MODULASI BPSK
TUGAS AKHIR
Merupakan suatu syarat untuk mendapatkan Gelar Sarjana Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer
Universitas Komputer Indonesia
Disusun Oleh : Dede Nugraha
1.31.05.004
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
i
CDMA (
Code Division Multiple Acces
) adalah teknologi akses
multiuser
dimana masing-masing user menggunakan kode yang unik dalam mengakses kanal
yang terdapat dalam sistem. Pada tugas akhir ini akan dilakukan pengujian kinerja
dari
Transmitter
CDMA dengan menggunakan modulasi BPSK. Untuk dapat menguji
kinerja modulasi BPSK terhadap gangguan-gangguan yang dapat terjadi selama
pentransmisian sinyal berlangsung. Langkah-langkah yang dilakukan pada pengujian
modulasi BPSK ini meliputi proses masukan data , proses penambahan noise pada
masing-masing kanal yaitu kanal- dan kanal-2, proses modulasi, proses penjumlahan,
dan proses pengiriman melalui udara.
Metode yang digunakan untuk menguji hasil kerja modulasi BPSK adalah
dengan menghitung probabilitas kesalahan, kestabilan, dan kecepatan data yang
terjadi pada proses modulasi dan membandingkannya dengan data masukan awal
yang dikirimkan.
ii
DESIGN AND REALIZATION OF CDMA TRANSMITTER WITH
TWO INPUT CHANNEL BPSK MODULATION BASED
By :
Dede Nugraha
1.31.05.004
CDMA (Code Division Multiple Access) is a multiuser access technology in
which each user uses a unique code contained in the access channel in the system. In
this final task will be carried out performance testing of CDMA transmitter using
BPSK modulation. To be able to test the performance of BPSK modulation against
disturbances that may accur during signal transmission take place. The steps
performaned on the test BPSK modulation includes a data input process, the process
of summation, and delivery proces through the air.
iii
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas
rahmat, nikmat, hidayah dan izin-Nya Penulis akhirnya dapat menyelesaikan tugas
akhir ini dengan baik. Tak lupa shalawat serta salam senantiasa tercurahkan bagi
junjunan kita nabi besar Muhammad SAW beserta keluarga dan sahabat-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul
“PERANCANGAN
DAN REALISASI TRANSMITTER CDMA DENGAN MASUKAN 2 KANAL
BERBASIS MODULASI BPSK”
yang merupakan salah satu syarat untuk
menyelesaikan program pendidikan Strata-1 (S-1) Teknik Elektro di Universitas
Komputer Indonesia.
Dengan hati ikhlas dan keberhasilan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir
ini tidak lepas dari dorongan dan bantuan dari banyak pihak, oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1.
ALLAH SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, serta memberi
keasabaran, kekuatan hidup dan nikmat rezeki yang tiada henti penulis syukuri
sehingga memberikan penulis kelancaran dalam melakukan kegiatan tugas akhir
iv
dapat menyelesaikan
Studi
perkuliahan dan tugas akhir ini dengan baik.
3.
Keluarga besar Lingga, Gin-Gin, Hasan, Alan, Nadia , Ryan, dan
saudara-saudara penulis lainnya, yang telah membantu mendukung memberikan do’a dan
semangat kepada penulis.
4.
Bapak Ir. Eddy SuryantoSoegoto, M.sc. selaku pimpinan Rektorat Universitas
Komputer Indonesia.
5.
Bapak Dr. Ir. H. Ukun Sastra Prawira, M.sc. selaku Dekan Fakultas Teknik dan
Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.
6.
Bapak Muhammad Aria, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.
7.
Ibu Tri Rahajoeningroem, M.T. selaku koordinator Tugas Akhir, Dosen wali
serta Dosen Pembimbing Utama yang telah banyak memberikan penulis saran
dan solusi dalam pengerjaan laporan tugas akhir ini.
8.
Ibu Levy Olivia Nur, M.T, Bapak Budi Herdiana, S.T dan Bapak Joko Priyatno,
S.T. selaku Pembimbing pendamping, terima kasih atas semua arahan,
kesabaran, kesempatan, do’a, masukan serta dukungannya dalam penyusunan
tugas akhir ini.
9.
Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu komputer yang
telah mendidik dan memberikan ilmunya kepada penulis selama kuliah dijurusan
v
bantuan, dan dukungannya meskipun kita sama-sama mengalami
stress
berat dan
selalu menginap tiap malam diLaboratorium kampus tetapi canda tawa tetap
selalu ada. Semoga sukses selalu untuk semuanya.
11. Teman Teknik Elektro yang lainnya dan sodara dirumah Ifey, Prima, Agah,
Samsa,Wahyudin, Dadan (M_dunz), Om Mthree, Om Sopz, Aru, Danu, Bha,
Kung, Korn, Rubyan, Acuy, Ubang, Indra, Mimi, Siti, Tanty, dll. Terima kasih
Atas semuanya yang telah kalian berikan pada penulis selama ini.
Semoga amal baik yang telah diberikan mendapat balasan yang berlipat ganda
dari Allah SWT. Penulis sadar dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
kekurangan karena keterbatasan penulis baik dari segi pemahaman materi, pemakaian
bahasa, maupun gari segi penyajiannya.
Oleh karena itu, penulis mohon kepada semua pihak untuk turut membantu
dengan memberikan saran-saran yang bersifat konstruktif demi perbaikan dan
penambahan pengetahuan penulis. Dengan besar hati, penulis akan terima semua
masukan baik saran maupun kritik dan untuk itu semua penulis ucapkan banyak
terima kasih.
Bandung, 17 Agustus 2011
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada saat ini perkembangan teknologi jaringan komunikasi dunia telah
berjalan sangat cepat. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menemukan
temuan teknologi terbaru untuk menciptakan solusi jaringan telekomunikasi yang
lebih efisien, efektif, memiliki kapasitas dan kecepatan transfer data yang lebih
tinggi sehingga mampu mendukung aktifitas individu, masyarakat, bisnis ataupun
militer. Infrastruktur telekomunikasi yang dibangun harus menjanjikan
kompatibilitas yang tinggi dengan suatu sistem komunikasi yang lain.
Disinilah sistem komunikasi digital menjadi idola baru bagi industri
telekomunikasi saat ini. Sistem digital disamping mempunyai kompatibilitas yang
tinggi dalam integrasi dengan sistem lain, juga adanya kemudahan dalam
implementasi secara perangkat keras. Oleh karenanya sistem komunikasi digital
semakin dikembangkan untuk memperoleh kecepatan yang tinggi dan kapasitas
data yang semakin besar. Sistem komunikasi digital juga memilliki kualitas data
yang lebih baik karena dapat dilakukan pengecekan kesalahan dalam transmisi
datanya.
CDMA adalah teknologi berbasis Spread spectrum yang mengijinkan banyak
user menempati kanal radio yang sama. Dalam sistem CDMA setiap user
menggunakan kode unik yang berbeda antara satu sama lainnya. Setiap data yang
akan dipancarkan terlebih dahulu akan ditebar (Spreading) sehingga
Dari penjelasan di atas, pada tugas akhir ini penulis akan merancang dan
merealisasikan system CDMA berbasiskan modulasi BPSK dengan judul tugas
akhir “PERANCANGAN DAN REALISASI TRANSMITTER CDMA
DENGAN MASUKAN 2 KANAL BERBASIS MODULASI BPSK”.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan tugas akhir ini antara lain:
a. Merancang dan merealisasikan Transmitter CDMA dengan menggunakan
modulasi BPSK.
b. Melakukan komparasi sistem TransmitterCDMA kanal-1 dan kanal-2 dalam
hal unjuk kerjanya salah satunya pada spektrum.
c. Menentukan sistem modulasi yang efektif dan efisien dengan Transmitter
CDMA berbasiskan Modulasi BPSK agar bandwidthyang dialokasikan lebih
sempit, kapasitas sistem bertambah namun kualitas sinyal terima dapat lebih
baik.
1.3 Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan diselesaikan pada tugas akhir ini adalah merancang
dan menganalisa setiap subsistem yang dirancang pada keadaan dimana subsistem
lainnya dianggap tetap kualitasnya dan pada data masukan yang berubah-ubah
serta keadaan kanal yang berubah-ubah.
1.4 Batasan Masalah
a. Skema modulasi yang dirancang dibatasi pada 1 jenis modulasi antara lain
modulasi BPSK.
b. Memiliki tingkat kerahasiaan yang tinggi dimana hal ini berkaitan dengan
proses acak pada teknik ini.
c. Frekuensi pembawa 500 Khz.
d. Clock-PN sebesar 15 Khz.
e. Menggunakan pemancar yang sudah jadi untuk alat komunikasi dua arah.
1.5 Metodelogi Penelitian
Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, dilakukan metode sebagai berikut:
a. Melakukan studi literatur dengan mempelajari permasalahan yang berkaitan
dengan sistem TransmitterCDMA khususnya terkait dengan sistem modulasi,
sistem pengkodean dan sistem estimasi kanal. Bahan untuk referensi bisa
diperoleh dari buku panduan atau dari artikel di internet.
b. Perancangan simulasi sistem Transmitter CDMA yang dibuat, dilakukan
dengan tahapan-tahapan yang berkesinambungan dan terintegrasi, dengan
membuat sebuah subsistem yang kemudian dilengkapi dengan subsistem lain
yang mendukung TransmitterCDMA.
c. Pengambilan data dilakukan dari hasil pengujian simulasi dengan pengubahan
data pada subsistem Transmitter CDMA yang tetap untuk dilakukan analisis
unjuk kerja subsistem.
d. Melakukan evaluasi dan analisa berdasar hasil pengukuran.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini direncanakan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini berisi tentang uraian latar belakang, tujuan, rumusan masalah,
batasan masalah, metodelogi penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Pada bab ini berisi tentang pembahasan teori dasar yang berkaitan langsung
dengan judul tugas akhir ini diantaranya CDMA, sebagai gambaran proses
perencanaan dan perancangan TransmitterCDMA.
BAB III : PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini berisi tentang penjelasan mengenai perancangan, pembuatan dan
pengukuran parameter TransmitterCDMA.
BAB IV : DATA DAN ANALISA
Pada bab ini berisi tentang hasil pengujian serta analisa hasil pengukuran
secara keseluruhan.
BAB V : PENUTUP
Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan hasil akhir dari penyelesaian
5
DASAR TEORI
2.1 Konsep Dasar CDMA
CDMA merupakan singkatan dari Code Division Multiple Access yaitu
teknik akses jamak (multiple access) yang memisahkan percakapan dalam domain
kode. CDMA merupakan teknologi digital tanpa kabel yang pertama kali dibuat
oleh perusahaan Amerika. Teknologi CDMA dikembangkan pertama kali oleh
militer di awal tahun 1960. CDMA merupakan penggunaan dari berbagai
spektrum frekuensi yang sama tanpa ada permbicaraan ganda.
Hal ini menyebabkan CDMA lebih tahan terhadap interferensi dan noise.
Untuk menandai pemakai yang memakai spektrum frekuensi yang sama, CDMA
menggunakan kode yang unik yaitu PRCS (Pseudo Random Code Sequence).
Berbeda dengan FDMA (Frequency Division Multiple Access) dan TDMA (Time
Division Multiple Access), maka CDMA menggunakan waktu dan frekuensi yang
sama dalam akses masing-masing pemakai. Penggunaan frekuensi dan waktu
yang sama menyebabkan CDMA kritis terhadap interferensi. Semakin besar
interferensi yang terjadi maka kapasitas CDMA semakin kecil.
CDMA membawa manfaat yang besar dan berada di atas teknologi serupa
yang lain untuk saat ini. CDMA menawarkan kapasitas jaringan yang terbesar
untuk melayani lebih banyak pelanggan dengan biaya infrastruktur yang sama.
CDMA menawarkan kecepatan transmisi data paling tinggi diantara yang lain
Setiap pemakai diberi dengan bilangan biner yang dinamakan DCS (Direct Code
DCS adalah signal yang dibangkitkan oleh linier modulation dengan
wideband PN (Pseudorandom Noise), sehingga Direct Code Sequence CDMA
menggunakan lebar sinyal daripada FDMA maupun TDMA. Wideband signal
berfungsi untuk mengurangi interferensi. Seluruh pengguna ada bersama-sama
dalam jarak spektrum frekuensi radio.
Kode-kode dibagi pada MS (Mobile Station) dan BS (Base Station) yang
disebut Pseudorandom Code Sequence (PCS). Masing-masing kode pemakai
secara berlapis dan berkelanjutan ditransmisikan ke seluruh carrier. Unik dari
CDMA adalah jumlah panggilan telepon yang dapat ditangkap oleh carrier
tentunya terbatas dan jumlahnya tidak pasti. Kanal trafik dibuat dengan penentuan
masing-masing pengguna kode dengan carrier.
2.2 Spektrum Frekuensi Radio untuk Komunikasi Seluler
Gelombang radio adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh
antena dan mempunyai frekuensi yang berbeda. Pada Gambar 2.1 dijelaskan
spektrum frekuensi radio komunikasi seluler.
Gambar 2.1 Spektrum Komunikasi Seluler
Pada sistem CDMA, frekuensi radio digunakan pada saluran 450 MHz, 800 MHz,
2.3 Metode Akses Jamak
Teknologi wireless menggunakan frekuensi sebagai media penghubung.
Keterbatasan frekuensi menyebabkan lahirnya sebuah teknologi yang
memungkinkan pengguna seluler untuk berbagi frekuensi agar dapat melakukan
komunikasi maka teknologi ini disebut Multiple Access System.
Sistem tersebut sangat penting, karena dapat mendukung pemakai dengan
jumlah banyak dan simultan. Dengan kata lain, pemakai dengan jumlah yang
besar saling berbagi ruang pada kanal radio dan sembarang pemakai dapat
memperoleh akses ke sembarang kanal (tiap pemakai tidak selalu mendapat kanal
yang sama). Kanal yang dimaksud adalah berupa bagian dari sumber radio yang
terbatas, yang sementara dialokasikan untuk tujuan tertentu. Metode multiple
Access menjelaskan bagaimana spectrum radio dibagi ke dalam kanal-kanal dan
bagaimana kanal-kanal tersebut dialokasikan ke banyak pemakai.
Akses jamak adalah suatu cara pengaksesan beberapa sumber daya secara
bersama-sama oleh lebih dari satu pemakai pada kanal radio. Digunakannya akses
jamak karena banyaknya pemakai yang ingin menggunakan kanal radio melalui
saluran yang terbatas dipakai bersama-sama baik dalam domain frekuensi, waktu,
waktu dan frekuensi secara serempak.
Tiga teknik akses jamak yang sering digunakan adalah :
1. Teknik akses jamak pembagian frekuensi (Frequency Division Multiple
Access)
2. Teknik akses jamak pembagian waktu (Time Division Multiple Access)
Tabel 2.1 Perbandingan Operasi Teknik Akses Jamak
OPERASI FDMA TDMA CDMA
Pita Teralokasi 12,5 MHz 12.5 MHz 12,5 MHz
Frequency Reuse 7 7 1
Bw yang
diperlukan kanal
0,03 MHz 0,03 MHz 1,25 MHz
Jumlah kanal RF 12,5/0,03=416 12,5/0,03=416 12,5/1,25=10
Kanal/sel 416/7=59 416/7=59 12,5/1,25=10
Kanal kendali/sel 2 2 2
Kanal dipakai/sel 57 57 58
Panggilan per
kanal RF
1 4* 40**
Kanal suara/sel 57x1=57 57x4=228 8x40=320
Sektor/sel 3 3 3
Panggilan
Voice/sektor
57/3=19 228/3=76 320
Kapasitas
dibanding FDMA
1 1 16,8
* Tergantung jumlah slot
Gambar 2.2 Macam-Macam Teknik Akses Jamak
2.3.1 Akses Jamak Pembagian Frekuensi
Akses jamak pembagian frekuensi atau yang disebut Frequency Division
Multiple Access (FDMA) adalah sistem multiple access yang menempatkan
seorang pelanggan pada sebuah kanal berbentuk pita frekuensi komunikasi.
Dalam FDMA, frekuensi dibagi menjadi beberapa kanal frekuensi yang lebih
sempit. Tiap pengguna akan mendapatkan kanal frekuensi yang berbeda untuk
berkomunikasi secara bersamaan. Pengalokasian frekuensi pada FDMA bersifat
eksklusif karena kanal frekuensi yang telah digunakan oleh seorang pengguna
tidak dapat digunakan oleh pengguna yang lain.
Antar kanal dipisahkan dengan bidang frekuensi yang lebih sempit lagi
untuk menghindari interferensi antar kanal yang berdekatan. Informasi bidang
dasar yang dikirim ditumpangkan pada sinyal pembawa (carrier signal) agar
menempati alokasi frekuensi yang diberikan. Analoginya seperti sebuah ruangan
yang dibagi menjadi beberapa ruang kecil yang selanjutnya setiap ruangan
Gambar 2.3 Sistem Akses FDMA
Gambar 2.4 Cara Kerja Sistem FDMA
2.3.2 Akses Jamak Pembagian Waktu
Pada metode akses jamak pembagian waktu atau Time Division Multiple
Access (TDMA), tiap pemakai akan menggunakan seluruh spektrum frekuensi
tertentu yang disediakan dalam waktu yang singkat yang disebut slot waktu (time
slot). Tiap pengguna mendapatkan sebuah slot waktu yang berulang secara
periodik dan hanya diijinkan mengirimkan informasi pada slot waktu tersebut.
Antar slot waktu diberi jeda waktu untuk menghindari interferensi antar
semua, maka pengguna berikutnya harus diberikan slot waktu dengan frekuensi
yang berbeda. Cara kerja sistem TDMA diilustrasikan pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Cara Kerja Sistem TDMA
Pada TDMA beberapa pemakai dapat menggunakan kanal frekuensi yang
sama, tetapi setiap kanal hanya dapat digunakan untuk waktu yang sangat singkat.
Setiap pemakai diberikan slot waktu dan hanya dapat mengirimkan informasi
pada waktu yang telah ditentukan. Analoginya seperti sebuah ruangan yang
sebelumnya telah dibagi menjadi beberapa ruang yang lebih kecil dan selanjutnya
setiap ruang kecil tersebut digunkan oleh beberapa pasang pemakai untuk
melakukan komunikasi.
Tetapi untuk menghindari interferensi, pada satu waktu hanya dua orang
saja yang dapat menggunakan ruang kecil tersebut. Setiap pasang diberi slot
waktu sehingga jika waktunya habis harus segera meninggalkan ruangan dan
bergantian dengan pasangan yang lain. Jadi pada TDMA, beberapa pasang
pemakai dapat secara bergantian menggunakan ruang yang sama. Dengan cara
tersebut, TDMA mampu menampung lebih banyak orang dibandingkan FDMA.
Gambar 2.6 Sistem Akses TDMA
2.3.3 Akses Jamak Pembagian Sandi
Dalam akses jamak pembagian sandi atau Code Division Multiple Access
(CDMA), setiap pemakai menggunakan frekuensi yang sama dalam waktu
bersamaan tetapi menggunakan sandi unik yang saling orthogonal. Sandi-sandi ini
membedakan antara pengguna satu dengan pengguna yang lain. Pada jumlah
pengguna yang besar, dalam bidang frekuensi yang diberikan akan ada banyak
sinyal dari pengguna sehingga interferensi akan meningkat. Kondisi ini akan
menurunkan unjuk kerja sistem. Ini berarti, kapasitas dan kualitas sistem dibatasi
oleh daya interferensi yang timbul pada lebar bidang frekuensi yang digunakan.
CDMA merupakan akses jamak yang menggunakan prinsip komunikasi
spektrum tersebar. Sinyal dasar yang hendak dikirim disebar dengan
menggunakan isyarat dengan lebar bidang yang besar yang disebut sebagai sinyal
penyebar (spreading signal).
Metode ini dapat dianalogikan dengan cara berkomunikasi dalam suatu
ruangan yang besar. Setiap pasangan dapat berkomunikasi secara bersama-sama
tetapi dengan bahasa yang berbeda, sehingga pembicaraan pasangan satu bisa
dianggap seperti suara kipas bagi pengguna yang lain, karena tidak diketahui
Kondisi ini membuat ruangan menjadi tidak kondusif lagi untuk berkomunikasi.
Oleh karena itu, jumlah yang berkomunikasi harus dibatasi. Agar jumlah yang
berkomunikasi bisa maksimal maka kuat suara tiap pembicara tidak boleh terlalu
keras.
Gambar 2.7 Sistem Akses CDMA
(a)
(b)
2.4 Sistem Komunikasi Spread Spectrumpada CDMA
Sistem transmisi spectrum adalah sebuah teknik yang mentransmisikan
suatu isyarat dengan lebar bidang tertentu menjadi suatu sinyal yang memiliki
lebar bidang frekuensi yang jauh lebih besar. Aliran data asli dikalikan secara
biner dengan kode penyebar yang memiliki lebar bidang yang jauh lebih besar
daripada sinyal asal. Bit-bit dalam kode penyebar dikenal dengan chip untuk
membedakannya dengan bit-bit dalam aliran data yang dikenal dengan simbol.
Setiap pemakai memiliki kode penyebar yang berbeda dengan pemakai yang
lain. Kode yang sama digunakan pada kedua sisi kanal radio, menyebarkan sinyal
asal menjadi sinyal bidang lebar, dan menyebarkan kembali sinyal bidang lebar
menjadi sinyal bidang sempit asal. Antara lebar bidang transmisi dengan lebar
bidang sinyal asal dikenal dengan processing gain. Secara sederhana, processing
gain menunjukkan beberapa buah chip yang digunakan untuk menyebarkan
sebuah simbol data. Kode-kode penyebar bersifat unik, jika seorang pemakai telah
menyebarkan sinyal bidang lebar yang diterima, sinyal yang disebarkan hanyalah
sinyal dari pengirim yang memiliki kode penyebar yang sama.
Sistem spektrum tersebar memiliki beberapa kelebihan dibandingkan
sistem-sistem lain yang ada sebelumnya, yaitu:
a. Lebih kebal terhadap jamming karena menggunakan kode unik yang mirip
derau dengan spektrum frekuensi yang amat lebar.
b. Dapat dioperasikan pada level daya yang rendah sehingga memungkinkan
peralatan yang kecil sekaligus juga dengan daya baterai yang lebih tahan
lama.
d. Mampu menekan interferensi.
e. Kerahasiaan lebih terjamin.
f. Dapat melakukan kemampuan panggilan terpilih (Ranging).
Ada beberapa teknik yang digunakan dalam sistem spektrum tersebar, yakni
rangkaian langsung (direct sequence), lompatan frekuensi (frequency hopping),
lompatan waktu (time hopping), dan hybrid.
Sistem spektrum tersebar yang dipakai pada CDMA adalah Direct Sequence
Spread Spectrum (DSSS). Pada sistem ini, sinyal pembawa dimodulasi secara
langsung (direct) oleh data terkode. Sebagai pengkode data, dipakai deret kode
(code sequence) yang memiliki sifat acak tetapi periodik sehingga disebut sinyal
acak semu (pseudo random). Kode tersebut bersifat sebagai noise tetapi
deterministik sehingga disebut juga noise semu (pseudo noise).
Istilah spread spectrum digunakan karena pada sistem ini sinyal
ditransmisikan memiliki bandwidth yang jauh lebih lebar dari bandwidth sinyal
informasi. Proses pelebaran bandwidth sinyal informasi ini disebut dengan
spreading.
Sistem direct sequence spread spectrum (DSSS) merupakan salah satu teknik
spektral tersebar yang digunakan pada CDMA. Perbandingan antara bandwidth
transmisi dengan bandwidth informasi disebut dengan processing gain. Dimana
semakin besar processing gain-nya, maka semakin tahan sistem spektral tersebar
tersebut terhadap interferensi.
Pada DSSS, spreading hanya menggunakan sebuah generator noise yang
periodik yang disebut dengan Pseudo Noise Generator (PNG). Suatu sistem
1. Sinyal yang dikirimkan mempunyai bandwidth yang jauh lebih lebar
dibandingkan dengan bandwidth yang dibutuhkan untuk mengirim sinyal
informasi.
2. Pada pengirim tejadi proses spreading yang menyebarkan sinyal informasi
dengan bantuan sinyal kode yang bersifat bebas terhadap sinyal informasi.
3. Pada penerima terjadi proses despreading yang melibatkan korelasi antara
sinyal yang diterima dengan replika sinyal kode yang dibangkitkan sendiri
oleh suatu generator lokal.
Gambar 2.9 Sistem Direct Sequence Spread Spectrum
Sedangkan pada Gambar 2.9 menjelaskan sistem penyebaran pseudo noise
pada pengirim, yaitu data input dari satu pelanggan dikalikan dengan salah satu
dari banyak kode pseudo noise, kemudian di spreading. Jumlah kemungkinan
kode yang dihasilkan oleh generator kode pseudo noise identik dengan jumlah
kanal yang disediakan. Jika generator kode pseudo noise mampu menghasilkan
100 kode, maka sebanyak itu pula kanal yang diperoleh. Oleh modulasi, hasil
perkalian antara input data dengan kode pseudo noise ditumpangkan pada sinyal
Gambar 2.10 Sistem Penyebaran Pseudo Noise pada Pengirim
Sedangkan pada Gambar 2.11 menjelaskan sistem penyebaran pseudo
noise pada penerima, yaitu demodulator memisahkan sinyal pesan dari sinyal RF
yang ditumpanginya. Sinyal pesan yang mengandung kode ini dicocokkan dengan
kode pseudo noise di penerima. Dengan adanya proses despreading, sinyal pesan
akan dipisahkan dari kode dan diteruskan jika kode PN pada sinyal masuk sama
dengan kode pseudo noise pada penerima.
Gambar 2.11 Sistem Penyebaran Pseudo Noise pada Penerima
2.5 Teknologi Spektrum Tersebar CDMA (Code Division Multiple Access)
Dalam komunikasi radio sering terjadi penyadapan pembicaraan oleh pesawat
karena data yang dikirim pada spektrum tersebar tersebar panyadapan dapat
diatasi karena data yang dikirim pada spektrum tersebaradalah ata acak yang
dikenal dengan noise, jadi jika penerima tidak mengetahui kode yang digunakan
untuk mengacak data maka penerima hanya menerima sinyal noise saja. Spektrum
tersebar digunakan karena sinyal yang ditransmisikan memiliki lebar pita yang
lebih lebar dari lebar sinyal informasi.
Sistem spektrum tersebar dapat digunakan untuk akses jamak CDMA yang
dapat dilakukan pada frekuensi dan waktu yang sama dengan mengguanakan kode
yang berbeda. Dengan menggunakan sebuah kode yang unik sinyal informasi
dipancarkan tersebar dibeberapa frekuensi secara bersamaan, karena tersebar
maka daya sinyal di tiap-tiap frekuensi tersebut menjadi sangat kecil sehingga
hampir tidak bisa dibedakan dengan noise. Sinyal informasi seperti ini hanya bisa
dideteksi oleh penerima yang memiliki kode penyebar yang sama. Dengan
demikian sinyal informasi ini tahan terhadap bermacam gangguan.
Radio spektrum tersebar tanpa kabel memiliki kecepatan transmisi yang
beragam dari 2 Mbps- 11 Mbps jarak jangkauan antara 2 radio spektrum tersebar
ini bisa mencapai 64 Km. Selain menjadi komunikasi dari satu kesatu tempat juga
bisadigunakan secara satu kebanyak tempat, hal ini dilakukan dengan
mengguanakan satu antenna dengan daya yang lebih besar fungsi sebagai satasiun
utama.
a. Kreteria Sistem komunikasi sebagai sistem spektrum tersebar adalah:
1. Lebar pita yang ditransmisikan ditentukan oleh semua fungsi yang tersebar
2. Lebar pita sinyal yang ditransmisikan harus jauh lebih besar dari sinyal
Informasi.
b. Ciri-ciri sistem spektrum tersebar yaitu:
1. Bersifat akses jamak yaitu pada pita frekuensi yang digunakan dapat dipakai
secara bersamaan oleh beberapa pemancar lain. Ciri ini harus dipenuhi karena
penggunaan lebar pita yang lebar sehingga tidak terjadi pemborosan kanal
frekuensi hal ini dapat digunakan pada CDMA dimana masing-masing
pemakai menetapkan suatu kode khusus. Masing-masing pemakai tersebut
juga harus memiliki satu kode yang khusus pula agar pesan yang dikirim
dapat dipisah-pisahkan satu sama lain pada sisi terima.
2. Anti pembajakan yaitu sifat yang relative tahan terhadap pengaruh sinyal lain
mengingat padatnya kanal frekuensi komunikasi yang ada sehingga
kemungkinan terjadi pencampuran sinyal lain sangat besar. Salah satunya
pembajakan pulsa yang dapat mengacaukan keseluruhan informasi jika pulsa
tersebut lebih panjang dari satu bit pesan, akibatnya akan terjadi
kemungkinan kesalahan, salah satu cara untuk mengatasinya dengan
menggunakan kode pembetukan kesalahan.
3. Keserasian informasi dimana hanya penerima yang memiliki kode yang sama
dapat memahami pesan yang dikirim, sifat inimengingat perlunya kerahasiaan
informasi seperti pada bidang militer dan komersial yang lainnya.
2.6 Osilator
Sampai sejauh ini dipelajari pada op-amp misalnya untuk segala macam
penguatan dan filter filter aktif. Pada bagian ini menjelaskan op-amp untuk
bervariasi pula. Pada dasarnya fungsi osilator adalah sinyal AC atau gelombang
tegangan saja.
Lebih spesifik lagi, osilator adalah proses pengulanganbentuk gelombang
tertentu pada amplitudo dan frekuensi yang tetap tanpa eksternal input. Osilator
sering digunakan pada radio, televisi, komputer, dan pesawat komunikasi.
Osilator terdiri dari beberapa macam jenisnya, walaupun begitu osilator-osilator
itu mempunyai prinsip kerja yang sama.
2.7 Balanced Modulator-Demodulator
Balanced modulator-demodulator berfungsi sebagai saklar pembalik fasa
(Phase Reversing Switch) tergantung pada kondisi pulsa masukan, maka frekuensi
pembawa akan diubah sesuai dengan kondisi-kondisi tersebut dalam bentuk fasa
keluaran, baik itu sefasa maupun berbeda 180°dengan osilator referensi.
Balanced modulator-demodulator mempunyai dua masukan, yaitu sebuah
masukan untuk frekuensi pembawa yang dihasilkan oleh osilator referensi dan
yang lainnya berupa masukan data biner (sinyal digital). Balanced Modulator
mempunyai nama lain yaitu Product Modulator, karena keluaran dari modulator
ini merupakan perkalian dari dua sinyal masukan, dalam modulator BPSK
masukan sinyal pembawa dikalikan dengan data biner, jika logika 1 = +1V dan
logika 0 = -1V maka input dari sinyal pembawa (sin ωct) akan dikalikan dengan
(+) atau (-) sehingga sinyal keluaran adalah +1 sin ωct dan-1 sin ωct.
Kondisi pertama menunjukkan sinyal sefasa dengan osilator referensi, setiap
keluaran pada waktu yang sama. Kemudian lebar pita (bandwidth) yang terlebar
terjadi pada saat data biner masukan bertransisi antara logika 0 dan 1.
2.8 Pseudo Noise Code
Kode PN adalah rangkaian bit dengan kecepatan tinggi yang bernilai polar
dari 1 ke -1 atau non polar 1 ke 0. Kode PN yang mempunyai satuan chip,
merupakan sinyal penyebar sinyal informasi dan digunakan untuk membedakan
antara kanal/pengguna satu dengan yang lainnya. Pemilihan kode PN harus
dilakukan dengan hati-hati dengan memperhatikan beberapa kriteria sebagai
berikut:
1. Mudah diterapkan.
2. Biner atau mempunyai 2 level (-1 & 1) atau (0 & 1).
3. Mempunyai autocorrelation yang tajam untuk memungkinkan sinkronisasi
kode.
4. Mempunyai beda jumlah '0' dan '1' hanya satu (one zero balance) untuk
memperoleh spectrum density yang bagus.
5. Harga crosscorrelation yang rendah. Dengan semakin rendah harga
crosscorrelation maka jumlah kanal dalam satu pita frekuensi semakin tinggi.
Pada Gambar 2.12, sinyal paling atas adalah bit data. Bit data tersebut
dikalikan dengan kode PN yaitu sinyal di tengah yang akan menghasilkan sinyal
termodulasi di bagian bawah. Bila bit data bernilai 1 maka sinyal keluaran
memiliki bentuk sama dengan kode PN. Bila bit data bernilai 0 maka sinyal
keluaran memiliki bentuk berlawanan dengan kode PN.
2.9 Pemancar FM
Diantara keuntungan FM adalah bebas dari pengaruh gangguan udara,
bandwidth (lebar pita) yang lebih esar dan fidelitas yang tinggi. Jika dibandingkan
dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan, diantaranya :
Lebih tahan noise
Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada diantara 88-108 MHz,
dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik
atmosfir maupun interferensi yang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem
modulasi ini tidak sejauh, jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana
panjang gelombangnya lebih panjang gelombang. Sehingga noise yang
diakibatkan oleh penurunan daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan
23
PERANCANGAN DAN REALISASI
3.1 Tujuan Perancangan
Tujuan dari perancangan ini adalah untuk menentukan spesifikasi kerja
alat yang akan direalisasikan melalui suatu pendekatan analisa perhitungan,
analisa rangkaian dasar serta pengembangannya sehingga didapat suatu kerangka
kerja alat seperti yang diinginkan berdasarkan tujuan dan batasan masalah dari
tugas akhir ini. Dalam tugas akhir ini direalisasikan bagian pengirim dan penerima
sesuai dengan blok diagram pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Blok diagram TransmitterCDMA bebasis modulasi BPSK
Pada bagian input yang terdiri dari 2 kanal masukan Pseudo random
Generator merupakan sebuah sistem yang dapat mewakili dari suatu
menganalisa karakter data masukan dari suatu sumber data dengan format sinyal 0
dan 1 dimana 0 mewakili 0 Volt dan 1 mewakili 5 volt.
Rangkaian Pseudo Noise menghasilkan deretan sinyal dalam tampilan
mirip dengan noise yang digunakan untuk menyebarkan data informasi pada suatu
pita transmisi.
Rangkaian Leveling sinyal berfungsi agar sinyal hasil sebaran ini dapat
dimodulasi oleh sebuah modulator BPSK, maka sinyal spreading ini dikodekan ke
dalam bentuk polar (NRZ). Rangkaian Osilator akan menghasilkan suatu
frekuensi transmisi yang akan membawa sinyal spreadingtersebut.
Sinyal yang datang (spreading) tersebut akan dimodulasi oleh sebuah
rangkaian Balanced modulator yang dibantu oleh sebuah rangkaian osilator
dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi sinyal data.
3.2 Perancangan Rangkaian
Dari gambar 3.1 diatas merupakan bagian dari Perancangan Transmitter
CDMA yang akan direalisasikan dalam tugas akhir ini.
3.2.1 Rangkaian Pseudo Random Generator(PRG)
Pembangkit acak semu yang dirancang pada tugas akhir ini yaitu dengan
menggunakan kode deretan terpanjang yang dapat dibangkitkan oleh shift register
yang disebut dengan deretan maksimal (m-sequence) dengan panjang bit (N)
Gambar 3.2 Rangkaian Pseudo Random Generator
3.2.2 Rangkaian Pseudo Noise Generator(PN)
Rangkaian PN ini adalah rangkaian bit dengan kecepatan tinggi yang
bernilai polardari 1 ke -1 atau non polardari 1 ke 0. Kode PN mempunyai satuan
chip, merupakan sinyal penyebar sinyal informasi dan digunakan untuk
membedakan antara kanal/pengguna satu dengan yang lainnya.
Perancanga rangkaian PN ini menggunakan IC 4013 (DFF) sebanyak 2 buah dan
IC 74LS86 (XOR) sebanyak 1 buah. Berikut gambar rangkaian PN.
Gambar. 3.3 Rangkaian Pseudo Noise Code
Gambar. 3.4 Proses Perkalian Dengan Kode PN
Pada gambar 3.2 diatas, untuk menghasilkan sinyal termodulasi adalah bit
data akan dikalikan dengan kode PN. Bila bit data bernilai 1 maka sinyal keluaran
memiliki bentuk sama dengan kode PN. Bila bit data bernilai 0 maka sinyal
keluaran memiliki bentuk berlawanan dengan kode PN.
3.2.3 Rangkaian Clock
Pada rangkaian clock ini menngunakan IC NE 555 dengan bentuk
rangkaian astable, maka dapat dirancang sebuah generator pulsa yang memiliki
keluaran sinyal kotak yang dapat berfungsi sebagai clock pada rangkaian
selanjutnya dengan spesifikasinya adalah :
a. Bentuk sinyal keluaran adalah sinyal kotak
b. Frekuensi yang digunakan adalah 15 Khz
c. Tegangan keluaran adalah
d. Tegangan Vcc adalah 5 Volt
Langkah-langkah perancangan :
a. Tentukan dahulu frekuensi yang digunakan
b. Asumsikan harga C1, C2dan R1
c. Tentukan harga R2menggunakan rumus :
1 2
1 2 )
Gambar 3.5 Rangkaian Clock
Langkah-langkah perhitungan :
a. Frekuensi yang digunakan adalah 15 Khz
b. Menyesuaikan frekuensi yang digunakan menggunakan rumus :
1 2
1 2 )
( 4 , 1 xC R R f
Asumsikan C1= 10 nF dan R1= 2k2, R2= yang dicari
8 2 3 3 10 ) 2 10 2 , 2 ( 4 , 1 10 15 R 8 3 3 2 10 ) 10 15 2 10 2 , 2 ( 4 , 1 R 32200 10 4 , 1 8 2 R K R2 4
Untuk lebih pasti lagi dalam menentukan harga tahanan yang dihitung
dapat diganti dengan menggunakan variabel dengan menempatkan sebuah
potensio sebesar 50 KΩ supaya mendapatkan frekuensi sesuai dengan yang
diinginkan. Vcc 5V Output Ke PN 100nF 10nF R2 2k2 1 Gnd 2 Trg 3 Out 4 Rst CtlThr56
7 Dis
8 Vcc
3.2.4 Rangkaian Adder
Rangkaian Adder merupakan sistem penjumlahan untuk data sinyal biner
yang tujuannya untuk menjumlahkan antara data masukkan PN dengan PRG
[image:34.612.217.422.211.285.2]sehingga akan didapat suatu penyebaran data informasi (sequence), berikut
gambar rangkaian adder.
Gambar. 3.6 Rangkaian Adder
Rangkaian adder ini mempunyai dua masukkan yaitu masukkan dari PN
dan masukkan dari PRG yang dijumlahkan kedua sinyal masukkan tersebut
dengan IC 74LS86 (XOR).
3.2.5 Rangkaian Leveling Code
Rangkaian Leveling codemerupakan rangkaian yang berfungsi agar sinyal
hasil keluaran dari Adder dapat dimodulasi oleh sebuah modulator BPSK, maka
sinyal spreadingini dikodekan ke dalam bentuk polar (NRZ). Rangkaian Leveling
[image:34.612.167.477.534.683.2]code dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 3.7 Rangkaian Leveling Code Output D a r i P N Dari PRG 1k Output VEE VCC VEE VCC Adder 1k + -5V 1k 1k
3.2.6 Rangkaian Osilator
Rangkaian osilator ini digunakan untuk membangkitkan sinyal pembawa
(carrier) yang berbentuk sinusoidal denganfrekuensi 500 KHz, yang dibangkit
[image:35.612.164.473.213.430.2]kanoleh IC pembangkit sinyal sinusoidal dengan tipe XR 2206. Berikut adalah
gambar rangkaian osilator yang dirancang.
Gambar 3.8 Rangkaian Osilator
Adapun spesifikasi osilator yang akan dirancang adalah sebagai berikut.
1. Frekuensi keluaran 500 KHz.
2. Adanya pengaturan amplitudo.
Pada rangkaian osilator, umumnya frekuensi keluaran ditentukan oleh
elemen penentu frekuensi yang biasanya terdiri dari elemen R dan C. Akan tetapi
frekuensi operasi maksimum dari rangkaian osilator yang menggunakan IC
mempunyai batas maksimum yang sudah ditentukan dalam data sheet sehingga
Besarnya frekuensi yang dihasilkan dari rangkaian osilator ditentukan
menggunakan persamaan sebagai berikut.
= ………..………(3.4)
Untuk menentukan frekuensi keluaran dengan C yang telah ditetapkan
sebesar 10 nF untuk memudahkan pencarian komponen, maka untuk mencari
harga R dilakukan perhitungan.
500. 10 = 10. 101
= 500. 10 10.101 = 200 Ω
Jadi pada rangkaian osilator menggunakan XR2206, resistor pada pin 7
yaitu 20 KΩ dengan frekuensi keluaran dari osilator 500 Khz. Untuk lebih pasti lagi dalam menentukan harga tahanan yang dihitung dapat diganti dengan
menggunakan variable dan ditempatkan sebuah potensio sebesar 50 KΩ yang
disesuaikan dengan nilai pasaran sedangkan untuk R3 berfungsi sebagai
pengaturan amplitudo.
3.2.7 Rangkaian Balanced Modulator
Pada rangkaian balanced ini mempunyai dua masukkan yaitu sinyal
modulasi dan sinyal carrier dari osilator. Rangkaian balanced ini akan
menghasilkan sinyal keluaran sinyal suppressed carrier dengan spesifikasinya
adalah:
a. Bentuk sinyal keluaran adalah sinyal suppresed carrier
c. Tegangan VEEadalah -12 Volt
Gambar 3.9 Rangkaian Balanced Modulator
Untuk lebih pasti lagi dalam menentukan harga tahanan yang dihitung
dapat diganti dengan menggunakan variabel dengan menempatkan sebuah
potensio sebesar 1 KΩ yang disesuaikan
dengan nilai pasaran.
3.2.8 Rangkaian Penjumlah Linier (Summing)
Pejumlah linier atau lebih dikenal sebagai rangkaian Summing yang
berfungsi sebagai pencampur atau penjumlah, dimana kedua masukan dari
balanced modulator yang sinyalnya telah termodulasi dan terjadi penguatan
sehingga keluaran dari kedua balanced modulator tersebut menjadi satu sinyal.
Penjumlah linier yang dirancang adalah penguatan non inverting dengan
penguatan 1x. berikut adalah perhitungan komponennya:
1 = 2 = 3 = 100Ω
I5 10mA VEE -12V 6k8 50k 40% Input Sinyal Modulasi Input Dari Osilator 51 51 10k 10k 51 1k + 0.1uF + 0.1uF 1k Vcc 12V Outout Ke Filter 3k9 3k9 Re 2 8 10 1
1 = 2 = 31 =100100 = 1
Berikut gambar rangkaian yang dirancang pada penjumlah linier
(Summing).
Gambar 3.10 Rangkaian Summing
3.2.9 Pemancar Radio FM
Pemancar radio FM digunakan sebagai device yang dapat mengirim sinyal
modulasi yang ditransmisikan melalui media udara. Sinyal modulasi yang
dipancarkan Radio Frequency FM dibagian transmitter ke udara kemudian
diterima oleh Radio Frequency FM dibagian receiver. Kemudian sinyal modulasi
yang sudah diterima Radio Frequency FM dibagian penerima disalurkan ke input
demodulator untuk melalui proses selanjutnya sampai sinyal termodulasi tersebut
menjadi sinyal informasi kembali.
33
PENGUKURAN DAN ANALISIS
4.1 Tujuan Pengujian Alat dan Analisa
Pengukuran alat dan analisa ini bertujuan untuk mengukur dan menganalisa hasil
perancangan dari
Transceiver
CDMA sesuai dengan perancangan yang dilakukan
pada bab sebelumnya serta melakukan pengukuran setiap blok sistem dan
menganalisa secara matematis sehingga didapatkan nilai dari pengukuran tersebut
yang sesuai berdasarkan tujuan dan batasan masalah dari tugas akhir ini.
4.2 Pengukuran Rangkaian
Clock
Pada Kanal-1
Pengukuran ini tujuannya adalah melakukan pengukuran
clock
pada
masing-masing blok sistem yang terdapat pada kanal-1 supaya pengukuran ini dapat
terperinci dengan baik. Pada kanal-1 akan diberikan masukan untuk sinyal pembawa
Pseudo Random Generator
15 kHz dan sinyal pembawa pada
Pseudo Noise
15 kHZ.
4.2.1 Pengukuran Rangkaian
Clock
Gambar 4.1
Set up
Pengukuran
Clock
menggunakan
Osciloscope
Dari
Set up
pengukuran tersebut didapatkan suatu bentuk sinyal keluaran dari
rangkaian clock yang terlihat seperti pada gambar 4.2 dan juga didapatkan suatu
bentuk kestabilan frekuensi yang tersusun dalam sebuah table frekuensi dimana
analisa kestabilannya diambil berdasarkan pada perbandingan beberapa kali
percobaan dalam selang waktu 5 menit pada satu percobaan. Adapun hasil dari
percobaan dapat dilihat pada table 4.1.
Tabel 4.1 kestabilan frekuensi
clock
kanal-1
No
T (Waktu)
Frekuensi (kHz)
Pseudo random Generator
Pseudo Noise
1
0 – 5 menit
15,06 kHz
15,06 kHz
2
5 – 10 menit
15,06 kHz
15,06 kHz
3
10 – 15 menit
15,05 kHz
15,05 kHz
4
15 – 20 menit
15,05 kHz
15,05 kHz
5
20 – 25 menit
15,05 kHz
15,05 kHz
6
25 – 30 menit
15,06 kHz
15,06 kHz
7
30 – 35 menit
15,06 kHz
15,06 kHz
8
35 – 40 menit
15,06 kHz
15,04 kHz
9
40 – 45 menit
15,06 kHz
15,06 kHz
10
45 – 50 menit
15,05 kHz
15,04 kHz
11
50 – 55 menit
15,05 kHz
15,04 kHz
12
55 – 60 menit
15,05 kHz
15,04 kHz
∑
ƒ=180,66 kHz
ƒ=180,61 kHz
Dari tabel diatas dapat dicari nilai rata-rata dari clock sebesar 15 kHz yaitu :
Nilai rata-rata clock
Pseudo Random Generatore
(PRG)
=
180,66
12 = 15,05 kHz
Nilai rata-rata clock
Pseudo Noise
(PN)
4.2.2 Pengukuran Kestabilan Frekuensi Clock PRG
Dari tabel sebelumnya dapat dihitung nilai probabilitas kesalahan dan devisiasi
data keseluruhan pengukuran sebagai berikut. Sebelum menganalisa probabilitas
kesalahan dapat dilihat sinyal keluaran pada gambar 4.3 sebagai perbandingan pada
perubahan setiap selang waktu 5 menit pada saat percobaan.
(a)
[image:42.612.203.443.214.645.2](b)
Tabel 4.2 Persentase kesalahan pengukuran clock 15 Khz pada PRG
No
Frekuensi (kHz)
= ( − ̅)
1
15,06 kHz
0,01
0,0001
2
15,06 kHz
0,01
0,0001
3
15,05 kHz
0
0
4
15,05 kHz
0
0
5
15,05 kHz
0
0
6
15,06 kHz
0,01
0,0001
7
15,06 kHz
0,01
0,0001
8
15,06 kHz
0,01
0,0001
9
15,06 kHz
0,01
0,0001
10
15,05 kHz
0
0
11
15,05 kHz
0
0
12
15,05 kHz
0
0
∑
ƒ=180,66 kHz
∑ = 0,06
∑ = 0,0006
Harga rata-rata :
( ) =
180,66
12 = 15,05 kHz
Sehingga harga standar devisiasi (
σ
)
didapat sebesar :
∆ =
0,0006
12 − 1
∆ = 0,00738 kHz
Jadi hasil pengukuran adalah :
± ∆ = 15,05 ± 0,00738 kHz
Probabilitas kesalahan
= 0,6745 ∆
= 0,6745 0,00738
= 0,00498
Error (%) :
∆
100% =
0,00738
15,05
100%
= 0,049%
Clock rate = 2 x Frekuensi
= 2 x 15000 = 30 Kbps
Jadi kecepatan data :
2
=
3000
2 = 15
Analisa Pengukuran :
4.2.3 Pengukuran Kestabilan Frekuensi Clock PN
Dari tabel sebelumnya dapat dihitung nilai probabilitas kesalahan dan devisiasi
data keseluruhan pengukuran sebagai berikut.
(a)
[image:45.612.202.444.163.590.2](b)
Tabel 4.3 persentase kesalahan pengukuran clock 15 kHz pada PN
No
Frekuensi (kHz)
= ( − ̅)
1
15,06 kHz
0,01
0,0001
2
15,06 kHz
0,01
0,0001
3
15,05 kHz
0
0
4
15,05 kHz
0
0
5
15,05 kHz
0
0
6
15,06 kHz
0,01
0,0001
7
15,06 kHz
0,01
0,0001
8
15,04 kHz
-0,01
0,0001
9
15,06 kHz
0,01
0,0001
10
15,04 kHz
-0,01
-0,0001
11
15,04 kHz
-0,01
-0,0001
12
15,04 kHz
-0,01
-0,0001
ƒ=180,61 kHz
∑ = 0,06
∑ = 0,0003
Harga rata-rata :
( ) =
180,61
12 = 15,05 kHz
Sehingga harga standar devisiasi (
σ
)
didapat sebesar :
∆ =
0,0003
12 − 1
∆ = 0,00522 kHz
Jadi hasil pengukuran adalah :
± ∆ = 15,05 ± 0,00522 kHz
Probabilitas kesalahan =
0,6745 ∆
= 0,6745 0,00522
= 3,52 10
Error (%) :
∆
100% =
0,00522
15.05
100%
= 0,034%
Analisa Pengukuran :
Pada prinsipnya keluaran sinyal clock dari PN hampir menyerupai sinyal
keluaran dari PRG dan Berdasarkan hasil perhitungan kestabilan frekuensi clock,
maka dapat dinyatakan bahwa tingkat kestabilannya mendekati nilai yang sudah
ditentukan yaitu 15 Khz dan hasil perhitungan kesalahannya sebesar
0,034%
.
4.3 Pengukuran Rangkaian
Clok
Pada Kanal-2
sinyalpembawa pada
Pseudo Noise
15 kHZ. Hal ini agar membedakan unjuk kerja
masing-masing pada kanal-1 maupun kanal-2.
4.3.1 Pengukuran Rangkaian
Clock
Pengukuran
clock
ini tujuannya adalah untuk menghasilkan nilai keluaran
frekuensi dari rangkaian clock sebesar 12,5 kHz yang digunakan sebagai pembangkit
pada rangkaian
Pseudo random Generator (
PRG
)
dan 15 kHz pada rangkaian
Pseudo
Noise (
PN
)
. Sebelum menganalisa sinyal hasil pengukuran, terlebih dahulu
melakukan
Set up
pengukuran sebagai berikut :
(a)
[image:48.612.196.455.331.642.2](b)
Dari
Set up
pengukuran tersebut didapatkan suatu bentuk sinyal keluaran dari
rangkaian clock yang terlihat seperti pada gambar 4.2 dan juga didapatkan suatu
bentuk kestabilan frekuensi yang tersusun dalam sebuah table frekuensi dimana
analisa kestabilannya diambil berdasarkan pada perbandingan beberapa kali
percobaan dalam selang waktu 5 menit pada satu percobaan. Adapun hasil dari
percobaan dapat dilihat pada table 4.1.
Gambar 4.6 Hasil Keluaran Rangkaian
clock
Pada CH1
Pseudo Random Generator
(PRG) dan CH2
Pseudo Noise
(PN)
Tabel 4.4 kestabilan frekuensi
clock
kanal-2
No
T (Waktu)
Frekuensi (kHz)
Pseudo random Generator
Pseudo Noise
5
20 – 25 menit
12,52 kHz
14,99 kHz
6
25 – 30 menit
12,53 kHz
15,00 kHz
7
30 – 35 menit
12,52 kHz
15,00 kHz
8
35 – 40 menit
12,52 kHz
15,00 kHz
9
40 – 45 menit
12,53 kHz
14,99 kHz
10
45 – 50 menit
12,53 kHz
15,00 kHz
11
50 – 55 menit
12,52 kHz
14,99 kHz
12
55 – 60 menit
12,52 kHz
14,99 kHz
∑
ƒ=150,3 kHz
ƒ=179,95 kHz
Dari tabel diatas dapat dicari nilai rata-rata dari clock sebesar 15 kHz yaitu :
Nilai rata-rata clock
Pseudo Random Generatore
(PRG)
=
150,3
12 = 12,525 kHz
Nilai rata-rata clock
Pseudo Noise
(PN)
=
179,95
12 = 14,99 kHz
4.3.2 Pengukuran Kestabilan frekuensi clock PRG
(a)
[image:51.612.214.456.79.507.2](b)
Gambar 4.7 CH1 Menunjukan Persentase Kesalahan Pengukuran
Clock
12,5 kHz
Pada
Pseudo Random Generator (PRG)
Tabel 4.5 Persentase kesalahan pengukuran clock 12,55 Khz
No
Frekuensi (kHz)
= ( − ̅)
2
12,53 kHz
0,005
0,000025
3
12,53 kHz
0,005
0,000025
4
12,52 kHz
-0,005
0,000025
5
12,52 kHz
-0,005
0,000025
6
12,53 kHz
0,005
0,000025
7
12,53 kHz
0,005
0,000025
8
12,52 kHz
-0,005
0,000025
9
12,53 kHz
0,005
0,000025
10
12,53 kHz
0,005
0,000025
11
12,52 kHz
-0,005
0,000025
12
12,52 kHz
-0,005
0,000025
ƒ=150,3 kHz
∑ = 0,01
∑ = 0,0003
Harga rata-rata :
( ) =
150,3
12 = 12,525 kHz
Sehingga harga standar devisiasi (
σ
)
didapat sebesar :
∆ =
− 1
∆ =
0,0003
12 − 1
Jadi harga frekuensi hasil pengukuran adalah:
± ∆ = 12,525 ± 0,00522 kHz
Probabilitas kesalahan
= 0,6745 ∆
= 0,6745 0,00522
= 0,00352
Error (%) =
∆
100% =
0,00522
12,525 100%
= 0,041%
Clock rate = 2 x Frekuensi
= 2 x 12500 = 25 Kbps
Jadi kecepatan data :
2
=
25000
2
= 12,5 Kbps
Analisa Pengukuran :
Berdasarkan hasil perhitungan kestabilan frekuensi clock pada rangkaian PRG,
maka dapat dinyatakan bahwa tingkat kestabilannya mendekati nilai yang telah
ditentukan atau nilai yang sebenarnya yaitu 12,5 kHz dan hasil perhitungan
kesalahannya sebesar
0,041%
.
4.3.3 Pengukuran Kestabilan Frekuensi
Clock
PN
(a)
[image:54.612.214.456.79.507.2](b)
Gambar 4.8 CH2 Menunjukan Persentase kesalahan Pengukuran
Clock
15 kHz
pada
Pseudo Noise (
PN
)
Tabel 4.6 persentase kesalahan pengukuran clock 15 kHz
No
Frekuensi (kHz)
= ( − ̅)
1
15,00 kHz
0,01
0,0001
3
15,00 kHz
0,01
0,0001
4
14,99 kHz
0
0
5
14,99 kHz
0
0
6
15,00 kHz
0,01
0,0001
7
15,00 kHz
0,01
0,0001
8
15,00 kHz
0.01
0,0001
9
14,99 kHz
0
0
10
15,00 kHz
0,01
0,0001
11
14,99 kHz
0
0
12
14,99 kHz
0
0
ƒ=179,95 kHz
∑ = 0,07
∑ = 0,0007
Harga rata-rata :
( ) =
179,95
12 = 14,99 kHz
Sehingga harga standar devisiasi (
σ
)
didapat sebesar :
∆ =
− 1
∆ =
0,0007
12 − 1
∆ = 0,00798 kHz
Jadi hasil pengukuran adalah :
Probabilitas kesalahan
= 0,6745 ∆
= 0,6745 0,00798
= 0,00538
Error (%) :
∆
100% =
0,00798
14,99
100%
= 0,053%
Analisa Pengukuran :
Pada prinsipnya keluaran sinyal clock dari PN hamper menyerupai sinyal
keluaran dari PRG dan Berdasarkan hasil perhitungan kestabilan frekuensi clock,
maka dapat dinyatakan bahwa tingkat kestabilannya mendekati nilai sebenarnya yaitu
15 Khz dan hasil perhitungan kesalahannya sebesar
0,053%
.
4.4 Pengukuran Rangkaian
Pseudo random Generator
(PRG)
(a)
[image:57.612.165.478.84.416.2](b)
Gambar 4.9 Set-up Pengukuran
Pseudo random generator
Menggunakan
Osciloscope
: (a) kanal-1. (b) kanal-2
Dari hasil pengukuran didapatkan sinyal keluaran sebagai berikut:
(b)
Gambar 4.10 Sinyal Keluaran
Pseudo Random Generator
(PRG) :
(a) kanal-1. (b) kanal-2
Analisa pengukuran :
Data acak keluaran dari rangkaian PRG ini akan dijadikan data masukan bagi
transmitter
CDMA, dimana karakter dan format acaknya sebagai gambaran yang
biasa dibangkitkan oleh suatu sumber data asli seperti computer dan lain-lain. Format
data biner acak 0 dan 1 seperti gambar diatas dapat meimbulkan perubahan durasi
waktu setiap saat yang secara tidak langsung mempengaruhi perubahan frekuensi dan
laju data sinyal PRG ini. Hal ini dapat dilihat dari nilai frekuensi yang ditampilkan
pada tabel diatas.
4.5 Pengukuran Rangkaian
Pseudo Noise
(PN)
Pengukuran
Pseudo Noise
(PN) ini tujuannya adalah untuk menghasilkan sinyal
keluaran berupa sinyal digital acak yang dibangkitkan oleh rangkaian
clock
dengan
frekuensi pada kanal-1 sebesar 15 kHz dan pada kanal-2 sebesar 15kHz. Adapun
set-up pengukurannya seperti yang ditunjukan pada gambar berikut ini.
Gambar 4.11 Set-up Pengukuran
Pseudo Noise
Menggunakan
Oscilloscope
Dari Set-up pengukuran tersebut didapatkan suatu bentuk sinyal keluaran dari
rangkaian
Pseudo Noise
(PN) yang terlihat seperti pada gambar 4.5.
(b)
Gambar 4.12 Sinyal Keluaran
Pseudo Noise
(PN) : (a) Kanal-1. (b) kanal-2
Analisa Pengukuran :
Bentuk sinyal diatas merupakan hasil penggabungan antara rangkaian
clock
dengan PN. Gelombang sinyal tersebut adalah sebagai deretan sinyal acak dalam
tampilan mirip dengan
Noise
yang digunakan untuk data informasi pada suatu pita
transmisi dengan tingkat kelajuan data tertentu dengan
range
frekuensi antara 0 Hz
sampai dengan 15 kHz.
Seperti pada gambar sebelumnya gambar kanal-2 terlihat bahwa frekuensi yang
diukur adalah sebesar 7,518 kHz. Ini menunjukan bahwa ada perubahan nilai laju
data dan frekuensi tetapi masih dalam
range
frekuensi 15 kHz.
4.6 Pengukuran Rangkaian
Adder
data informasi, dimana
adder
ini berfungsi sebagai rangkaian penjumlah antara
keluaran PRG dan PN. Adapun set-up pengukurannya seperti yang ditunjukan pada
gambar berikut ini.
(a)
(b)
Dari hasil pengukuran didapatkan sinyal keluaran sebagai berikut:
(a)
[image:62.612.200.444.107.533.2](b)
Gambar 4.14 Sinyal Keluaran
Adder
: (a)Kanal-1. (b) kanal-2
Analisa Pengukuran :
4.7 Pengukuran Rangkaian
Leveling
Pengukuran leveling tujuannya agar sinyal hasil keluaran dari
adder
dapat
dimodulasi oleh sebuah modulator BPSK, maka sinyal hasil penyebaran (
Spreading
)
ini dikodekan ke dalam bentuk polar (NRZ). Adapun set-up pengukurannya seperti
yang ditunjukan pada gambar berikut ini.
(a)
[image:63.612.161.481.217.634.2](b)
Dari hasil pengukuran didapatkan sinyal keluaran sebagai berikut.
(a)
[image:64.612.203.444.107.535.2](b)
Gambar 4.16 Sinyal Keluaran
Leveling
Pada
Oscilloscope
: (a) kanal-1 (b) Kanal-2
Analisa pengukuran :
4.8 Pengukuran Rangkaian Osilator
Osilator merupakan sebuah rangkaian pembawa yang berfungsi untuk
menghasilkan nilai keluaran frekuensi (sinusoidal) dari rangkaian osilator sebesar 500
kHz yang digunakan sebagai frekuensi pembawa. Sebelum menganalisa sinyal hasil
pengukuran, terlebih dahulu melakukan
set up
pengukuran sebagai berikut.
Osciloscope
Osilator
Gambar 4.17 Set up Pengukuran
Osilator
Menggunakan
Oscilloscope
Frekuensi yang digunakan pada osilator ini adalah 500 kHz, sesuai dengan
batasan masalah pada bab sebelumnya. Hasil sinyal keluaran pada osilator dapat
dilihat pada gambar dibawah ini.
Dari gambar diatas terlihat bahwa keluaran dari osilator mempunyai frekuensi
500 kHz dan sinyalnya berbentuk sinusoidal yang akan dijadikan sinyal pembawa
pada
balanced
modulator. Frekuensi keluaran osilator ini berubah-ubah dalam
hitungan detik namun perubahannya tidak terlalu jauh, hal ini dapat dilihat pada
pengamatan tabel dibawah ini.
Tabel 4.3 Kestabilan Osilator
No
T (Waktu)
Frekuensi (kHz)
1
0 – 5 menit
500,02
2
5 – 10 menit
500,05
3
10 – 15 menit
501,03
4
15 – 20 menit
501,08
5
20 – 25 menit
500,06
6
25 – 30 menit
499,95
7
30 – 35 menit
500,09
8
35 – 40 menit
500,02
9
40 – 45 menit
500,02
10
45 – 50 menit
499,99
11
50 – 55 menit
500,07
12
55 – 60 menit
500,05
Harga rata-rata :
[image:67.612.119.519.205.607.2]( ) =
6002,43
12
= 500,20 kHz
Tabel 4.8 persentase kesalahan pengukuran Osilator
No
Frekuensi (kHz)
= ( − ̅)
1
500,02
-0,18
0,0324
2
500,05
-0,15
0,0225
3
501,03
0,83
0,6889
4
501,08
0,88
0,7744
5
500,06
-0,14
0,0196
6
499,95
-0.25
0,0625
7
500,09
-0,11
0,0121
8
500,02
-0.18
0,0324
9
500,02
-0.18
0,0324
10
499,99
-0,21
0,0441
11
500,07
-0,13
0,0169
12
500,05
0,15
0,0225
∑ = 6002,43
∑ = 0,33
∑ = 1,7607
Sehingga harga standar devisiasi (
σ
)
didapat sebesar :
∆ =
1,7607
12 − 1
∆ = 0,4 kHz
Jadi hasil pengukuran adalah :
± ∆ = 500,20 ± 0,4 kHz
Probabilitas kesalahan
= 0,6745 ∆
= 0,6745 0,4
= 0,2698
Error (%) :
∆
100% =
500,20 100%
0,4
= 0,079%
Dari hasil pengukuran tingkat kesalahan pengukuran frekuensi, maka didapatkan
hasil pengukurannya sebesar 0.079%.
Analisa Pengukuran :
4.9 Pengukuran Balanced Modulator
Pengukuran
balanced modulator
tujuannya untuk menghasilkan sinyal yang
termodulasi untuk dikirimkan ke penerima (
demodulator
). Untuk melihat hasil dari
pencampuran antara
balanced modulator
, Osilator dan juga data pembawa pada
modulator yang sebelumnya sudah direalisasikan.
[image:69.612.116.520.249.549.2]Adapun
set up
pengukurannya seperti yang ditunjukan pada gambar berikut ini.
Gambar 4.19
Set up
Pengukuran Balanced Modulator Pada
Oscilloscope
Adapun hasil sinyal keluaran masing-masing kanal pada osilator dapat dilihat
pada gambar dibawah ini.
(a)
[image:70.612.188.455.163.620.2](b)
(a)
[image:71.612.189.456.82.520.2](b)
Gambar 4.21 Keluaran Spektrum Dan Sinyal Data CDMA (a) kanal-1 (b) kanal-2
Analisa pengukuran :
frekuensi pembawa 500 kHz dengan rentang yang luas dan hal ini memperhatikan
bahwa
bandwdith
akan mengalami peningkatan seiring dengan semakin panjangnya
deretan data yang akan disebarkan oleh rangkaian penyebar (
spreader
).
4.10 Pengukuran Rangkaian Summing
[image:72.612.117.529.305.655.2]Rangkaian ini berfungsi untuk menjumlahkan kedua sinyal
output
pada balanced
modulator agar menjadi satu. Adapun
set up
pengukurannya dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.
Dari hasil pengukuran didapatkan sinyal keluaran sebagai berikut.
(a)
[image:73.612.194.450.108.528.2](b)
Gambar 4.23 Sinyal keluaran Rangkaian Summing Pada
Oscilloscope
Dari gambar di atas didapat frekuensi
upper
sebesar 515 kHz dan frekeunsi
lower
sebesar 485 kHz.
Bandwidth minimum
dapat diketahui dengan cara frekuensi
upper
dikurangi frekuensi
lower
. Berikut perhitungannya :
− 1 = 15 kHz
= 500 kHz − 15kHz = 485 kHz
= 500 kHz + 15 kHz = 515 khz
=
−
= 515 kHz − 485 kHz = 30 kHz
Bandwidth minimum
telah diketahui, maka dapat dicari
bandwidth
efisiennya
=
=
30 kbps
30 kHz = 1 bit/Hz
, dimana data rate adalah
=
15
500 µ = 30 kbps
− 2 = 12,5 kHz
= 500 kHz
= 500 kHz − 12,5 kHz = 487,5 kHz
= 500 kHz + 12,5 kHz = 512,5 khz
=
−
= 512,5 kHz − 487,5 kHz = 25 kHz
Bandwidth minimum
telah diketahui, maka dapat dicari
bandwidth
efisiennya
=
=
25 kbps
25 kHz = 1 bit/Hz
, dimana data rate adalah
=
12,5
4.11 Pengukuran Rangkaian Pemancar
