal 1
FRAME KE 0 FRAME KE 2 FRAME KE n Kanal 1
Deskripsi 1
Deskripsi 2
INPUT
Pertanyaan dari bu Devi
6/27/2010 32
Menjelaskan hasil transmisi ganjil genapdengan tipe masing2 transmisi.
6/27/2010 33
SISO dengan AWGN SISO dengan AWGN + Multipath
MIMO dengan AWGN + Multipath
BPSK dengan AWGN (SISO)
6/27/2010 34
NO SNR
(dB)
BER
Ganjil
BER
Genap
Nbit error
Ganjil
Nbit error
Genap
1 0 0.0397 0.0397 9781 9781
2 2 0.0261 0.0261 6430 6430
3 4 0.0142 0.0142 3499 3499
4 6 0.0057 0.0057 1416 1416
5 8 0.0015 0.0015 369 369
6 10 0.0002 0.0002 50 50
7 12 0.0001 0.0001 20 20
8 14 0 0 0 0
6/27/2010 35
NO SNR
(dB)
BER
ganjil
BER
genap
Nbit error
ganjil
Nbit error
genap
1 0 0.0376 0.0376 9251 9251
2 2 0.0272 0.0272 6689 6689
3 4 0.0187 0.0187 4595 4595
4 6 0.0121 0.0121 2969 2969
5 8 0.0076 0.0076 1484 1484
6 10 0.0046 0.0046 1146 1146
7 12 0.0029 0.0029 573 573
8 14 0.0018 0.0018 444 444
9 16 0.0011 0.0011 271 271
10 18 0.0007 0.0007 173 173
11 20 0.0004 0.0004 111 111
12 22 0.0002 0.0002 61 61
13 24 0.0002 0.0002 36 36
14 26 0.0002 0.0002 24 24
15 28 0.0001 0.0001 12 12
16 30 0.0001 0.0001 11 11
AWGN + Fading
6/27/2010 36
NO SNR
(dB)
BER
Ganjil
BER
Genap
Nbit
error
ganjil
Nbit
error
genap
1 0 0.0338 0.0338
8315 8315
2 2 0.0022 0.0022 529 529
3 4 0.0001 0.0001 12 12
4 6 0 0 0 0
MIMO dengan AWGN + Multipath
Pertanyaan dari Bpk Gatot
6/27/2010 37
Tujuan pemilihan deskripsi ganjilgenap?
6/27/2010 38
ENCODER
MDC
FRAME KE 1 FRAME KE 3 FRAME KE n Kanal 1
FRAME KE 0 FRAME KE 2 FRAME KE n Kanal 1
Deskripsi 1
Deskripsi 2
INPUT
Pengkodean sumber harus memberikan
representasi yang efektif cepat dan
handal
Maping BPSK
6/27/2010 39
Bit to symbol maping
Data bit -1
BER Monte Carlo
6/27/2010 40
Pada teknik Monte Carlo, nilai BER yang ingin dicapai akan menentukan
besarnya jumlah data minimum yang harus dibangkitkan. Jika jumlah data
minimal yang harus dibangkitkan pada 10 kali percobaan adalah B, maka
hubungan tersebut dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
Teknik Modulasi Baseband ekivalen
6/27/2010 41
Metode baseband ekivalen merupakan teknik modulasi bandpass yang dibawa
ke level baseband
Pada simulasi baseband ekivalen hanya dipertimbangkan selubung
kompleks dari sinyal bandpass diatas yaitu :
MIMO STBC
6/27/2010 42
6/27/2010 43
TEORI ALAMOUTI