BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Penjelasan dan Validasi Data dari setiap Syntax Program
4.1.1 Pembuatan Data Masukan
Data masukan yang dibuat dalam program ini adalah data citra warna format JPG dengan resolusi 3264x1836 dan ukuran sebesar 1.90 MB. Data masukkan yang digunakan pada proses ini merupakan sekumpulan data biner 0 dan 1.
Gambar 4. 1 citra asli
Program yang dijalankan pada software MATLAB seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.2.
Gambar 4. 2 Syntax program Pembuatan Data Masukan dan untuk mengubah resolusi Dapat terlihat pada Gambar 4.3 bahwa data masukan adalah data citra warna dari sebuah gambar format JPG.
Gambar 4. 3 Data citra yang di proses
Data informasi yang dikirim diubah menjadi lebih kecil dikarenkan data yang sesuai dengan batasan masalah terlalu besar untuk di kirimkan.
4.1.2 Encoding
Pada sistem simulasi ini encoder yang digunakan disini adalah convolutional encoder. Dengan coderate yang digunakan ½ sehingga menunjukkan bahwa setiap satu bit diwakilkan menjadi dua bit setelah proses encoding. Syntax program untuk proses Encoder ditunjukkan pada Gambar 4.4 berikut.
Gambar 4. 4 Syntax program Encoding
Proses Encoding merupakan nilai perbandingam antara jumlah masukkan dengan jumlah keluaran pada waktu yang bersamaan. Syntax program yang terlihat pada Gambar 4.4 di atas adalah wakil dari semua rumus yang telah dijadikan satu menjadi satu program utuh yakni Encode. Proses Encoding akan ditunjukkan pada hasil setelah melakukan execute untuk program ini dan hasil tersebut terdapat pada Gambar 4.5.
Gambar 4. 5 Hasil untuk proses Encoding 4.1.3 Modulasi
Sistem Transmisi Digital menggunakan modulasi sebagai pembangkit akan bit informasi sebelum ditransmiskan dalam saluran. Jenis modulasi yang digunkan dalam program MATLAB ini adalah modulasi Quadrate Phase Shift Keying (QPSK). QPSK adalah lanjutan dari modulasi Binary Phase Shift Keying (BPSK) yang keduanya sama-sama memiliki tipe dari sinyal M-Ary. Syntax program MATLAB yang dibuat sebagai bentuk modulasi QPSK seperti Gambar 4.6.
Gambar 4. 6 Syntax program Modulasi
Modulasi QPSK ini memodulasikan data bit kedalam sebuah simbol inphase baru yang mempresentasikan dua bit, dan setiap simbol baru tersebut memberikan satu dari empat kemungkinan daari antara bit 00, 01, 10, 11 sehingga menghasilkan output seperti pada Gambar 4.7 berikut.
Gambar 4. 7 Hasil simulasi program Modulasi
Dengan representasi dari setiap simbol baru hasil dari dua bit informasi sebelumnya membuat QPSK mempunyai sudut fasa sebesar sembilan puluh derajat. Sehingga setiap dua bit kemungkinan tersebut berada pada sudut empat puluh lima derajat. Tabel 4.1 menjadikan simbol baru dalam bentuk Cos 45= 1/2 yang bernilai 0.7071. setelah diketahui nilai dari simbol baru tersebut yang membedkan antarabilangan positif dan negatif dari sebuah teknik modulasi multi level menjadi pasangan tegangan real dan imajiner dan dapat disebut sebagai bilangan komplek. Bilangan real disebut sebagai Inphase(I) dan bagian imajiner disebut Quadrature(Q) yang ditunjukkan pada Tabel 4.2.
Tabel 4.1 Simbol modulasi QPSK
Bit Informasi Simbol Modulasi
0,0 0.7071, 0.7071
0,1 0.7071,- 0.7071
1,0 -0.7071, 0.7071
1,1 -0.7071,- 0.7071
Data Tabel diatas memperlihatkan bilangan real ini adalah bilangan yang dikalikan dengan frekuensi tinggi sebagai carrier dalam bentuk cosinus, sedangkan imajiner adalah bilangan yang dikalikan dengan sinus. Kemudian kedua bilangan digabungkan dengan cara ditambahkan dan disebut sebagai simbol baru. Dengan memetakan bit-bit ini menjadi pasangan bilangan akan meningkatkan kecepatan data tergantung dengan berapa banyak bit yang dipresentasikan oleh sebuah simbol baru.
Tabel 4.2 pemetaan Simbol Inphase dan Quadrature
Desimal Bit Informasi Simbol I+Q
0 0,0 1/2 + 1/2 i
1 0,1 1/2 - 1/2 i
2 1,0 -1/2 + 1/2 i
3 1,1 -1/2 - 1/2 i
Kemudian, sinyal mengalami proses STBC Encoder. 4.1.4 STBC Encoder
Sistem MIMO disini menggunakam Alamouti STBC secara diversity pada transmitter dan receiver. Pada Teknik diversity ini, setiap antena pengirim pada sistem MIMO mengirimkan data yang sama secara paralel dengan menggunakan 2 atau 4 antena tergantung rumusan masalah yang dibuat. Proses Syntax program untuk proses Alamouti STBC Encoder ditunjukkan pada Gambar 4.8 berikut.
Gambar 4. 8 Syntax program STBC
STBC yang diperlukan pada teknik MIMO sampai sinyal siap dikirimkan melalui antena. Pada proses STBC digunakan alamouti encoder dimana stream data tunggal diubah menjadi beberapa data stream yang di-encodine secara berbeda. Sinyal yang diperoleh dari proses STBC merupakan data stream yang independent, kemudian stream data tersebut diproses pada sistem MIMO untuk menghasilkan simbol MIMO yang di antara setiap simbol sehingga menghasilkan output seperti pada Gambar 4.9, dan Gambar 4.10 berikut.
Gambar 4. 10 Hasil simulasi program STBC h21 Setelah itu, sinyal mengalami proses guard interval.
4.1.5 Guard Interval 4.1.6 Up Sampling
Up sampling merupakan proses peningkatan sampling rate dari sebuah sinyal. Up sampling pada sistem MIMO diperlukan untuk meningkatkan akurasi sinkronisasi dan estimasi kanal. Syntax program untuk proses up sampling ditunjukkan pada Gambar 4.11 berikut.
Gambar 4. 11 Syntax program Up Sampling
Syntax program Gambar 4.11 meningkatkan laju pengambilan sampel mesgrd1 dengan memasukkan n-1 nol diantara sampel. Mesgrd1 dapat berupa matriks atau vector untuk menentukan jumlah sampel yang akan digunakan untuk mengimbangi urutan up sampling sehingga menghasilkan output seperti pada Gambar 4.12, dan Gambar 4.13 berikut.
Gambar 4. 12 Hasil simulasi program Up Sampling h11
Gambar 4. 13 Hasil simulasi program Up Sampling h21 Kemudian, sinyal mengalami proses up-conversion.
4.1.7 Up Conversion
Up conversion di sini bertujuan untuk memudahkan transmisi simbol kompleks. Syntax program untuk proses up conversion ditunjukkan pada Gambar 4.14 berikut.
Gambar 4. 14 Syntax program Up Conversion
Bagian real dan imaginer di-up conversion menggunakan dua gelombang pembawa yang saling orthogonal (sinus dan kosinus). Sinyal hasil up conversi terbagi menjadi bagian sinyal in-phase (I) dan quardrature (Q) sehingga menghasilkan output seperti Gambar 4.15, dan Gambar 4.16 berikut.
Gambar 4. 15 Hasil simulasi program Up Conversion h11
Gambar 4. 16 Hasil simulasi program Up Conversion h21
Kemudian, sinyal mengalami proses pada kanal transmisi. Kanal transmisi yang digunakan pada tugas akhir ini adalah AWGN.
4.1.8 Model Kanal AWGN
Untuk merepresentasikan kanal transmisi (air interface) yang sesuai dengan kanal transmisi sebenarnya, digunakan gangguan yang dibangkitkan oleh AWGN dan rayleigh fading. Gangguan AWGN divariasikan dengan parameter Signal to Noise Ratio (SNR) dan gangguan rayleigh fading pada saat data akan dikirimkan pada sisi penerima atau receiver.
Data informasi yang telah melewati proses pada antenna pengirim akan lansung dilakukan pengiriman menuju saluaran pada proses AWGN dan Rayleigh fading. Data informasi tersebut ditambahkan Noise sehingga hasil keluaran pada AWGN adalah penjumlahan data informasi yang masuk dengan Noise. Syntax program untuk proses AWGN ditunjukkan pada Gambar 4.17 berikut.
Gambar 4. 17 Syntax program AWGN
Hasil dari Syntax program AWGN dapat dilihat pada Gambar 4.18 dan Gambar 4.19 yang memperlihatkan hasil penjumlahan dari data informasi dengan Noise.
Gambar 4. 18 Hasil simulasi program AWGN SNR 6.5
Gambar 4. 19 Hasil simulasi program AWGN SNR 6.5
4.1.9 Down Conversion
Data yang diterima dari antena pengirim akan dilakukan down conversion. Proses ini merupakan kebalikan dari proses Up conversion dari sisi pengirim. Syntax program untuk proses down conversion ditunjukkan pada Gambar 4.20 berikut.
Gambar 4. 20 Syntax program Down Conversion
Sinyal dari antena penerima merupakan sinyal paseband. Untuk pemrosesan pada sisi penerima maka sinyal dari proses up conversion dikonversi menjadi sinyal baseband. Data yang diterima dari antenna pengirim akan dilakukan proses Down Conversion sehingga data yang diterima pada proses ini tidak ada penduplikasian sehingga menghasilkan output seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.21, dan Gambar 4.22 berikut.
Gambar 4. 21 Hasil simulasi program Down Conversion h11
Gambar 4. 22 Hasil simulasi program Down Conversion h21 Kemudian, sinyal mengalami proses down sampling.
4.1.10 Down Sampling
Proses ini merupakan kebalikan dari proses Up sampling dari sisi pengirim. Syntax program untuk proses down sampling ditunjukkan pada Gambar 4.23 berikut.
Gambar 4. 23 Syntax program Down Sampling
Down sampling adalah memperkecil ukuran sampel seperti yang ditunjukkan pada syntax program Gambar 4.35 dengan kata lain, pada proses ini terjadi pembagian sinyal masukan menjadi segmen, dan memilih satu titik dari setiap segmen untuk membentuk sinyal baru sehingga menghasilkan output seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.24, dan Gambar 4.25 berikut.
Gambar 4. 24 Hasil simulasi program Down Sampling h11
4.1.11 Hapus Guard Interval 4.1.12 Alomauti STBC Decoder
Alomouti STBC Decoder ini merupakan kebalikan dari proses Alomouti STBC Encoder pada sisi pengirim. Syntax program untuk proses Alamouti STBC Decoder ditunjukkan pada Gambar 4.26 berikut.
Gambar 4. 26 Syntax program Alamouti STBC Decoder
Encoder alomouti mengambil kedua simbol termodulasi dari sisi pengirim, dalam hal ini dan membuat file pengkodean matriks dimana simbol dan direncanakan ditransmisikan melalui dua antena penerima menjadi dua slot waktu pengirim yang berurutan seperti yang ditunjukkan output pada Gambar 4.27, dan Gambar 4.28 berikut.
Gambar 4. 27 Hasil simulasi program Alamouti STBC Decoder
4.1.13 Demodulasi
Proses Demodulasi adalah proses pengembalian hasil dari AWGN yang masuk kedalam system penerima supaya simbol-simbol Inphase dapat dikembalikan kedalam bit-bit informasi awal. Syntax program untuk Proses Demodulasi dapat dilihat pada Gambar 4.29 berikut.
Gambar 4. 29 Syntax program Demodulasi
Proses Demodulasi dalam program memberikan perbedaan dari hasil AWGN yang masih berupa matriks baris dan kolom menjadi vector bari dan membalik positif dan negatif dari simbol-simbol Inphase dari data informasi yang melewati kanal AWGN supaya dapat dijadikan kembali bit-bit informasi awal sehingga menghasilkan output seperti Gambar 4.30 berikut.
Gambar 4. 30 Hasil simulasi program Demodulasi Kemudian, sinyal mengalami proses Decoding.
4.1.14 Decoding
Setelah melewati proses demodulasi dan mendapatkan bit-bit yang akan diubah kembali dalam bit-bit informasi , maka proses selanjutnya adalah proses Decoding untuk mengembalikan bit-bit yang telah di encoding pada sisi transmiter atau pengirim. Syntax program untuk proses Decoding ditunjukkan pada Gambar 4.31 berikut.
Hasil dari syntax program tersebut akan mengkonvesi bit inphase ke dalam bit-bit informasi. Pada prosesnya program Decoding adalah adalah pembalik dari proses Encoding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.32 berikut.
Gambar 4. 32 Hasil simulasi program Decoding Kemudian, sinyal mengalami proses pengembalian data masukan. 4.1.15 Pengembalian Data Masukan
Pengembalian data masukan ke bentuk asal setelah melewati semua proses dalam simulasi program menggunakan proses pembalik seperti pada proses simulasi awal. Syntax program untuk proses pengembalian data masukan ditunjukkan pada Gambar 4.33 berikut.
Gambar 4. 33 Syntax program pengembalian data masukan
Setelah diubah menjadi bentuk decimal kemudian ketiga layer digabungkan kembali serupa dengan bentuk awal dari data masukan yang dibuat. Program untuk menggabungkan ketiga layer pada Gambar 4.34 berikut.
Gambar 4. 35 Hasil simulasi program pengembalian data masukan