Perancangan Modulator Demodulator ASK (Amplitude Shift Keying) pada SystemC.

(1)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Shoji Shigeki, Suhana, Ir. 2004. Teknik Telekomunikasi. Pradnya Paramita. Jakarta

[2]“SistemKomunikasi”,http://file.upi.edu/Direktori20Sistem%20Komunikasi%20 Digital/MODUL%20DASAR%20TELEKOMUNIKASI.pdf, tanggal akses 23 Juli 2010.

[3] Willsky Alan S, Oppenheim Alan V. 2001. Sinyal dan Sistem. Erlangga. Jakarta.

[4]”KonsepModulasi”, http://www.scribd.com/doc/34579142/MODULASI, tanggal akses 10 Oktober 2010.

[5]“TeknikModulasiDigital”,http://meandmyheart.files.wordpress.com/2009/09/ku liah-6-modulasi-digital.pdf, tanggal akses 10 Oktober 2010.

[6] Bhasker, J. 2002. A SystemC Primer. Star Galaxy Publishing. California. [7] “SystemC”, http://www.stargalaxypub.com, tanggal akses 28 Juli 2010. [8]“SystemCWMS”,http://www.deit.univpm.it/systemcwms/files/doc/slides_amsw

orkshop.pdf, tanggal akses 29 Juli 2010.

[9]“SystemCAMSextensionsUser’sGuide”, http://www.systemc.org/, tanggal akses 15 September 2010.

[10]”SystemCAMS”,http://www.systemcams.org/documents/3A1_vachouxa_syste mcams.pdf, tanggal akses 10 oktober 2010.

(2)

ABSTRAK

Perkembangan teknologi dalam bidang elektronika sangat pesat yang meliputi perancangan modulator dan demodulator digital. Pada Tugas Akhir ini dirancang suatu perangkat lunak seperti modulator demodulator ASK yang didalamnya berupa desain digital. Modulasi digital merupakan proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik.

Untuk merealisasikan rancangan modulator-demodulator ini maka digunakan alat bantu/tools SystemC dan juga menggunakan bahasa pemprograman MATLAB agar dapat menampilkan grafik hasil proses pengiriman dan penerimaan dari teknik modulasi tersebut. Dalam Tugas Akhir ini dibuat modem yang dapat mendiskripsikan proses kerja teknik modulasi digital secara lebih jelas menggambarkan proses kerja dari pengiriman dan penerimaan teknik modulasi digital ASK.

(3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di zaman era globalisasi sekarang ini perkembangan teknologi tampak maju pesat. Hal ini terbukti pada dunia elektronika yang makin menyebar luas disebabkan pada dunia pendidikan yang sudah mulai mengupas dan melakukan berbagai macam pengujian, sehingga hal tersebut dapat menjadi acuan berkembanganya dunia elektronika. Rangkaian elektronika mempunyai dua jenis dan tipe yaitu analog dan digital. Tipe digital memiliki kemampuan yang lebih efisien dan praktis daripada analog.

Jika suatu rancangan skema rangkaian digital telah didapat, skema tersebut diterjemahkan dalam bahasa VHDL (Verilog Hardware Description Language) dan dientri dengan menggunakan software pemogram. Program dalam bahasa VHDL merupakan sekelompok instruksi yang menggambarkan fungsi/gerbang logika dasar dan fungsi-fungsi lainnya.

(4)

mengintegrasikan sistem kompleks elektronik yang sangat cepat. Selain daripada SystemC itu sendiri, SystemC AMS (Analog Mixed Signal) merupakan perpanjangan SystemC untuk sistem desain analog. SystemC AMS memberikan dukungan untuk aliran sinyal, aliran data, dan jaringan listrik.

Sesuai dengan uraian diatas penulis menggunakan bahasa pemograman SystemC untuk merealisasikan rancangan modulator demodulator ASK (Amplitude Shift Keying). Rancangan modem perangkat lunak yang telah dibuat disimulasikan dengan menggunakan SystemC dan untuk menampilkan grafik dari hasil simulasi digunakan pemograman MATLAB 7.0.

1.2 Rumusan Masalah

Yang menjadi rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana prinsip kerja modem ASK.

2. Bagaimana SystemC digunakan untuk membuat modem ASK.

3. Bagaimana hasil simulasi perancangan modem ASK dengan SystemC.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah merancang dan menganalisis modulator demodulator ASK yang dibuat dengan SystemC.

1.4 Batasan Masalah

(5)

1. Modulator demodulator yang dirancang di dalam Tugas Akhir adalah modem ASK.

2. Simulasi dilakukan dengan bantuan SystemC.

1.5 Metodologi Penelitian

Metode penulisan yang digunakan pada Tugas Akhir ini adalah :

1. Studi Literatur, yaitu dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik Tugas Akhir yang terdiri dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh penulis atau dari perpustakaan dan juga dari artikel-artikel, jurnal, internet, dan lain-lain.

(6)

BAB II

SISTEM KOMUNIKASI

2.1 Sistem Komunikasi Digital

Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di pergunakan untuk menyebarkan data, dan pemprosesan atau penyetelan apa yang perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik. Sistem komunikasi ditunjukkan pada Gambar 2.1[2].

Gambar 2.1 Sistem Komunikasi

Sistem komunikasi mempunyai sumber dan tujuan. Pada bagian pengirim terdapat source system yang terbagi atas source dan transmitter. Source berfungsi untuk menentukan data untuk dikirim sedangkan transmitter dalam hal ini berfungsi untuk mengubah data menjadi sinyal yang dapat dikirim. Untuk mengirim data dikerjakan oleh transmissision system. Bagian penerima disebut

(7)

untuk mengubah sinyal yang diterima menjadi data. Pengguna data yang diterima adalah bagian destination[2].

2.1.1 Arah Informasi

Arah informasi pada sistem komunikasi terbagi atas : 1. Simpleks

Simpleks merupakan komunikasi satu arah dimana informasi berjalan hanya satu arah.

2. Dupleks

Dupleks merupakan komunikasi dua arah dimana informasi berjalan dua arah yang berlawanan.

Arah informasi secara dupleks terdiri dari : A. Full dupleks

Full dupleks yaitu kedua tempat yang berkomunikasi dapat mengirim dan menerima informasi secara bersamaan.

B. Half dupleks

Half dupleks yaitu kedua tempat yang berkomunikasi, mengirim dan menerima informasi secara bergantian[1].

2.1.2 Keaslian Sinyal

(8)

jauh lebih tinggi. Prosesnya disebut modulasi, digunakan untuk mengatasi ketidaksesuaian karakter sinyal dengan media (kanal) yang digunakan[1].

Contoh :

A. Sinyal AM (Amplitude Modulation), merupakan modulasi analog. B. Sinyal ASK (Amplitude Sift Keying), merupakan modulasi digital.

2.1.3 Terminologi dan Transmisi

Transmisi data terjadi di antara transmitter dan receiver melalui beberapa media transmisi. Media transmisi dapat digolongkan sebagai guided atau

unguided. Dengan guided media, gelombang dikendalikan sepanjang jalur fisik. Contoh dari guided media adalah twisted pair, coaxial cabel, serta fiber optik.

Unguided media menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang-gelombang elektromagnetik namun tidak mengendalikannya, contohnya adalah perambatan

(propagation) di udara, dan dilaut[1].

Media transmisi guided adalah ujung ke ujung bila ia menyediakan suatu hubungan langsung di antara dua perangkat dan membagi media yang sama. Pada sebuah bentuk multipoint guided, lebih dari dua perangkat membagi media yang sama. Sebuah transmisi dapat berupa simplex, half duplex, atau full duplex[1].

Pada transmisi simplex, sinyal ditransmisikan hanya pada satu direction (arah), satu station sebagai transmitter dan lainnya sebagai receiver. Pada operasi

(9)

2.1.4 Frekuensi, Spektrum, dan Bandwidth

Sinyal merupakan suatu fungsi waktu, namun juga dapat diekspresikan sebagai suatu fungsi frekuensi. Dimana, sinyal terdiri dari komponen-komponen frekuensi yang berbeda. Pandangan frekuensi domain dari suatu sinyal lebih penting bagi suatu pemahaman mengenai transmisi data dibanding pandangan waktu domainnya[1].

2.1.5 Transmisi data Digital dan Analog

Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di pergunakan untuk menyebarkan (propagate) data, dan pemrosesan atau penyetelan apa yang perlu dilakukan sepanjang jalan untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik[1].

Secara kasar, istilah analog dapat disamakan dengan kontinu, sedangkan digital dengan diskrit. Dua istilah ini sering dipergunakan dalam komunikasi data dan sedikitnya dalam tiga konteks[1].

Sebagai entiti yang menyampaikan arti atau informasi. Konsep-konsep mengenai data analog dan digital adalah:

1. Analog data (Data analog)

a. Menerima nilai yang terulang secara terus menerus dan kontinu dalam beberapa interval.

(10)

c. Contoh umum lainnya mengenai analog data adalah video. 2. Digital data

a. Contoh yang paling dikenal dari digital data adalah teks atau karakter-karakter.

b. Sementara tekstual data paling nyaman untuk manusia, tidak dapat dalam bentuk karakter, disimpan dengan mudah atau ditransmisikan melalui pengolahan data dan sistem komunikasi. Sistem semacam itu dirancang untuk data biner. Jadi sejumlah kode telah direncanakan dengan cara dimana karakter diwakili oleh sederatan bit.

Sinyal merupakan tampilan data elektrik atau elektromagnetik. Pensinyalan berarti penyebaran sinyal secara fisik melalui suatu media yang sesuai. Dalam suatu sistem komunikasi, data disebarkan dari satu titik ke titik yang lain melalui sebuah alat sinyal-sinyal elektrik. Sinyal dibagi 2 yaitu :

1. Sinyal analog

Merupakan anekaragam gelombang elektromagnetik yang berlangsung terus-menerus yang kemungkinan disebabkan lewat berbagai macam media, tergantung pada spektrum. Contohnya : media kabel (wire), kabel fiber optik dll.

2. Sinyal digital

(11)

Dalam hal akustik data (suara), data dapat ditampilkan secara langsung melalui sebuah sinyal elektromagnetik yang menempati spektrum yang sama. Standard spektrum untuk suatu channel suara adalah 300 sampai 3400 Hz. Transmitter telepon mengubah sinyal suara akustik yang datang menjadi menjadi sebuah sinyal elektromagnetik melewati range 300 sampai 3400 Hz. Sinyal ini kemudian ditransmisikan melalui sistem telepon menuju receiver, yang mereproduksinya sebagai suara akustik[1].

Transmisi merupakan komunikasi data melalui penyebaran dan pemrosesan sinyal-sinyal. Baik sinyal analog maupun sinyal digital dapat ditransmisikan melalui media transmisi yang sesuai. Caranya, sinyal-sinyal ini diperlakukan sebagai fungsi sistem transmisi.

1. Transmisi analog merupakan suatu alat untuk mentransmisikan sinyal-sinyal analog tanpa memperhatikan isinya sinyal-sinyal bisa menampilkan data analog (misalnya suara).

2. Transmisi digital berkaitan dengan muatan sinyal. Suatu sinyal digital dapat ditransmisikan hanya pada jarak tertentu sebelum atenuasi, derau, dan gangguan yang lain membahayakan integritas data[1].

2.2 Modulasi Digital

(12)

clock (timing,sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio)[3].

2.2.1 Konsep Modulasi

Dalam hal ini konsep modulasi digital ada dua yaitu, modulator dan demodulator. Modulator melakukan proses modulasi, ada ditransmitter. Demodulator melakukan proses demodulasi, yakni mengembalikan sinyal hasil modulasi ke bentuk semula, ada di receiver. Gambar 2.2 menunjukkan Proses Modulator[4].

Gambar 2.2 Proses Modulator

Informasi dapat dipancarkan secara sederhana dengan penyaklaran on

(13)

Contoh sederhananya adalah pentransmisian pesan dengan menggunakan asap atau cahaya. Karakteristik dari metode ini adalah penerima pesan hanya dapat mendekodekan suatu pesan bila ia memiliki dan menggunakan kode yang sama dengan yang dipakai oleh si pengirim pesan[4].

Dalam modulasi digital, carriernya analog/harmonik sedangkan sinyal pemodulasinya digital. Suatu carrier harmonik terbentuk dari 3 parameter : Amplitudo (A), Frekuensi (f), dan Phase (φ). Ketiganya dapat menjadi obyek modulasi. Karena itu, terdapat 3 macam modulasi digital, Amplitudo Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK)[4].

Dalam hal ini digunakan sinyal analog persegi/kotak untuk mereprensentasikan nilai tegangan yang konstan pada unipolar code sebagai sinyal pemodulasi. Sedangkan sinyal carriernya berupa sinyal analog yang dihasilkan oleh generator internal pada modulator ASK/FSK/PSK.

Keluaran dari modulator ASK/FSK/PSK adalah :

ASK : Berubah diantara 2 nilai amplitudo carrier, misalnya dari 0 ke A. FSK : Berubah diantara 2 frekuensi carrier f1 dan f2.

PSK : Menggeser phase carrier misalnya, dari’1’ = 0 ke’0’ = 1800

(14)

Gambar 2.3 Sinyal termodulasi ASK, FSK, PSK

ASK mempunyai kelemahan yaitu bila terjadi gangguan pada saluran transmisi atau adanya sedikit kesalahan pada saat pengiriman, kondisi biner 0 tidak akan dapat dibedakan oleh receiver.

2.2.2 Modulasi ASK (Amplitude Shift Keying)

ASK (Amplitudo Shift Keying) adalah suatu bentuk modulasi yang mewakili data digital sebagai variasi amplitudo dari gelombang pembawa. Amplitudo dari sinyal carrier analog bervariasi sesuai dengan aliran bit (modulasi sinyal), menjaga frekuensi dan fase konstan. Tingkat amplitudo dapat digunakan untuk mewakili logika 0 dan 1. ASK (Amplitude Shift Keying) merupakan suatu modulasi di mana logika 1 diwakili dengan adanya sinyal dan logika 0 diwakili dengan adanya kondisi tanpa sinyal, seperti pada Gambar 2.4[4].

T ms

Stop Start

ASK

FSK

PSK 1

(15)

Gambar 2.4 Modulasi ASK

Pada system ASK, biner 1 direpresentasikan dengan mentransmisikan sinyal pembawa sinusoidal dengan amplitudo maksimum Ac dan frekuensi fc, dimana kedua besaran tersebut konstan, selama durasi bit Tb detik. Amplitudo frekuensi pembawa akan berubah sesuai dengan logik sinyal informasi. Sedangkan biner 0 direpresentasikan dengan tanpa mengirimkan sinyal pembawa tersebut selama durasi bit Tb detik atau disebut On Off Keying (OOK). Secara matematis dapat dituliskan[4].

Untuk persamaan sinyal modulasi ASK dapat dituliskan.

fct

Ac = Amplitudo sinyal carrier

vm = Sinyal pemodulasi yang bernilai 0 dan 1 m = Indeks modulasi, dimana m = 100% =

(16)

2∏fct = Frekuensi carrier dalan nilai radiant

Pembangkitan sinyal Binary ASK (BASK) dapat dilakukan dengan melalukan data biner dalam format unipolar dan sinyal pembawa sinusoidal ke suatu modulator pengali. Untuk m(t) merupakan bit-bit data masukan berupa bit ’1’ dan bit ’0’. Dalam modulator pengali terdapat sinyal pembawa berupa

) 2 sin( fct

Ac



. Pada penerima sinyal ASK biner berupa s(t) yaitu gelombang sinusoidal, seperti tampak pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Pembangkitan Sinyal BASK

2.2.3 Demodulasi ASK (Amplitude Shift Keying)

Demodulasi dapat dilakukan secara coherent (koheren) dan incoherent

(17)

Synchronous demodulator adalah suatu contoh demodulator koheren. Teknik ini secara sederhana dikatakan dapat mengubah kembali frekuensi sinyal yang datang turun ke frekuensi baseband. Ini dilakukan dengan perkalian atau lebih dikenal dengan heterodyning , antara gelombang ASK yang datang dengan suatu osilator lokal yang di-match-kan dengan frekuensi carrier. Demodulator sinkron dapat ditunjukkan pada Gambar 2.6.

(18)

BAB III

SYSTEMC

3.1 Umum

SystemC menyediakan satu bahasa untuk menentukan komponen perangkat keras dan perangkat lunak, menyediakan satu bahasa untuk memfasilitasi simulasi hardware software dan menyediakan bahasa tunggal untuk memfasilitasi langkah demi langkah perbaikan desain sistem sampai ke tingkat register transfer untuk sintesis. Selain daripada SystemC itu sendiri, SystemC AMS (Analog Mixed Signal) merupakan perpanjangan SystemC untuk sistem desain analog. SystemC WMS (Wave Mixed Signal) untuk pemodelan sinyal campuran dan simulasi dengan menggunakan konsep kejadian dan menghasilkan gelombang. Perluasan untuk SystemC terhadap sistem sinyal campuran memungkinkan pembuatan model tingkat tinggi baik digital dan analog dalam simulasi, sehingga memungkinkan evaluasi cepat kinerja sistem yang lengkap. Berikut ini akan dijelaskan masing-masing[5].

3.2 SystemC

(19)

kelas bukan modifikasi C++, namun fungsi perpustakaan, tipe data dan bahasa lainnya konstruksi yang legal kode C++[5].

Dasar SystemC adalah C++, dapat menggunakan standar C++ untuk pengembangan bahasa pemrograman yang tersedia dalam membuat, mensimulasikan, debug dan mengeksplorasi berbagai arsitektur dan algoritma deskripsi desain. Juga karena C++, model SystemC dapat dikompilasi pada banyak kompiler C++ pada beberapa platform. Model SystemC sering disebut spesifikasi eksekusi, ini karena dapat mengkompilasi dan menjalankan model SystemC untuk memahami perilaku sistem. Source files in SystemC merupakan sumber file pada SystemC kemudian pada C++ development terjadi kompiler,

linker, dan debugger. SystemC memiliki kelas library dan simulasi kernel. File-file akan disimulasi kemudian dirun sehingga hasil akan keluar melalui output file.

Struktur program SystemC ditunjukkan pada Gambar 3.1[5].

SC_MODULE(<module name>) {

sc_in<datatype> port1; sc_out<datatype> port2;….//dapat mempunyai beberapa jumlah port <return type> <process name> (<argument type>);…..//lebih dari satu proses

……….//beberapa kode lain SC_CTOR(<module name>) {

SC_METHOD(<process name>);//memanggil untuk proses ‘process name’ Sensitive << <sensitivity list>;

……….//beberapa kode lain }

};

(20)

Keterangan :

1. Setiap desain mengandung kelas atau modul “SC_MODULE” seperti pada Gambar 3.1.

2. Setiap modul harus mempunyai sebuah konstruktor ‘SC_CTOR’ dengan nama yang sama dengan nama modul.

3. Port digunakan untuk komunikasi dengan modul atau kanal eksternal. Port didefinisikan di bagian awal modul. Arah dari port dispesifikasikan menggunakan ‘sc_in’ dan ‘sc_out’.

4. Setiap modul harus mempunyai minimal satu proses yang merepresentasikan fungsionalitas dari modul tersebut. Proses dideklarasikan setelah deklarasi dari port. Pendefinisian proses dapat dilakukan baik di dalam maupun di luar modul.

Ada 2 macam proses, yaitu method dan thread yang dideklarasikan

sebagai ‘SC_METHOD’ dan ‘SC_THREAD’. Sebenarnya method dan

thread hampir sama. Keduanya sama-sama mengandung sequential

statement juga dapat mengandung thread-nya masing-masing lagi

untuk dieksekusi. Yang membedakannya adalah jika method sudah

dieksekusi maka tidak bisa di-suspend. Ketika eksekusi telah

dijalankan maka method ini akan berhenti dan menunggu adanya

aktivitas atau event baru sebelum dia mulai mengeksekusi lagi.

Sebaliknya, thread dapat di-suspend ketika eksekusi sedang dijalankan

dan juga dapat di-resume kembali pada stage selanjutnya. Dengan

pengertian lain, thread hanya dieksekusi sekali selama simulasi dan

(21)

pada perulangan yang tak berhingga, sehingga perulangan tidak akan berakhir sebelum seluruh simulasi berakhir. Namun untuk alasan performansi, method lebih sering digunakan daripada thread.

5. Channel (kanal) merupakan media komunikasi pada SystemC, bentuk

yang lebih umum dari sinyal. Contohnya ‘sc_signal’, ‘sc_fifo’, dan ‘sc_semaphore’.

Modul merupakan unit dasar untuk menggambarkan struktur pada SystemC. Modul dapat memiliki jumlah input, output atau port inout. Modul dapat memiliki sejumlah proses. Proses yang digunakan untuk menggambarkan fungsi sistem dan memungkinkan ekspresi perilaku bersamaan. Setiap proses sensitif terhadap seperangkat sinyal tertentu dan port mengeksekusi setiap kali terjadi perubahan pada sinyal dan port yang ditentukan dalam daftar sensitivitas. sinyal digunakan untuk komunikasi interproses. Selain itu, penyerahan nilai ke sinyal (port) selalu terjadi setelah delta tertunda. Delta penundaan adalah keterlambatan kecil yang digunakan untuk model hubungan sebab dan akibat logika. Modul juga memungkinkan untuk mengekspresikan hierarki. [5]

(22)

Gambar 3.2 Sebuah modul, port, proses dan sinyal.

3.3 SystemC WMS (Wave Mixed Signal)

SystemC WMS adalah perpustakaan kelas C++, yang dikembangkan untuk bekerja bersama dengan SystemC, yang memungkinkan pengguna untuk model, simulasi, dan debug yang kompleks yang dijelaskan di tingkat sistem, yang terdiri dari blok sinyal analog dan campuran, atau bahkan blok operasi pada domain fisik yang berbeda (misalnya, transduser, MEMS, aktuator dan sistem mekanik, dll). Perpanjangan SystemC untuk sinyal campuran aplikasi saat ini sedang dalam pembangunan. Tujuan perpanjangan ini adalah mendesain dan melakukan simulasi bagian mekanik baik elektronik sirkuit analog dan digital dalam sistem[6].

(23)

evaluasi cepat kinerja sistem yang lengkap. SystemC WMS cocok untuk digunakan dalam beberapa aplikasi yang berbeda, misalnya kontrol sistem elektronik dan mekanik dalam aplikasi otomotif, atau simulasi analog RF dan blok digital tingkat tinggi di berbagai jaringan nirkabel teknologi, seperti Bluetooth[6].

3.4 SystemC AMS (Analog Mixed Signal)

SystemC AMS memperkenalkan bahasa baru untuk sistem desain analog tertanam. Ada tren yang berkembang antara hardware/ software (HW/SW) sistem analog dan lingkungan fisik mereka. Hal ini menyebabkan sistem dimana digital HW / SW secara fungsional terjalin dengan analog dan sinyal blok campuran seperti RF interface, elektronika daya, dan sensor. Contoh dari sistem E-AMS adalah radio kognitif, sensor jaringan atau sistem untuk citra penginderaan. Sebuah tantangan bagi pengembangan sistem E-AMS adalah untuk memahami interaksi antara HW / SW dan subsistem analog dan sinyal campuran di tingkat arsitektur. Hal ini memerlukan beberapa cara pemodelan dan simulasi analog berinteraksi / sistem sinyal campuran dan HW / SW sistem di tingkat fungsional dan arsitektur[7].

(24)

penjadwalan statis yang dihitung sebelum mulai simulasi. Jadwal ini diaktifkan dalam langkah waktu diskrit, di mana sinkronisasi dengan kernel SystemC memperkenalkan semantik waktunya. Karena itu, disebut "time" aliran data (TDF). Pada Gambar 3.3 memperlihatkan AMS untuk bahasa standart SystemC[7].

Gambar 3.3 AMS untuk bahasa standart SystemC

3.4.1 Pemodelan Timed Data Flow (TDF)

SystemC AMS menentukan bentuk pemodelan penting yang diperlukan untuk mendukung sifat pemodelan AMS pada berbagai tingkat abstraksi. Bentuk pemodelan ini diimplementasikan dengan menggunakan berbagai model perhitungan yaitu, Timed Data Flow (TDF), Linear Signal Flow (LSF), dan

(25)

Model perhitungan Timed Data Flow (TDF), didasarkan pada pemodelan

Synchronous Data Flow (SDF). Tidak seperti model SDF dibatasi waktu perhitungan, TDF adalah pemodelan waktu diskrit, yang menganggap data sebagai sinyal sampel dalam waktu. Sinyal ini ditandai titik-titik diskrit dalam waktu dan membawa nilai-nilai diskrit atau kontiniu seperti amplitudo[7].

Gambar 3.4 menunjukkan prinsip dasar dari pemodelan Timed Data Flow

(TDF). Dalam gambar ini, ada tiga modul TDF berkomunikasi yang disebut A, B, dan C. Model TDF A terdiri dari satu set tersambung modul TDF, yang membentuk grafik diarahkan disebut cluster TDF. Modul TDF adalah simpul dari grafik, dan sinyal TDF sesuai dengan tepi. Sebuah modul TDF memiliki beberapa port input dan output. [7]

Modul TDF berisi metode C++ yang menghitung fungsi matematika f(yaitu, fA, fB, dan fC), yang tergantung pada input dan keadaan internal. Perilaku keseluruhan dari cluster itu didefinisikan sebagai komposisi matematis dari fungsi modul TDF yang sesuai, fC (fB (fA (...))), ditandai dengan (A -> B -> C) pada Gambar 3.4[7].

(26)

3.4.2 Konstruksi bahasa modul TDF

Sebuah modul TDF adalah modul primitif yang ditetapkan pengguna untuk menetapkan waktu diskrit atau untuk menanamkan waktu kontiniu. Gambar 3.5 menunjukkan struktur khas modul TDF.

Gambar 3.5 Struktur Khas Modul TDF

SCA_TDF_MODULE(my_tdf_module) 1

// atribut modul dan port

}

void initialize() 5

{

// initial nilai dari port dengan sebual delay

}

void processing() 6

{

// time-domain sinyal processing atau algoritma

}

class my_second_module : public sca_tdf::sca_module 8 {

public:

// deklarasi port // ...

my_second_module( sc_core::sc_module_name ) {} 9

// defenisi dari fungsi TDF member seperti diatas // …

(27)

Keterangan :

1. Deklarasi modul primitif menggunakan SCA_TDF_MODULE makro untuk mendefinisikan kelas baru dari kelas sca_tdf::sca_module.

2. Sebuah modul TDF dapat memiliki beberapa port input dan output.

3. Perintah konstruktor menggunakan SCA_CTOR makro yang telah ditetapkan, yang perlu memiliki nama modul sebagai argumen.

4. Opsional fungsi member set_attributes, di mana TDF modul dan port atribut dapat didefinisikan. User tidak diperbolehkan untuk memanggil fungsi member ini secara langsung. Hal ini disebut oleh kernel simulasi selama elaborasi.

5. Fungsi member opsional initialize, untuk inisialisasi anggota data yang mewakili bagian modul dan terutama awal port dengan penundaan ditugaskan user tidak diizinkan untuk memanggil fungsi ini member secara langsung. Hal ini disebut oleh kernel simulasi, pada akhir elaborasi, tepat sebelum simulasi transien dimulai.

6. Perintah fungsi member processing, yang merangkum fungsi pengolahan sinyal yang sebenarnya. User tidak diperbolehkan untuk memanggil fungsi

member ini secara langsung. Hal ini disebut oleh kernel simulasi sebagai bagian dari waktu-domain (transien) simulasi, dimana setiap kemajuan aktivasi modul waktu lokal oleh langkah waktu yang ditetapkan.

(28)

Hal ini disebut oleh kernel simulasi ketika menjalankan sinyal kecil analisis frekuensi-domain.

8. Deklarasi modul TDF dengan membuat kelas baru berasal dari kelas sca_tdf::sca_module.

9. Konstruktor, dimana selalu memerlukan sebuah parameter sc_core kelas:: sc_module_name untuk menetapkan nama untuk modul.

Sebuah modul TDF mengandung unsur-unsur seperti port, sinyal, parameter dan fungsi member untuk timedomain (transien) dan domain frekuensi sinyal kecil (AC) analisis[7].

3.4.3 Pemodelan waktu diskrit

(29)

Gambar 3.6 Modul primitive TDF yang mengimplementasikan sebuah sumber sinusoidal

3.4.4 Pemodelan waktu kontiniu

Sebuah modul TDF dapat digunakan untuk persamaan dinamik linier dalam bentuk fungsi transfer linier dalam domain Laplace atau persamaan ruang status. Meskipun model TDF proses perhitungan sampel pada langkah waktu diskrit, persamaan fungsi ini tertanam akan diselesaikan dengan mempertimbangkan sampel input sebagai sinyal kontinu-waktu. Hasil dari sistem persamaan linier tertanam dinamis, yang juga terus menerus dalam waktu dan nilai, adalah sampel menjadi sinyal menggunakan time step yang sesuai dengan

time step, di mana sampel ditulis[7].

Contoh di bawah ini menunjukkan aliran sinyal terkait saat menanamkan fungsi Laplace transfer (LTF) dalam modul TDF. Sinyal masukan merupakan fungsi langkah sampel. Sinyal diskrit-waktu diinterpretasikan oleh fungsi LTF sebagai sinyal kontinu-waktu. Penyaringan terus sinyal waktu ditulis ke port

(30)

tertanam sebuah waktu kontinius Laplace Transfer Function (LTF) ditunjukkan pada Gambar 3.7[7].

(31)

BAB IV

PERANCANGAN DAN PRINSIP KERJA

4.1 Prinsip Kerja Modem ASK

(32)

Carier signal

ASK modulation

Modulated signal

Lowpas filter Data signal

Rectifier (absolute value)

Modulated signal

Data signal

Gambar 4.1 Prinsip Kerja Modulasi dan Demodulasi ASK (Amplitude Shift Keying)

4.2 Perancangan Perangkat Lunak

Sebelum mendesain dan menerapkan suatu algoritma kedalam bahasa pemograman, perancangan merupakan langkah awal dalam proses pembuatan perangkat lunak. Algoritma diaplikasikan ke dalam bahasa pemrograman MATLAB dengan spesifikasi perangkat lunak sebagai berikut:

(33)

4.3 Perancangan Flowchart

Gambaran secara umum proses yang terjadi dalam modulator demodulator ASK pada SystemC ditunjukkan pada Gambar 4.2.

Mulai

Generate Bit Data

Mixer modulation

transmitter

rectifier

lowpass filter

Data Sinyal

Selesai Frekuensi Carrier

(34)

4.4 Tampilan Hasil 1. Data Input ASK

Dari Gambar 4.3 terlihat pada saat bit berubah dari logika ‘0’ ke logika ‘1’ maka terjadi pergeseran. Bit-bit biner yang akan dikirimkan terdiri dari 10 bit yaitu [ 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 ] . Sinyal data yang akan diproses adalah bentuk NRZ Unipolar dimana nilai tegangan positif akan bernilai positif semua dan yang lainnya bernilai nol (V+ dan 0).

Gambar 4.3 Sinyal Input Digital

2. Modulasi ASK

Pada Gambar 4.4 sinyal input digital akan dimodulasi sehingga terjadi penguncian pergeseran amplitudo.

(35)

3. Demodulasi ASK

Dari gambar 4.5 dapat dilihat bahwa sinyal yang diterima sama dengan informasi yang dikirim yaitu [1 0 0 1 0 1 1 1 1 0].

(36)

4. Tampilan Modulasi dan Demodulasi ASK dengan fc = 15 Hz

Pada Gambar 4.6 Sinyal yang diterima akan didemodulasi sehingga hasil demodulasi berupa bit-bit biner yaitu [ 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 ]. Jika nilai frekuensi carrier diberikan seperti pada Gambar 4.5 maka tampilan hasil modulasi yang berubah adalah nilai dari pada amplitudonya. Sinyal termodulasi memiliki nilai 2Amp pada saat bit masukan ‘1’ dan 1Amp pada saat bit masukan ‘0’.

(37)

Pada Gambar 4.7 Sinyal yang diterima akan didemodulasi sehingga hasil demodulasi berupa bit-bit biner yaitu [ 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 ].

(38)

(39)

(40)

(41)

4.5 Analisis Perhitungan

Untuk sinyal modulasi ASK, diberikan frekuensi carrier sebesar 15 Hz dan indeks modulasi adalah 100 %.

Pada bit ‘1’ dengan nilai amplitudo adalah 2.

ct

(42)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari perancangan yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan , yaitu :

1. Pada modulasi ASK sinyal yang ditransmisikan adalah sinyal sinusoidal dengan frekuensi dan fase konstan namun dengan amplitude yang berubah-ubah sesuai dengan arus data pada sinyal informasi.

2. SystemC mewarisi fitur-fitur C++ yang memiliki kernel simulasi yang kuat sehingga memudahkan dalam merancang dan mensimulasikan modem ASK.

3. Hasil keluaran simulasi modem ASK pada SystemC ditampilkan berupa grafik melalui MATLAB 7.0 dimana ketika bit-bit masukan dimodulasi amplitudo akan berubah-ubah pada kondisi 0 dan 1, pada saat sinyal keluaran didemodulasi maka sinyal akan kembali ke bentuk awal.

5.2 Saran

Saran yang dapat penulis berikan pada Tugas Akhir ini , yaitu :

1. Aplikasi ini dapat dikembangkan dengan cara menghitung panjang data, kecepatan dan BER (Bit Error).

(43)