qam

5/15/2018 QAM - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/qam5572000d49795991699eb136 1/10

Nama : Tenday Agus Setya WNRP : 7210.040.527

e-mail: [email protected]

1

D4 LJ Tek Telekomunikasi 2010

EEPIS-ITS

AMPLITUDE-SHIFT KEYING (ASK)

ASK merupakan jenis modulasi yang paling sederhana, dimana sinyal informasi

digital dimodulasi berdasarkan amplitude carrier. Umumnya, kita membthkan dua buah

sinyal s1(t) dan s2(t) untuk transmisi biner. Jika transmitter ingin mentransmisikan bit 1, s1(t)

digunakan untuk interval pensinyalan (0,Tb). Sedangkan untuk mentransmisikan bit 0, s2(t)

digunakan pada interval (0,Tb). Untuk ASK sinyal transmisi dapat dituliskan sbb: Sinyal

direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa

Sinyal “1” direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa)

Sinyal “0” direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa)

Gambar 1. Sinyal ASK dengan format data biner / digital

Amplitudo shift keying (ASK) dalam konteks komunikasi digital adalah proses

modulasi, yang menanamkan untuk dua atau lebih tingkat amplitudo diskrit sinusoid. Hal ini

juga terkait dengan jumlah tingkat diadopsi oleh pesan digital. Untuk urutan pesan biner ada

dua tingkat, salah satunya biasanya nol. Jadi gelombang termodulasi terdiri dari semburan

sinusoida sebuah.

Gambar 2. menggambarkan sinyal ASK biner (lebih rendah), bersama dengan urutanbiner yang dimulai itu (atas). Baik sinyal telah bandlimited

Gambar 2. sinyal ASK (bawah) dan pesan (di atas)





2


EEPIS-ITS

Ada diskontinuitas tajam ditampilkan pada titik-titik transisi. Hal ini mengakibatkan

sinyal memiliki bandwidth yang tidak perlu lebar. Bandlimiting umumnya diperkenalkan

sebelum transmisi, dalam hal ini akan diskontinuitas 'off bulat'. bandlimiting ini dapat

diterapkan ke pesan digital, atau sinyal yang termodulasi itu sendiri. Tingkat data seringkali

membuat beberapa sub-frekuensi pembawa.

Hal ini telah dilakukan dalam bentuk gelombang Gambar 2. Salah satu kelemahan

dari ASK, dibandingkan dengan FSK dan PSK, misalnya, adalah bahwa ia tidak punya

amplop konstan. Hal ini membuat pengolahannya (misalnya, amplifikasi daya) lebih sulit,

karena linieritas menjadi faktor penting. Namun, hal itu membuat untuk kemudahan

demodulasi dengan detektor amplop (envelope detector).

Diagram blok ASK

Gambar 3. Blok diagram pembangkitan sinyal ASK

dimana :

Hal ini dapat dibagi menjadi tiga blok. Yang pertama merupakan pemancar, yang kedua

adalah model linier efek saluran, yang ketiga menunjukkan struktur penerima. Notasi berikut

digunakan:

* Ht (f) merupakan sinyal carrier untuk transmisi

* Hc (f) adalah respon impulse dari saluran

* N (t) adalah noise diperkenalkan oleh saluran

* Hr (f) adalah filter pada penerima

* L adalah jumlah level yang digunakan untuk transmisi

* Ts adalah waktu antara generasi dari dua simbol

Keluar dari pemancar, sinyal s (t) dapat dinyatakan dalam bentuk:





3


EEPIS-ITS

Pada penerima, setelah penyaringan melalui hr(t) sinyal adalah:

Dimana :

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.





4


EEPIS-ITS

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

QAM mengkombinasikan antara ASK dan PSK . Jadi konstelasi sinyalnya berubah

sesuai amplitude (jarak dari titik asal ke titik konstelasi) juga berdasarkan phase(titik

konstelasi tersebar di bidang kompleks). Quadrature amplitude modulation (QAM) adalah

skema modulasi dua sinusoidal carrier , satu tepat 90 derajat dari fase dengan yang lainnya,

digunakan untuk mengirimkan data melalui suatu saluran fisik.

Contoh:16-QAM(4bit=1 simbol) Simbol 0011 dan 0001 memiliki fase yang sama, tetapi

amplitudonya berbeda. 0000 dan 1000 memiliki fase amplitudonya sama. digunakan dalam

standar modem 9600 bit / s

Struktur Ideal

Pemancar

Gambar berikut ini menunjukkan struktur yang ideal dari suatu pemancar QAM, dengan

frekuensi carrier F0 dan respon frekuensi dari pemancar

Gambar 3. Blok diagram pemancar sinyal QAM

Pertama aliran bit untuk ditransmisikan dibagi menjadi dua bagian yang sama: proses

ini menghasilkan dua sinyal independen yang akan dikirim. Mereka dikodekan secara

terpisah seperti mereka berada di sebuah amplitudo-shift keying (ASK) modulator. Kemudian

satu saluran (yang satu "di fase") dikalikan dengan cosinus, sementara saluran lainnya (dalam

"quadrature") dikalikan dengan suatu sinus. Dengan cara ini ada fase 90 ° di antara mereka.Mereka hanya menambahkan satu ke yang lain dan dikirim melalui saluran nyata. Sinyal

dikirim dapat dinyatakan dalam bentuk:

Penerima

Penerima hanya melakukan proses kebalikan dari pemancar. Struktur yang ideal

adalah ditunjukkan pada gambar di bawah ini dengan Hr menerima respon frekuensi filter:





5


EEPIS-ITS

Gambar 4. Blok diagram penerima sinyal QAM

Mengalikan oleh kosinus (atau sinus) dan oleh sebuah low-pass filter adalah mungkin

untuk mengekstrak komponen dalam fase (atau dalam quadrature). Maka hanya ada sebuah

demodulator ASK dan dua aliran data digabung kembali.

Dalam prakteknya, ada delay fase yang tidak diketahui antara pemancar dan penerima

yang harus dikompensasi oleh sinkronisasi penerima osilator lokal, yaitu fungsi sinus dan

kosinus dalam gambar di atas. Pada aplikasi mobile, ada sering akan menjadi disajikan di

frekuensi relatif juga, karena kemungkinan adanya pergeseran Doppler proporsional terhadap

kecepatan relatif dari pemancar dan penerima. Baik variasi fasa dan frekuensi diperkenalkan

oleh saluran harus diimbangi dengan benar tuning komponen sinus dan kosinus, yang

membutuhkan referensi fase, dan biasanya dicapai dengan menggunakan Loop Fase-Terkunci

(PLL).

Interferensi dan Noise

Dalam pindah ke konstelasi QAM tatanan yang lebih tinggi (lebih tinggi data rate dan

mode) dalam bermusuhan / microwave lingkungan aplikasi QAM RF, seperti di penyiaran

atau telekomunikasi, interferensi (melalui multipath) biasanya meningkat. Imunitas

Mengurangi kebisingan akibat pemisahan konstelasi membuat sulit untuk mencapai ambang

batas kinerja teoritis. Ada beberapa parameter pengukuran uji yang membantu menentukan

mode QAM optimal untuk lingkungan operasi tertentu. Tiga berikut paling signifikan:

* Carrier / gangguan rasio

* Carrier-to-noise rasio

* Threshold-to-noise rasio

8-QAM (Eight-Quadrature Amplitude Modulation) Eight -QAM (8-QAM) merupakan

teknik encoding M-ary dengan M=8. Sinyal output modulator 8-QAM berupa sinyal carrier

yang mempunyai amplitudo yang tidak konstan.





6


EEPIS-ITS

Pemancar 8-QAM

Gambar 5. Pemancar 8-QAM

Keterangan gambar :

a. Sinyal binary data yang diterima dibagi kedalam tiga group (tribit) yaitu kanal I, Q dan C.

b. Masing-masing kanal mempunyai bit rate yang sama yaitu satu per tiga dari input data

rate.

c. Bit kanal I dan Q akan menentukan polaritas dari sinyal PAM pada output konverter 2-to-4

level, sedangkan kanal C menentukan magnitudonya.

Penerima 8-QAM

Gambar 6. Penerima 8-QAM

Keterangan gambar :

a. Receiver 8-QAM adalah hampir sama dengan receiver 8-PSK, Perbedaannya terletak pada

level PAM pada output product detector dan sinyal biner pada output konverter analog to

digital.

b. Pada 8-QAM, sinyal output biner dari konverter analog to digital untuk kanal I adalahadalah bit I dan C, dan sinyal output biner dari konverter analog to digital untuk kanal Q

adalah bit Q dan C.

16-QAM (Sixteen-Quadrature Amplitude Modulation) Sixteen-QAM (8-QAM) merupakan

teknik encoding M-ary dengan M=8. Sinyal output modulator 8-QAM berupa sinyal carrier

yang mempunyai amplitudo yang tidak konstan





7


EEPIS-ITS

Pemancar 16-QAM

Gambar 7. Pemancar 16-QAM

Keterangan gambar :

a. Data input biner dibagi dalam empat kanal: I, I’, Q dan Q’

b. Setiap empat bit masuk melalui bit splitter menghasilkan output paralel melalui kanal I, I’,

Q dan Q’

Penerima 16-QAM

Gambar 8. Penerima 16-QAM

Keterangan gambar : Output dari Power Splitter merupakan sinyal 16QAM untuk Balanced

Detector kanal I dan Q dan rangkaian Carrier Recovery. Output Balanced Detector

merupakan sinyal PAM 16 level yang diberikan ke ADC

Untuk 8-QAM,

Pada blok pemancar terdapat 3 kanal yaitu kanal Q,I, dan kanal C sehingga tiap 3 bit

dikrimkan. Dalam hal ini ada 12 bit data yang dikirim secara acak dengan urutan Q,I,C.

Berikut hasil input data 8-QAM secara random pada gambar 9. Sedangkan pada blok

penerima pembentukan bit-bit pada proses ADC sebelumnya,maka untuk proses selanjutnya

adalah mengurutkan kembali sesuai dengan urutan bit QIC di sisi pengirim sehingga dapat

dibuktikan bahwa bit-bit pada saat dikirimkan akan sama dengan bit-bit di sisi penerima.

Berikut hasil urutan bit QIC di sisi penerima.





8


EEPIS-ITS

Gambar 9. Tampilan sinyal input (kiri) & output (kanan)data 8-QAM

Blok 16-QAM

Blok QQ’II’ di sisi pengirim

Untuk 16-QAM, terdapat 4 kanal yaitu kanal Q,Q’,I, dan I’ sehingga tiap 4 bit dikrimkan.

Dalam hal ini ada 16 bit data yang dikirim secara acak dengan urutan Q,Q’,I,I’. Berikut hasilinput data 16-QAM secara randompada gambar 10. Sedangkan Blok QQ’II’ di sisi penerima.

Hasil bit pada penerima 16-QAM Pada gambar 10 menjelaskan bahwa output biner sebanyak

16 bit yang diterima sama dengan input biner yang dikirim.

Gambar 10. Tampilan sinyal input (kiri) & output (kanan)data 16-QAM

Diagram Konstelasi 8-QAM & 16-QAM

Gambar 11.Digram Konstelasi 8-QAM

Pada gambar di atas merupakan diagram konstelasi 8-QAM dimana terdapat 8 titik yang

merupakan urutan dari bit 000 sampai 111.





9


EEPIS-ITS

Gambar 12.Digram Konstelasi 16-QAM

Pada gambar di atas merupakan diagram konstelasi 16-QAM dimana terdapat 16 titik yang

merupakan urutan dari bit 0000 sampai 1111

Diagram Pola mata 8-QAM dan 16-QAM

Gambar 13.Digram Konstelasi 8-QAM (kiri) 16-QAM (kanan)

Untuk bentuk pola mata 8-QAM dan 16-QAM bentuknya hamper sama, hal ini berkaitan

dengan banyaknya bit yang ditransmisikan tiap satu simbol atau sekali pengirimannya hanya

terpaut 1 bit.

Grafik BER 8-QAM dan 16-QAM

Gambar 14.Perbandingan BER 8-QAM,16-QAM,dan 64-QAM

Pada gambar di atas tampak grafik BER untuk 16-QAM error nya lebih besar daripada 8-

QAM





10


EEPIS-ITS

Kelebihan & Kekurangan QAM

Merupakan kombinasi amplitude modulation dan phase shift keying

Sinyal direpresentasikan dalam kombinasi besaran amplitudo (2 besaran) danpergeseran phase (4 status).

Memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi untuk bandwidth yang ditentukan

Sehingga lebih tahan terhadap noise

QAM digunakan pada asymmetric digital subscriber line (ADSL) dan beberapa

wireless damn merupakan kombinasi dari ASK dan PSK

Dikirimkan dua sinyal simultan yang berbeda dalam frekuensi carrier yang sama

sehingga digunakan dua copy carrier,satu shifted 90

°

Tiap carrier adalah modulasi ASK, Dua sinyal independen sama media

Demodulasi dan kombinasi untuk output sinyal original

qam

Documents