simulation fading channel

16
ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel Program Studi Teknik Telekomunikasi Sekolah Teknik Elektro dan Informatika JARINGAN AKSES NIRKABEL (ET-4061) Dr. Adit Kurniawan [email protected] Minggu_8 : Simulation of fading channel

Upload: luita

Post on 13-Dec-2015

281 views

Category:

Documents


8 download

DESCRIPTION

Nirkabel Akses

TRANSCRIPT

Page 1: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

Program Studi Teknik TelekomunikasiSekolah Teknik Elektro dan Informatika

JARINGAN AKSES NIRKABEL(ET-4061)

Dr. Adit [email protected]

Minggu_8 : Simulation of fading channel

Page 2: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Simulasi sangat diperlukan untuk mengatasi atau memecahkan persoalan yang rumit dengan sistem real wireless channel sanagt sulit diukur secara real di lapangan dan memerlukan alat-ukur yang canggih mahal

• Matlab merupakan tool yang sangat sederhana karena perintah-perintahnya simpel dan mudah dimengerti.

• Sesi Simulasi ini diberikan kepada peserta secara langsung ditunjukkan cara-cara menggunakan perintah-perintah matlab yang sederhana dan hasilnya ditampilkan langkah demi langkah dengan menggunakan Matlab sehingga peserta memahami proses yang sesungguhnya terjadi pada Transmisi sinyal digital melalui kanal wireless yang mengalami fading.

Page 3: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Data digital bisa disimulasikan dengan menggunakan random generator.

• Contoh : Dengan menggunakan Matlab sbb:• DATA_KIRIM = sign(randn(1,100)) merupakan pembangkitan

data bipolar NRZ sebanyak 100 bit dengan daya = 1 Watt.• Bisa dilihat dengan gambar sbb:• Figure(1) bar(DATA_KIRIM).

Sumber+V, -V

Pembawa

Sumber+V, -V

Pembawa

Proses

Tx

Transmisi ke Channel

Page 4: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Fungsi signum, sign(x) didefinisikan sebagai:

• Digambar sebagai

0xif1

0xif1)xsgn(

x

sign(x)

Page 5: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

Kalau kita punya sbb:

x =Sign(x) =

+ 1

- 1

Page 6: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Data yang akan dikirim melalui channel, misalnya dalam hal ini channel wireless akan menjalani beberapa proses, diantaranya:– “SOURCE CODING” untuk mengurangi redundansi.– “ENCRIPCY” untuk security– “CHANNEL CODING” untuk error control,….dsb– MODULASI untuk menyesuaikan dengan medium trasnsmisi.

• Di sisi penerima, data yang sudah dikemas dalam bentuk hasil beberapa proses di Pengirim di”RECOVER” dengan proses kebalikkannya DEMODULASI, CHANNEL DECODING, DECRIPCY, dan SOURCE DECODING.

• Pada simulasi ini proses tersebut dianggap beroperasi sempurna, sehingga yang akan dilihat adalah hanya pengaruh kanal fading dan noise terhadap data.

                

                                        

Page 7: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Derau (Noise) merupakan sinyal yang tidak dikehendaki yang mendistorsi data.

• AWGN (Additive White Gaussian Noise) merupakan noise yang “SELALU” ada pada setiap transmisi data.

• AWGN sifatnya random dan putih (ada pada setiap frekuensi), dan bersifat aditif (menjumlah) dengan data.

• Contoh pembangkitan AWGN dengan daya = 1 Watt

• NOISE = randn(1,100) merupakan amplituda noise secara random dengan nilai MEAN=0 dan VARIANCE=1

• Dapat dilihat dalam gambar sbb: • Figure(2) = bar(NOISE)

                

                                        

Page 8: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

                

                                        • Dengan asumsi channel bersifat sempurna tidak meredam dan tidak menimbulkan distorsi apa pun terhadap data, maka gangguan hanya berasal dari noise (AWGN).

• Data akan bercampur dengan noise sbb:

• SINYAL_RX = DATA_KIRIM + NOISE

Page 9: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Untuk mengetahui seberapa besar pengaryh noise terhadap sinyal (data), dipergunakan ukuran S/N, yakni perbandingan daya sinyal terhadap daya noise.

• Pada umumnya, penerima bekerja pada nilai S/N = 7 dB = 5 kali untuk mengahsilkan BER sekitar 10-3. Bila S/N < 7 dB maka BER > 10-3 dan bila S/N > 7 dB maka BER < 10-3.

• Contoh membangkitkan sinyal dan noise dengan S/N= 100 pada data sebanyak 100 bit:

• S/N = 100, maka perbandingan amplitude data/noise = 10• DATA_KIRIM = 10*sign(randn(1,100)), daya data = 100 Watt• NOISE = randn(1,100)), daya noise = 1 watt.• SINYAL_RX = DATA_KIRIM + NOISE akan memiliki S/N = 100.

                

                                        

Page 10: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Untuk memudahkan, biasanya data dibangkitkan dengan daya 1 watt, kemudian noise dibangkitkan dengan daya kebalikan dari nilai S/N atau SNR yang diinginkan.

• Contoh untuk 100 bit data untuk SNR = 100 = 20 dB :• DATA_KIRIM = sign(randn(1,100))• SNR_dB = 20

• SNR = 10SNR_dB/10.

• NOISE = [1/SQRT(SNR)]*randn(1,100).

• SINYAL_RX = DATA_KIRIM + NOISE akan memiliki nilan SNR = 20 dB

                

                                        

Page 11: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Setelah proses recovery sinyal data (baseband), proses deteksi dapat dimodelkan sbb:

• Bila sinyal data baseband yang terdistorsi oleh channel dan juga mengandung komponen noise (AWGN) disebut SINYAL_RX, maka deteksi dilakukan dengan

• DATA_TERIMA = sign(SINYAL_RX).

                                        

Sinyal terima+V, -V Deteks

i

AWGN

Data yag direcover

Page 12: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Setelah proses recovery sinyal data (baseband), proses deteksi dapat dimodelkan sbb:

• Bila sinyal data baseband yang terdistorsi oleh channel dan juga mengandung komponen noise (AWGN) disebut SINYAL_RX, maka deteksi dilakukan dengan

• DATA_TERIMA = sign(SINYAL_RX).

                                        

SINYAL_RX Sign(SIYAL_RX) =

+ 1

- 1

Page 13: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Pada simulasi, BER bisa dihitung dengan membandingkan setiap bit pada DATA_KIRIM dengan setiap bit pada DATA_TERIMA.

• BER = ABS{SUM[(DATA_KIRIM – DATA_TERIMA)]}/2 ??

• Ada 3 bit yang error• ABS = operator absolute (diambil nilai mutlaknya)• SUM = operator penjumlahan .

                Tx -1 1 1 1 -1 -1 1 -1 1

Rx -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1

- 0 2 0 2 0 0 0 -2 0

Page 14: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Kanal Fading bersifat multiplikatif terhadap sinyal yang ditransmisikan ke dalam kanal tersebut.

                                        

                

Sumber+V, -V

Pembawa

Sumber+V, -V

Pembawa

Proses

Tx

Data pada kanal fading mengalami fluktuasi

Kanal wireless

(fading)

Page 15: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Pada sisi Pemancar, bangkitkan data

• Tidak seperti kanal AWGN yg memberikan gain = 1 (tanpa redaman) dan tanpa distorsi, kanal fading akan memberikan fluktuasi kepada data.

• Bangkitkan KANAL = fading(N, fD, Ts)Dengan N = Jumlah data,fD = frekuensi DoplerTs = Perioda bit mewakili bit rate data Ts = 1/RR = bit rate data.

• Selanjutnya tambahkan AWGN sebagai noise, lalu lakukan simulasi seperti pada kanal AWGN.

                

                                        

Page 16: Simulation Fading Channel

ET-4061, Jaringan Akses Nirkabel

• Amati BER yang terjadi, dan bandingkan dengan BER pada kanal AWGN

• Lakukan pengecekan dengan kinerja BER secara teoritis baik pada kanal AWGN maupun pada kanal fading.

• Pertanyaan:Seandainya pada komunikasi tidak ada noise, apakah efek dari terjadinya fluktuasi kanal wireless akan menimbulkan error pada transmisi sinyal digital ??