Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Simulator Modulasi dan Demodulasi Digital Menggunakan Perangkat Lunak MATLAB

(1)

PEDOMAN PENGGUNAAN ALAT

Simulator modulasi digital menggunakan perangkat lunak Matlab ini akan menampilkan hasil proses modulasi dan demodulasi, mulai dari isyarat masukan, isyarat pembawa, isyarat termodulasi, dan isyarat terdemodulasi.

Secara umum, tampilan simulator modulasi digital ini dibagi menjadi 10 bagian, yaitu menu utama dan 8 jenis modulasi yang terpisah tiap GUI-nya. Cara pengoperasian simulator modulasi digital ini adalah menekan tombol start. Kemudian masuk ke menu utama, yang di dalamnya terdapat 8 jenis modulasi yang dibagi dalam 4 jenis yaitu Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK), dan Quadrature Amplitude

Modulation (QAM) seperti terlihat dalam Gambar 2.

Gambar 1. Tampilan Awal Simulator Modulasi Digital.

(2)

1. Simulator Modulasi BASK (Binary Amplitude Shift Keying)

Gambar 3. Tampilan Simulator Modulasi BASK.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi BASK pada Gambar 3 dapat dijelaskan sebagai berikut.

Menentukan isyarat masukan (deretan bit). Parameter untuk isyarat pembawa.

 Frekuensi isyarat pembawa.  Amplitudo isyarat pembawa.

o Amplitudo isyarat pembawa untuk biner ‘1’;

o Amplitudo isyarat pembawa untuk biner ‘0’.

(3)

Pilihan jenis gambar yang ingin ditampilkan dari proses simulasi.  Isyarat digital masukan.

 Isyarat pembawa.

o Isyarat pembawa untuk biner ‘1’;

o Isyarat pembawa untuk biner ‘0’.

 Isyarat termodulasi BASK.  Isyarat terdemodulasi BASK.

Nilai patokan tapis untuk melakukan proses demodulasi Tombol PROSES, untuk melakukan proses simulasi.

Modulasi BASK merupakan teknik modulasi digital dengan isyarat masukan berupa deretan bit yang dimodulasikan dengan isyarat pembawa yang memiliki nilai amplitudo berbeda. Isyarat termodulasi BASK direpresentasikan dengan 2 amplitudo. Bila masukan bernilai high (‘1’) digambarkan dengan amplitudo yang lebih besar sedangkan saat masukan bernilai low (‘0’) digambarkan dengan amplitudo yang lebih kecil, seperti terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Isyarat Termodulasi BASK.

0 1 2 3 4 5 6

-6 -4 -2 0 2 4 6 Time (Second) A m p lit u d o ( V o lt )

Sinyal Termodulasi BASK

(4)

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi digital pada Gambar 3 adalah sebagai berikut.

1. Menentukan masukan berupa variasi deret biner pada bagian . Apabila belum diberi masukan,ketika tombol PROSES ditekan akan tertampil pesan kesalahan.

2. Pada bagian , menentukan masukan nilai frekuensi isyarat pembawa yang diinginkan, kemudian amplitudo isyarat pembawanya. Nilai amplitudo isyarat

pembawa untuk biner ‘1’ harus lebih besar daripada amplitudo isyarat pembawa

biner ‘0’, agar dapat dilihat dengan jelas hasil proses modulasi BASK. Apabila

nilai amplitudo isyarat pembawa untuk biner ‘0’ lebih besar daripada amplitudo isyarat pembawa biner ‘1’, maka akan tertampil pesan error.

3. Pada bagian , data rate isyarat yang diinginkan dipilih. Kemudian pada bagian , isyarat yang ingin ditampilkan dipilih.

4. Setelah bagian , , dan lengkap, tombol PROSES ditekan untuk melakukan proses simulasi.

(5)

2 Simulator Modulasi OOK (On-Off Shift Keying)

Gambar 5. Tampilan Simulator Modulasi OOK.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi OOK pada Gambar 5 dapat dijelaskan sebagai berikut.

 Frekuensi isyarat pembawa;  Amplitudo isyarat pembawa.

Pilihan data rate dalam satuan bps (bit per second).  1 bps untuk frekuensi dibawah 10 Hz;  10 bps untuk frekuensi 10Hz – 100Hz;  100 bps untuk frekuensi 100Hz – 1000Hz;  1000 bps untuk frekuensi 1000Hz – 10000Hz.

(6)

 Isyarat pembawa;

 Isyarat termodulasi OOK.  Isyarat terdemodulasi OOK.

Nilai patokan tapis untuk melakukan proses demodulasi. Tombol PROSES, untuk melakukan proses simulasi.

Modulasi OOK merupakan teknik modulasi dengan isyarat termodulasinya

direpresentasikan dengan 2 kondisi. Saat isyarat masukan bernilai “1” direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa) dan biner “0” direpresentasikan dengan

status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa) seperti terlihat dalam Gambar 6.

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi OOK pada Gambar 5 adalah sebagai berikut.

2. Pada bagian , menentukan masukan nilai frekuensi isyarat pembawa yang diinginkan, kemudian amplitudo isyarat.

3. Pada bagian , memilih data rate isyarat yang diinginkan. Kemudian pada bagian pilih isyarat yang ingin ditampilkan.

4. Setelah bagian , , dan lengkap, tombol PROSES dtekan untuk melakukan proses simulasi.

(7)

3 Simulator Modulasi BFSK (Binary Frequency Shift Keying)

Gambar 7. Tampilan Simulator Modulasi BFSK.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi BFSK pada Gambar 7 dapat

dijelaskan sebagai berikut.

Menentukan isyarat masukan (deretan bit).

Parameter untuk isyarat pembawa.  Frekuensi isyarat pembawa;

o Frekuensi isyarat pembawa untuk biner ‘1’ (_{mark frequency);}

o Frekuensi isyarat pembawa untuk biner ‘0’ (_{space frequency).}

 Amplitudo isyarat pembawa.

(8)

Pilihan jenis gambar yang ingin ditampilkan dari proses simulasi.  Isyarat digital masukan;

o Isyarat pembawa untuk biner ‘1’ (_{mark frequency);}

o Isyarat pembawa untuk biner ‘0’ (_{space frequency).}

 Isyarat termodulasi BFSK dalam ranah waktu.  Isyarat terdemodulasi BFSK.

Nilai patokan tapis untuk melakukan proses demodulasi. Tombol PROSES, untuk melakukan proses simulasi.

Modulasi BFSK merupakan salah satu teknik modulasi dengan isyarat termodulasinya direpresentasikan dengan 2 frekuensi yang berbeda. Untuk masukan

berupa biner ‘1’ digambarkan dengan frekuensi yang lebih besar (mark frequency) dan

untuk isyarat masukan berupa biner ‘0’ direpresentasikan dengan frekuensi yang lebih

kecil (space frequency). Seperti yang terlihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Isyarat Termodulasi BFSK.

0 1 2 3 4 5 6

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Waktu (Second) A m p lit u d o ( v o lt )

Isyarat Termodulasi BFSK

(9)

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi BFSK pada Gambar 7 adalah sebagai berikut.

1. Menentukan masukan berupa variasi deret biner pada bagian . Apabila belum diberi masukan, ketika tombol PROSES ditekan, maka akan tertampil pesan kesalahan.

2. Pada bagian , menentukan masukan nilai frekuensi isyarat pembawa yang diinginkan, mark frequency untuk masukan berupa biner ‘1’ dan space frequency untuk biner ‘0’. Kemudian menentukan amplitudo isyarat pembawanya.

3. Pada bagian , data rate isyarat yang diinginkan dipilih. Kemudian pada

bagian , isyarat yang ingin ditampilkan dipilih.

4. Setelah bagian , , dan lengkap, tombol PROSES untuk melakukan proses simulasi ditekan.

4 Simulator Modulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying)

(10)

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi BPSK pada Gambar 9 dapat dijelaskan sebagai berikut.

 Isyarat termodulasi BPSK.  Isyarat terdemodulasi BPSK.

(11)

Modulasi BPSK merupakan teknik modulasi yang isyarat termodulasinya

memiliki perbedaan fase sebesar π radian saat terjadi perpindahan bit masukan dari bit ‘1’

ke ‘0’ atau sebaliknya. Seperti terlihat pada Gambar 10.

Gambar 10. Isyarat Termodulasi BPSK.

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi BPSK pada Gambar 9

adalah sebagai berikut.

2. Pada bagian , masukan nilai frekuensi dan amplitudo isyarat pembawanya yang diinginkan, ditentukan.

3. Pada bagian , data rate isyarat yang diinginkan dipilih. Isyarat yang ingin ditampilkan dipilih pada bagian .

4. Setelah bagian , , dan lengkap, tombol PROSES untuk melakukan proses simulasi ditekan.

(12)

5 Simulator Modulasi DPSK (Differential Phase Shift Keying)

Gambar 11. Tampilan Simulator Modulasi DPSK.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi DPSK pada Gambar 11 dapat dijelaskan sebagai berikut.

(13)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 Waktu (second) A m p lit u d o ( V o lt )

Isyarat termodulasi DPSK

Isyarat Termodulasi DPSK Isyarat Masukan  Isyarat ter-XNOR;

 Isyarat termodulasi DPSK.

Tombol PROSES, untuk melakukan proses simulasi.

Dalam teknik modulasi DPSK sebelum bit masukan dimodulasikan dengan isyarat pembawa bit masukannya akan di XNOR terlebih dahulu dengan bit masukan yang ditunda sebesar T. Kemudian hasil XNORnya dimodulasikan dengan isyarat pembawa. Berbeda dengan teknik modulasi BPSK yang pergeseran fasenya terjadi saat pergantian bit dari 1 ke 0 ataupun sebaliknya dalam teknik modulasi DPSK pergeseran fase terjadi saat bit selanjutnya adalah 1 (dari bit 0 ke bit 1 dan dari bit 1 ke bit 1) (Gambar 12.).

Gambar 12. Isyarat Termodulasi DPSK.

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi DPSK pada Gambar 11 adalah sebagai berikut.

1. Menentukan masukan berupa variasi deret biner pada bagian . Apabila belom diberi masukan,ketika tombol PROSES ditekan akan tertampil pesan kesalahan.

2. Pada bagian , masukan nilai frekuensi dan amplitudo isyarat pembawanya yang diinginkan ditentukan.

(14)

4. Setelah bagian , , dan lengkap, tombol PROSES untuk melakukan proses simulasi, ditekan .

6 Simulator Modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

Gambar 13. Tampilan Simulator Modulasi QPSK.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi QPSK pada Gambar 13 dapat dijelaskan sebagai berikut.

Menentukan isyarat masukan berupa deretan bit.  Masukan bit ganjil;

 Masukan bit genap.

Parameter isyarat pembawa.  Frekuensi isyarat pembawa;  Amplitudo isyarat pembawa.

(15)

 100 bps untuk frekuensi 100Hz – 1000Hz;  1000 bps untuk frekuensi 1000Hz – 10000Hz.

 Isyarat termodulasi BPSK.

Modulasi QPSK memodulasikan 2 bit per simbol. Beda fase isyarat

termodulasinya adalah radian. Masukan berupa deretan bit dipisahkan antara bit urutan

ke-ganjil I(t) dan bit urutan ke-genap Q(t), seperti pada Gambar 14.

Gambar 14. Pemisahan Bit ke-Gasal dan Bit ke-Genap.

Bit urutan ke-gasal dimodulasikan dengan , sedangkan bit urutan ke-genap

(16)

Gambar 15. Proses Modulasi QPSK.

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi QPSK pada Gambar 13 adalah sebagai berikut.

1. Menentukan masukan berupa variasi deret biner pada bagian . Jumlah bit genap dan ganjil harus sama. Apabila belum diberi masukan,ketika tombol

PROSES ditekan akan tertampil pesan kesalahan.

2. Pada bagian , masukan nilai frekuensi dan amplitudo isyarat pembawanya yang diinginkan ditentukan.

3. Pada bagian , data rate isyarat yang diinginkan dipilih. Kemudian pada

bagian , isyarat yang ingin ditampilkan dipilih.

(17)

7 Simulator Modulasi OQPSK (Offset Quadrature Phase Shift Keying)

Gambar 16. Tampilan Simulator Modulasi OQPSK.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi OQPSK pada Gambar 16 dapat dijelaskan sebagai berikut.

Menentukan isyarat masukan berupa deretan bit.  Masukan bit gasal;

 Masukan bit genap.

Parameter isyarat pembawa.  Frekuensi isyarat pembawa;  Amplitudo isyarat pembawa.

(18)

 Isyarat digital masukan;  Isyarat pembawa;

 Isyarat termodulasi QPSK.

Modulasi OQPSK hampir sama dengan teknik modulasi QPSK, yang berbeda dari teknik modulasi ini adalah isyarat masukan bit genapnya digeser sebesar T/2. Dan beda fasenya tidak pernah lebih dari 90o (Gambar 17.).

Gambar 17. Proses Modulasi OQPSK.

Tahap – tahap untuk menggunakan simulator modulasi OQPSK pada Gambar 16. adalah sebagai berikut.

1. Menentukan masukan berupa variasi deret biner pada bagian . Jumlah bit genap dan gasal harus sama Apabila belum diberi masukan,ketika tombol

(19)

3. Pada bagian , data rate isyarat yang diinginkan dipilih. Kemudian pada bagian isyarat yang ingin ditampilkan dipilih.

4. Setelah bagian , , ,dan lengkap, tombol PROSES untuk melakukan proses simulasi, ditekan.

8 QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

Gambar 18. Tampilan Simulator Modulasi QAM.

Bagian-bagian dalam tampilan simulator modulasi QAM pada Gambar 18 dapat dijelaskan sebagai berikut.

Pilihan ragam QAM.  4 QAM;

 8 QAM;  16 QAM;  32 QAM.

(20)

 1000 bps untuk frekuensi 1000Hz – 10000Hz.

 Isyarat Pembawa;  Isyarat Termodulasi;  Diagram konstelasi;

Tombol proses untuk memulai proses modulasi.

Merupakan teknik modulasi yang mengkombinasikan 2 teknik modulasi yaitu Amplitude Modulation (AM) dan Phase Shift Keying (PSK). Dalam modulasi QAM ada berbagai macam variasi sesuai dengan jumlah bit-nya, disebut M-ary QAM dengan

. Isyarat digital masukan untuk modulasi QAM, merupakan bit random yang

dibuat oleh Matlab. Misal untuk 8-QAM, simulator akan membuat bit acak sebanyak 24

bit untuk masukan ( ). Modulator akan memodulasi 3 bit per simbol (Gambar 4.15.). Bit masukan di desimalkan, hasil desimalnya modulasi QAM. Hasilnya dipisahkan antara komponen nyata dan komponen imajiner. Untuk komponen realnya

akan dimodulasi dengan isyarat pembawa dan untuk komponen imajinernya akan dimodulasi dengan isyarat pembawa . Setelah itu hasil keduanya

dijumlahkan untuk mendapatkan isyarat termodulasi QAM .

Tahap-tahap untuk menggunakan simulator QAM pada Gambar 18 adalah sebagai berikut.

1. Memilih ragam modulasi QAM yang diinginkan, terdapat 4 variasi modulasi QAM yaitu 4 QAM, 8 QAM, 16 QAM, dan 32 QAM pada bagian .

2. Memilih bit rate yang diinginkan pada bagian .