85-5- Proses simulasi dengan algoritma MUSIC
3.3 Rancangan Layout
Gambar 3.6 adalah 7 program rancangan secara visual sebagai
implementasi simulasi program untuk klasifikasi sinyal jamak. 7 pada
Gambar 3.5 menggunakan beberapa komponen oleh MATLAB GUI untuk menampilkan proses simulasi. Komponen7komponennya adalah:
$5
-5 7 85 ( &5 %5 1 95 ) . 2 85%Rancangan program.
4 2 +
/ 2 /
Pada bab ini, penulis akan menjelaskan hasil dari program simulasi
MUSIC ( ! yang telah selesai dibuat serta
membandingakan dengan metoda yang telah ditentukan.
4.1
Saat program dijalankan, halaman pembuka akan ditampilkan. Tampilan pada halaman pembuka adalah judul program dan identitas pembuat. Tampilan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Halaman pembuka mempunyai dua yaitu 8 9 dan 1 9
Fungsi dari 8 9 digunakan jika pengguna ingin melanjutkan atau
membuka halaman kedua yang berisi program utama yaitu program simulasi. Jika pengguna berubah pikiran untuk tidak melanjutkan program ini, maka pengguna
dapat langsung menekan 1 9. Setelah pengguna menekan button 8 9,
maka tampilan program utama akan muncul seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2.
Halaman program utama, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.2, terdiri dari beberapa bagian yaitu:
1. $ yang berfungsi untuk mengambil masukan sinyal.
2. , yang terdiri dari pemodelan sinyal dengan metoda MUSIC.
3. ( , berisikan metoda7metoda sinyal pembanding
diantaranya adalah metoda Y7W (Yule7Walker), metoda Burg, metoda Covarian dan metoda Modifikasi Covarian.
4. 0 yang berisikan untuk menggeser grafik
keluaran, untuk mengulang program dari awal, , dan & +
& .
5. ( 4 untuk penampil grafik ada dua bagian yaitu yang pertama untuk
keluaran sinyal asli dan spektrumnya dan kedua untuk grafik
keluaran model algoritma MUSIC.
Pada tampilan bagian atas program utama terdapat program yang
berisi submenu. Terdapat tiga sub menu yaitu 4 dan . Sub menu
berisi 4 yang berfungsi untuk menampilkan hasil7hasil simulasi yang telah
disimpan, yang berfungsi untuk menyimpan hasil simulasi dan yang
berfungsi untuk keluar dari program. Tampilan tersebut dapat dilihat pada
Gambar 4.3. Selain sub menu file, terdapat sub menu . Sub menu ini terbagi
menjadi dua, yaitu 6 # $ yang berfungsi untuk menuntun pengguna
bagaimana cara memakai program simulasi ini dan 6 yang berisi dasar
teori dari program simulasi MUSIC. Tampilan sub menu 6 dan
2 &58 Tampilan program utama dengan menu bar .
Sub menu terakhir yang terdapat pada tampilan program utama MUSIC adalah
. ( berisi keterangan pembuat program simulasi ini. Tampilan tersebut
dapat dilihat pada Gambar 4.6.
2 &5% Tampilan program utama dengan menu bar 6 # $ .
&5- / / /
Sub bab ini akan menjelaskan cara kerja program dan hasilnya. Program simulasi ini akan bekerja apabila mendapatkan masukan yang telah ditentukan.
Masukan dapat diambil dari : ; yang telah disediakan oleh pembuat
program. Hasil dari simulasi dapat dilihat dalam bentuk grafik. Hasil simulasi ini dapat dikatakan baik apabila tampilan pada grafik menunjukan tidak adanya . Akan tetapi meskipun hasil simulasi tersebut dikatakan baik bukan berarti hasil simulasi tersebut sama sekali tidak
mengandung . Hasil dari simulasi dengan algoritma MUSIC sangatlah
relatif, hasilnya bergantung dari beberapa hal, seperti jumlah masukan, jenis
masukan dan jumlah variabel dimensi matrik M dan .
Gambar 4.7 menunjukan program simulasi yang telah siap dijalankan.
Jenis yang digunakan pada program simulasi ini adalah existensi .*wav. Apabila pengguna memasukan tipe dengan jenis yang lain, maka secara otomatis tersebut tidak akan ditampilkan.
Jumlah yang harus dimasukan adalah tiga . Secara otomatis,
program juga menampilkan jumlah data hasil proses sampling yang ada pada tersebut. Penampilan jumlah data tersebut akan diperlukan saat pengguna akan
menjalankan program ini. peringatan muncul secara otomatis apabila
pada kotak input terjadi kekosongan atau tidak lengkap pada saat eksekusi
program. Gambar 4.8 dibawah ini menunjukan yang akan muncul
apabila kotak masukan masih kosong ataupun tidak lengkap.
2 &5: Tampilan yang muncul bila terjadi kekosongan masukan atau masukan yang tidak lengkap.
Setelah memberikan masukan sesuai dengan ketentuan, selanjutnya pengguna membatasi jumlah data yang akan diolah. Data yang harus dimasukan
oleh pengguna berjumlah 1000 atau misalnya antara 1000 hingga 2000. Hal
ini dilakukan untuk menghindari banyaknya yang mungkin terjadi apabila jumlah data yang akan disimulasi sebanyak data aslinya. Semakin sedikit jumlah data yang disimiluasikan, maka akan semakin sedikit (atau bahkan tidak ada) yang mungkin akan terjadi. Apabila dalam pembatasan jumlah data,
pengguna memasukan yang salah, maka program simulasi ini akan
mengeluarkan pesan agar memberikan data sampel yang benar. Gambar 4.9 dibawah ini menunjukan tampilan program dengan pembatasan jumlah data.
2 &5; Tampilan program dengan data sampling antara 3000 hingga 4000.
Setelah pengisian masukan dan pembatasan jumlah data telah dilakukan dengan benar, maka pengguna dapat melihat bentuk sinyal asli dan bentuk sinyal spektrum dari jumlah ketiga sinyal tersebut. Gambar 4.10 dibawah ini menunjukkan pesan kesalahan pada saat pembatasan jumlah data.
&58 / / /
Pada sub bab ini akan ditampilkan seluruh hasil dari simulasi berikut pembahasannya. Hasil simulasi dari kelima metoda divisualisasikan dalam bentuk grafik. Kelima metoda tersebut disimulasikan dengan nilai data sampling yang sama, yaitu sebanyak 3000.
Sebelum melihat hasil simulasi, akan ditampilkan terlebih dahulu bentuk sinyal asli dan bentuk spektrum sinyal. Tampilan tersebut akan diperlihatkan pada gambar 4.11.
&585$ / / / .
Hasil simulasi yang ditunjukkan oleh Gambar 4.11 menunjukan grafik hasil dari proses simulasi dan sinyal aslinya. Simulasi sinyal mengunakan
% % - % 4 % % - % 4 % %
-% dengan jumlah data sample sebanyak 3000. Dimensi matrik untuk pendugaan frekuensi ini harus lebih besar dari jumlah
. Grafik hasil simulasi pada Gambar 4.12, Gambar 4.13, dan Gambar 2 &5$$ Tampilan sinyal asli dan sinyal spektrum.
4.14, Gambar 4.15, Gambar 4.16 dan Gambar 4.17 memperlihatkan hasil simulasi dengan berberapa variasi jumlah M dan . Jenis sinyal yang digunakan adalah
% % - , % % - , dan % %
-Data pada gambar 4.12 disimulasikan dengan jumlah M = 5 dan = 1. Grafik pada gambar 4.12 memperlihatkan gambar yang mulus tanpa adanya
dan . Grafik tersebut menghasilkan puncak
maksimum pada 95.5 dB.
Pada Gambar 4.13 meperlihatkan hasil yang berbeda dengan Gambar 4.12.
Dengan jumlah M = 5 dan p = 3, simulasi tersebut menghasilkan .
Puncak maksimum yang dihasilkan mendekati 117 dB.
2 &5$8 Hasil simulasi algoritma MUSIC dengan jumlah M = 5 dan p=3.
2 &5$% Hasil simulasi algoritma MUSIC dengan jumlah M = 10 dan p=5.
Untuk Gambar 4.14, dengan jumlah M = 8 dan = 7 menghasilkan dua puncak maksimum yang sama. Dengan selisih antara jumlah M dan yang
sedikit, simulasi ini menghasilkan beberapa .
Gambar 4.15 menunjukkan hasil simulasi dengan jumlah M = 10 dan
= 5. Pada simulasi ini tidak tampak adanya tetapi kembali
menghasilkan seperti pada hasil simulasi yang ditunjukkan pada
Gambar 4.13.
Gambar 4.16 menunjukkan hasil simulasi dengan jumlah M = 15 dan = 10. Seperti pada Gambar 4.13 dan Gambar 4.15, hasil simulasi ini juga
menghasilkan 4 bahkan yang dihasilkan pada
simulasi ini cenderung meningkat.
Hasil simulasi terakhir dengan jumlah M = 15 dan = 14, ditunjukan pada gambar 4.17. Seperti pada hasil simulasi yang diperlihatkan pada Gambar 4.14,
simulasi ini juga memperlihatkan adanya yang jumlahnya
lebih banyak dari hasi simulasi pada Gambar 4.14.
Gambar 4.18 adalah bentuk sinyal asli dan bentuk spektrum dari tiga
sinyal yang sama yaitu % % % . Gambar 4.19 adalah
pemodelan sinyal dari ketiga sinyal tersebut.
2 &5$: Bentuk sinyal asli dan bentuk spectrum sinyal dari sinyal windows battery critical.
Simulasi pada Gambar 4.19 disimulasikan dengan jumlah M = 5 dan = 3. Dari hasil simulasi tersebut dapat dilihat perbedaan yang cukup sigfnifikan dibandingkan dengan hasil simulasi pada Gambar 4.13. Pada saat menggunakan tiga sinyal yang berbeda bentuk pemodelan sinyal menghasilkan grafik dengan puncak maksimum 130 dB. Hasil tersebut juga memperlihatkan spurious peak yang relatif lebih kecil dari hasil simulasi pada Gambar 4.13.
&585- / / / <, => ? 4 ?
. 6 ? 0 / . 6 @5
Gambar 4.20 menunjukkan hasil simulasi dengan metoda Yule7Walker, Burg, Covarian, Modifikasi Covarian. Simulasi tersebut dihasilkan dengan jumlah
data sebanyak 2000 data.
2 &5$; Bentuk sinyal asli dan pemodelan sinyal untuk tiga jenis sinyal yang sama.
Jumlah orde yang digunakan pada simulasi metoda pembanding ini adalah
5 dan yang dievaluasi adalah % % % . Hasil simulasi
tersebut menunjukan bahwa metoda Y7W menghasilkan grafik yang berbeda dengan metoda AR yang lainnya. Apabila dibandingkan dengan hasil simulasi dengan aloritma MUSIC pada Gambar 4.19, puncak maksimum hasil yang dicapai dengan metoda AR ini jauh lebih rendah, yaitu pada 0 dB. Frekuensi yang dihasilkan adalah 0.1 Hz. Hal ini disebabkan karena pada simulasi dengan algoritma MUSIC menggunkan tiga sinyal masukan sedangkan pada simulasi dengan metoda AR hanya menggunakan satu sinyal masukan. Jadi hasil yang dicapai pada simulasi dengan algoritma MUSIC berlipat hingga tiga kali sehingga menghasilkan puncak maksimum dan frekuensi yang jauh lebih besar dari hasil simulasi dengan metoda AR.
&5858 0 /
Dari hasil simulasi yang telah dijelaskan diatas, kita dapat melihat berbagai macam bentuk pemodelan dengan barbagai variasi. Pada sub bab ini kita akan membahas berapa besar frekuensi yang dihasilkan dari pendugaan frekuensi (dengan masukan yang berbeda) yang telah didapat dari hasil simulasi diatas. Gambar 4.21 menunjukkan grafik spketrum pada gambar 4.11 yang diperbesar.
Puncak maksimum pada grafik spektrum sinyal asli tersebut pada 10.4 dB. Frekuensi yang dihasilkan adalah 59 Hz. Gambar 4.22 menunjukkan grafik pemodelan sinyal pada Gambar 4.12 yang diperbesar.
2 &5-$ Grafik spektrum sinyal asli.
Puncak maksimum grafik pemodelan sinyal pada Gambar 4.22 adalah 95.5 dB. Frekuensi yang dihasilkan pada simulasi tersebut adalah 55 Hz. Gambar 4.23 menunjukkan grafik pemodelan sinyal Gambar 4.13 yang diperbesar.
Puncak maksimum grafik pemodelan sinyal pada Gambar 4.22 adalah pada titik 117 dB. Frekuensi yang dihasilkan adalah 54 Hz. Gambar 4.24 menunjukkan grafik pemodelan sinyal Gambar 4.14 yang diperbesar.
Pada pemodelan sinyal yang diperlihatkan Gambar 4.24 menghasilkan dua puncak maksimum yang sama besar. Hal ini yang disebut sebgai
dimana terdapat dua puncak maksimum yang sama besar sehingga susah 2 &5-8 Grafik pemodelan sinyal dengan M = 5 dan 3.
untuk membedakan mana sinyal yang asli dan mana sinyal yang palsu. Hal ini
disebabkan karena kecilnya jarak antara dimensi matrik dan .
Pendugaan frekuensi pada pemodelan sinyal ini tidak bisa dilakukan. Gambar 4.25 menunjukkan grafik pemodelan sinyal pada Gambar 4.15 yang diperbesar.
Pemodelan sinyal yang diperlihatkan pada Gambar 4.25 menghasilkan . Grafik ini memperlihatkan puncak maksimum yang terbagai menjadi tiga. Puncak maksimum yang dihasilkan adalah 145 dB. Frekuensi yang dihasilkan adalah 56 hz. Gambar 4.26 menunjukkan pemodelan sinyal pada Gambar 4.16 yang diperbesar.
Pemodelan sinyal yang diperlihatkan Gambar 4.26 menghasilkan tiga
puncak. Dua puncak yang sama disebut dan satu puncak
yang lain disebut . Seperti pada gambar 4.24, pendugaan frekuensi
pada pemodelan sinyal ini juga tidak bisa dilakukan karena muncul dua puncak maksimum yang sama besar. Gambar 4.27 menunjukkan pemodelan sinyal pada Gambar 4.17 yang diperbesar.
Gambar 4.26 menghasilkan dua puncak maksimum yang hampir sama besar, sehingga pendugaan frekuensi masih bisa dilakukan. Pncak maksimumnya adalah 178 dB dan frekuensi yang dihasilkan adalah 53 Hz. Gambar 4.28 menunjukkan grafik spektrum sinyal asli pada gambar 4.18 yang diperbesar,
dengan tiga masukan yang sama yaitu % % - .
Puncak maksimum yang dihasilkan dari grafik tersebut hampir sama dengan spektrum sinyal asli dengan tiga masukan yang berbeda, yaitu 11 dB. Frekuensi yang dihasilkan adalah 13 Hz, berbeda jauh dibanding dengna spektrum sinyal asli dengan tiga masukan yang berbeda (59 Hz). Gambar 4.29
menunjukkan pemodelan sinyal dengan tiga masukan yang sama, dengan M = 5 dan = 3.
2 &5-:Grafik spektrum sinyal asli dengan tiga masukan yang sama.
2 &5-;Grafik pemodelan sinyal (tiga masukan yang sama)
