Rhodita Umayah, Assaidah, Hadi
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sriwijaya; *email: umayahasyim@gmail.com
Abstrak: OFDM merupakan jenis dari modulasimulticarrieryaitu pengirimandatadengan mengguna-
kan beberapa frekuensi (multicarrier) dalam satu aliran data yang berkecepatan tinggi dimana dida- lam pengiriman data tersebut terjadi pembagian frekuensi aliran data menjadi lebih rendah. Teknik pentransmisian data pada OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) akan di desain dan di simulasi pada MATLAB dengan memvariasikan modulasi PSK (Phase Shift Keying) diantaranya BPSK, QPSK, 8-PSK, 16-PSK, 32-PSK, dan 64 PSK. Jumlah carrier pada transmitter menggunakan carrier 32 dengan frekuensi pembawa 8000 Hz. Selain itu jga pentrasnmisian data ini menggunakan teknik sinkronisasi carrier recovery untuk meminimalkan efek gangguan pada kanal transmisi.Uji performa data dilakukan dengan membandingkan nilai BER (Bit Error Rate) yang diterima terhadap variasi SNR (Signal Noise to Ratio) dan delay.Dari hasil perbandingan yang dilakukan bahwa mod- ulasi Bpsk merupakan modulasi yang paling kecil terjadi kesalahan.
Kata kunci: OFDM, Phase Shift Keying (PSK), carrier recovery, BER.
1
PENDAHULUAN
Pada saat ini informasi sudah dapat tersebar luas kepada penerima menggunakan kecanggihan tekno- logi yang semakin berkembang pesat. Telekomunikasi yang sudah lumrah dipakai dalam masyarakat yaitu telepon dan komunikasi radio (Budiman dkk.,2011). OFDM merupakan jenis dari multicarrier modulation yaitu pengiriman data dengan menggunakan beberapa panjang carrier secara paralel (Sep- ti,2008). Selain itu OFDM juga dapat mentransmisikan data dengan input yang multicarrier tetapi ti- dak akan saling mengganggu antar frekuensi karena bersifat orthogonal (Abdillah:2010). Selain itu juga pada simulasi ini menggunakan teknik sinkronisasi carrier recovery pada receiver nya dengan harapan dapat mentransmisikan informasi tersebut dengan meminimalkan efek gangguan yang ada dalam proses kanal transmisi.
2
KAJIAN LITERATUR
Dalam pentransmisian data menggunakan OFDM ini menggunakan variasi modulasi pada transmitter dan teknik sinkronisasi carrier recovery pada receiver. Variasi modulasi yang digunakan adalah jenis modulasi digital, Phase shift keying.
Teknik modulasi
Teknik modulasi merupakan proses penumpangan sinyal input kedalam sinyal pembawa. Teknik modulasi dilakukan dengan cara mengubah parameter sinyal yang akan dimodulasi. Ada dua jenis teknik modulasi yaitu teknik modulasi analog dan teknik modulasi digital.Pada OFDM ini teknik modulasi yang digunakan teknik modulasi digital. Jenis dari teknik dasar modulasi digital dianta- ranya Amplitude Shift Keying(ASK), Frekuensi Shift Keying (FSK), dan Phase Shift keying (PSK). Dari ketiga modulasi tersebut yang akan digunakan adalah teknik modulasi PSK
PSK merupakan salah satu dari bentuk teknik modulasi yang sering digunakan dalam memodulasi sinyal digital,sebuah sinyal yang dikirim melakukan pergeseran fasa dengan frekuensi dan amplitu- donya tetap (nurwati,2014). Pada teknik modulasi fasa terdapat beberapa jenis PSK tergantung dari jenis fasa yang memodulasinya. Adapun jenis- jenis dari PSK dengan menggunakan teknik pengko- dean M-ary dimana�= 2�, n adalah jumlah bit dan M adalah tingkatan PSK. Maka dari itu pada modulasi ini terdiri dari jenis – jenis nya yaitu BPSK, QPSK, dan M-ary PSK (Septi,2008).
Rhodita U. Dkk./Simulasi Modem Orthogonal Frequency Division Multiplexing... Secara matematis nilai fase pada modulasi PSK ini dapat ditentukan oleh(Xiong,2006):
��= 2�−�1 � ; k =0, 1, 2, 3, 4, … (1)
M-ary PSK
M-ary PSK merupakan teknik pengkodean modulasi PSK, yang mana nilai dari M = 2n itu di mulai dari n bernilai 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan seterusnya. Maka nilai M yang akan diperoleh 2, 4, 8, 16, 32, 64, dan selanjutnya. Dengan memiliki nilai tingkatan PSK yang berbeda maka akan mempunyai nilai fasa yang berbeda juga. Salah satu contoh dari M-ary itu seperti modulasi BPSK ( Binarry Phase Shift Keying) yang mana merupakan teknik modulasi dengan pergeseran fasa sebesar 1800. Pada modulasi ini setiap inputakan diwakilkan oleh jumlah bit sebesar 1 yaitu M= 21 = 2. Maka dari itu pada BPSK terdapat 2 kondisi input dalam fase yang berbeda. Dua kondisi tersebut yaitu 0 dan 1. Dua kondisi ini juga yang nantinya akan mewakili dalam proses transmisi data(Kurniawan,2007).
Teknik Sinkronisasi
Carrier recovery merupakan proses pemulihan sinyal pembawa dengan cara mengatasi adanya perge- seran frekuensi akibat gangguan pada kanal transmisi. Menurut M. Budiman, dkk, perhitungan perge- seran frekuensi dilakukan melalui penyisipan pilot pada data dan pengaturan phase pilot. Perhitungan pergeseran frekuensi dinyatakan dalam fasa. Perubahan fasa pilot pada saat diterima receiver akan menjadi acuan perkiraan adanya pergeseran fasadari setiap subcarrier, yang secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut (Budiman dkk.,2011):
� � = ������ +��
�� �. (2)
dengan, � adalah frekuensi pembawa , ������ Adalah phase waktu jeda sebelum data masuk, dan ��
��
adalah gradien dari pergeseran pilot yang.
3
METODE PENELITIAN
Dalam hal ini, metodologi penelitian dengan mendesain dan simulasi merupakan peranan penting da- lam melakukan tugas akhir ini, pada perancangan desain dan simulasi digunakan software matlab un- tuk membangun blok – blok modem OFDM dengan menggunakan library simulink. Desain simulasi modem OFDM yang akan disimulasikan ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 3.1 Desain simulasi modem OFDM
Rhodita U. Dkk./Simulasi Modem Orthogonal Frequency Division Multiplexing...
142 Prosiding Seminar Nasional MIPA 2014, Palembang 2 Oktober 2014
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Simulasi modem OFDM dengan menggunakan teknik sinkronisasi carrier recovery di awali terlebih dahulu dengan membangun blok- blok simulink pada Matlab seperti yang terdapat pada Gambar 3.1. Teknik sinkronisasi Carrier recovery pada modem ini bertujuan sebagai proses pemulihan sinyal pembawa dengan cara mengatasi adanya pergeseran frekuensi pembawa akibat gangguan pada kanal transmisi. Sehingga teknik sinkronisasi pada receiver ini digunakan sebagai uji performa data terha- dap gangguan pada kanal transmisi. Secara fisis gangguan pada kanal transmisi tersebut berupa delay, nosie, atenuasi, multipath dll. Dalam hal ini gangguan tersebut pada simulasi diperankan oleh AWGN (Additive white Gaussian noise) dan delay.
Penyisipan pilot pada transmitter di sisipkan sebanyak 2 pilot, hal itu bertujuan untuk menjadi acuan pada proses carrier recovery. Dalam prosescarrier recoverypilot ini akan dipisahkan dari fre- kuensi pembawanya. Pemisahan pilot ini bertujuan untuk memperkirakan adanya pergeseran fasa se- perti yang terdapat pada gambar 4.3 . Algoritma yang dipakai untuk meminimalkan efek pergeseran fasa adalah mengalikan tiap subcarrier tersebut dengan hasil perhitungan dari pergeseran fasa. Ke- mudian hasil dari perkalian tersebut dilepaskan pilotnya dengan cara menambahkan blok selektor .Untuk selanjutnya pada proses demodulasi telah berupa data tanpa pilot.
Hasil Uji performa data pada carrier 32 untuk semua modulasi terhdapa variasi noise dan delay 1, 10, dan 100 frame
Rhodita U. Dkk./Simulasi Modem Orthogonal Frequency Division Multiplexing...
Hasil uji performa data AWGN dan delay 1, 10, dan 100 frame ditunjukkan oleh Gambar 4.1, 4.2, dan 4.3. Secara keseluruhan simulasi data OFDM menggunakan enam modulasi yang di simulasikan. Uji performa data nya dilakukan dengan melihat nilai BER yang di hasilkan oleh masing- masing modulasi dengan memvariasikan nilai SNR yang terdapat pada AWGN di kanal transmisi. Maka dari itu dapat dikatakan bahwa dari kenam modulasi tersebut modulasi dengan kesalahan mencapai 0% terjadipada modulasi BPSK dengan SNR bernilai lebih dari atau sama dengan 20 dB. Untuk modulasi lainnya juga mencapai BER 0% kecuali 8-PSK, 32-PSK, dan 64 -PSK akan tetapi dengan nilai SNR nya lebih dari 20 dB, sehingga tidak dapat dikatakan modulasi dengan performa yang lebih baik dibandingkan dengan BPSK. Sementara itu untuk uji performa data dengan delay 10 frame terdapat sedikit perbedaan hasil kurva yang diperoleh, pada Gambar 4.2 modulasi BPSK juga yang mempu- nyai hasil performa data yang baik akan tetapi pada delay 10 frame ini mencapai nilai BER 0 % ketika SNR nya bernilai lebih dari atau sama dengan 25 %.
Hal tersebut dikarenakan pada modulasi BPSK merupakan modulasi yang sederhana dengan memiliki kondisi fasa yang akan disimbolkan sedikit yaitu 2 kondisi dengan jumlah bit tiap kondisi sebanyak 1 bit. Menurut Kurniawan (2007), semakin tinggi tingkatan M-ary nya maka semakin meningkat terjadi kesalahan bit. Dikarenakan tiap tingkatan M-ary tersebut akan mewakili simbol untuk ditransmisikan dalam proses modulasi. Oleh karena itu dengan sedikitnya simbol OFDM yang akan dikirim semakin sedikit pula kesalahan yang akan terjadi.
5
KESIMPULAN
Simulasi dari uji performa data terhadap noise AWGN dan variasi delay 1, 10, dan 100 frame pada masing-masing modulasi dengan panjang carrier 32 kesuluruhan performa data akan bekerja baik pada saat modulasi BPSK dengan mencapai BER terendah di anatara lainnya ketika SNR lebih dari atau sama dengan 20 dB..
REFERENSI
[1]Abdillah, Kusuma., dan Yogie, Mugiharto. Analisa Kinerja Orthogonal Frequency Division Multiplex- ing(OFDM) Berbasis Perangkat Lunak. Diakses Maret 2014 dari http://repo.eepis-its.edu/300/1/1161.pdf [2]Budiman, Maman., Assaidah., Riyanto., Fitri. 2011. Pengembangan Universal Audio Scrambler Mengguna-
kan Teknikorthogonal Frequency Division Multiplexing (Ofdm).J.Auto.Ctrl.Inst. Vol.3. No.1, ISSN: 2085- 2517, p.1-4.
[3]Xiong, Fuqin., 2006. Digital Modulation Techniques, Canton Street Norwood, Artech House Telecommunica- tion Library.
[4]
Kurniawan, Agha., Imam, Santoso., Ajub, Ajulian. 2007. Kinerja modulasi Digital dengan modulasi PSK(phase shift keying), Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang,.
Rhodita U. Dkk./Simulasi Modem Orthogonal Frequency Division Multiplexing...
144 Prosiding Seminar Nasional MIPA 2014, Palembang 2 Oktober 2014
[5]Septi, wike., imam, santoso., Ajub, Ajulian . 2008. Pengaruh Modulasi M-Psk Pada Unjuk Kerja Sistem Or- thogonal Frequency Division Multiplexing (Ofdm).Jurnal ilmiah teknik elektro Undip. Vol.10. No.2, p. 2-5. [6]Nurwati, Tri. Modul Pengolahan Sinyal. Diakses Februari, 2014 dari: