ABSTRAK
Teknologi komunikasi sangat berperan penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Perkembangan teknologi komunikasi dituntut untuk memberikan kualitas yang baik seperti halnya kenyamanan, keamanan, efektifitas, dan efisiensi dalam berkomunikasi. Komunikasi voice calls adalah salah satu bentuk komunikasi yang biasa dilakukan. Banyak terdapat gangguan yang terjadi dalam berkomunikasi voice call yang dapat mengurangi kualitas komunikasi, misalnya echo.
Echo merupakan pengulangan bentuk gelombang yang berasal dari refleksi
gelombang itu sendiri. Terdapat dua jenis echo dalam sistem telekomunikasi yaitu acoustic echo yang diakibatkan jalur feedback antara speaker dan microphone dan
electrical line echo (hybrid echo) yang diakibatkan impedansi yang tidak seimbang
pada sirkuit hybrid.
Salah satu cara untuk menangani echo dalam sistem telekomunikasi adalah dengan menggunakan echo canceller adaptive filter dengan algoritma Least Mean Square (LMS). Filter adaptif mengestimasi karakteristik lintasan perambatan echo dengan menyesuaikan koefisien filter. Sehubungan dengan hal tersebut, Tugas Akhir ini mempelajari teknik echo canceller dengan simulasi MATLAB. Keberhasilan echo canceller dalam menghilangkan echo terlihat dari konvergensi dan kekonvergenan
ABSTRACT
Communication technology is very important in our daily live. The development of communication technology is intended to give the best quality like effective, efficient, secure, and comfort in telecommunication. Voice call is one form of communication that ordinary conducted. There are a lot of problems that happened in voice call communication that can lessen the communication quality, for example is echo.
Echo represents the waveform repetition coming from the reflection of one. There are two kind of echo in telecommunication system which are acoustic echo that is resulted from feedback path between speaker and microphone, and line echo (hybrid echo) that is resulted by unbalance impedance at hybrid circuit.
One way to handle echo in telecommunication system is by using echo canceller adaptive filter with Least Mean Square (LMS) algorithm. The adaptive filter estimates echo by adjusting filter coefficient. Related to problem in canceling echo, this final project presents the technique and simulation to cancel echo using MATLAB. Efficacy of Echo canceller in eliminating echo can be seen from convergence of adaptive filter coefficient, so that the adaptive filter can estimates and models the signal echo and utilize it to eliminate the signal echo.
DAFTAR ISI
BAB 2 TEORI PENUNJANG 2.1 Echo Cancellation ……… 4
2.2 Acoustic dan Hybrid Echo ……….. 5
2.3 Echo Hybrid Saluran Telepon ……… 7
2.4 Penekanan Hybrid Echo ………. 9
2.5 Adaptive Echo Canceller ……… 11
2.5.1 Metoda Adaptasi Echo Canceller ……… 14
2.5.2 Konvergensi Line Echo Canceller ……….. 15
2.5.3 Echo Cancellation Untuk Transmisi Data Digital ……….. 17
2.6 Acoustic Echo ………. 19
2.7 Sub-Band Acoustic Echo Cancellation ……….. 25
BAB 3 PERANCANGAN MODEL SIMULASI 3.1 Pendahuluan ……… 28
3.2 Struktur Filter ……….. 28
3.4 Aplikasi Filter Adaptif ……… 31
3.5 Algoritma Filter Adaptif ………. 31
3.6 Cara Kerja Algoritma Least Mean Square (LMS) ……….. 31
3.7 Algoritma Least Mean Square ……… 32
3.8 ERLE dan ERL ………. 35
3.9 Echo Canceller Design ………. 37
3.9.1 Step Size Parameter ……….. 37
3.9.2 Parameter Model Sistem Echo Canceller ………. 38
3.10 Model Sistem Echo Canceller ……….. 40
3.10.1 Input From Wave File ……… 41
3.10.2 Random Source ………. 41
3.10.3 Adaptive ……… 41
3.10.4 Integer Delay ………. 42
3.10.5 Filter Coefficient Block ………. 42
3.11 Source Code ……….. 42
BAB 4 HASIL PENGAMATAN 4.1 Percobaan 1 ……… 46
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ………. 59
5.2 Saran ………... 60
DAFTAR PUSTAKA ……… 61
LAMPIRAN ……….. A
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ilustrasi echo dalam sistem mobile ke saluran kabel ……… 5 Gambar 2.2 Ilustrasi sebuah panggilan telepon yang diatur oleh hubungan
subscriber 2-wire via hybrid ke 4-wire pada exchange ………… 8
Gambar 2.3 Sirkuit hybrid 2-wire ke 4-wire ……… 8 Gambar 2.4 Blok diagram sebuah sistem penekan echo ………. 9 Gambar 2.5 Sistem Adpative echo cancellation ……… 11 Gambar 2.6 Echo canceller dengan menggunakan sebuah adaptive FIR
filter dan penggabungan echo/speech classifier ………. 13 Gambar 2.7 Echo cancellation dalam modem digital menggunakan 2-wire
subscriber loop ……….. 17
Gambar 2.8. Konfigurasi sebuah model feedback untuk microphone
loudspeaker-sistem ruang ……….. 21 Gambar 2.9. Ilustrasi adaptive acoustic feedback cancellation dalam sebuah
keadaan converence room ………. 22 Gambar 2.10. Konfigurasi sebuah acoustic feedback canceller yang
digabungkan didalam sistem bantu dengar ……… 24 Gambar 2.11. Konfigurasi sistem subband acoustic echo cancellation ……. 26
Gambar. 3.1. Transversal Filter dengan koefisien tergantung pada waktu
Struktur transversal filter merupakan FIR filter dengan orde N … 30 Gambar 3.2 Individual step size ………. 38 Gambar 3.3 LMS Echo Cancellation Model ……….. 40 Gambar 4.1 Sinyal suara tanpa time delay ………... 45
Gambar 4.2 Sinyal suara dengan time delay 20 ms ……….. 45
Gambar 4.3 Sinyal suara dengan time delay 120 ms ……… 46
Gambar 4.4 Sinyal suara dengan time delay 500 ms ……… 46
Gambar 4.5 Hasil simulasi model sistem LMS echo canceller ……… 47
Gambar 4.6 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=10 W1=10……… 50
Gambar 4.7 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=10 W1=1……… 50
Gambar 4.8 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=1 W1=10……… 51
Gambar 4.9 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=1 W1=1……… 51
Gambar 4.10 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=10 W1=10……… 53
Gambar 4.11 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=10 W1=1……… 53
Gambar 4.12 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=1 W1=10……… 54
Gambar 4.13 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=1 W1=1 ……… 54
Gambar 4.14 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=10 W1=10……… 56
Gambar 4.15 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=10 W1=1..……… 56
Gambar 4.16 Hasil percobaan untuk : a=0.1 N=512 W=1 W1=10..……… 57
LAMPIRAN
1. Blok Adaptive
2. Blok Filtercoeff
3. Blok Delay
5. Blok Filter Tap
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dunia telekomunikasi saat ini sangat berperan penting dalam berbagai aspek kehidupan kita sehari-hari. Bentuk komunikasi yang biasa dilakukan adalah voice calls. Perkembangan teknologi telekomunikasi dituntut untuk memberikan
kenyamanan, keamanan, efektifitas dan efisiensi dalam berkomunikasi. Banyak gangguan-gangguan yang terjadi dalam berkomunikasi voice calls. Salah satu gangguannya yaitu echo yang dapat mengurangi efektifitas, efisiensi, kemanan, dan kenyamanan dalam berkomunikasi.
Saat ini echo canceller telah digunakan secara meluas pada sistem telekomunikasi untuk menghilangkan echo yang dapat menimbulkan gangguan dalam kualitas voice calls. Oleh sebab itu echo canceller merupakan aspek yang sangat penting dalam
perancangan sistem telekomunikasi modern seperti wire line telephone, cellular mobile, dan teleconference.
1.2 Identifikasi Masalah
Ada dua pertanyaan penting yang menjadi permasalahan bagi penyedia jaringan dan perancang echo canceller :
1. Bagaimanakah cara menghilangkan acoustic echo yang diakibatkan feedback path dan line hybrid echo yang diakibatkan ketidakseimbangan impedansi pada
hybrid?
2. Apakah yang menjadi permasalahan tentang echo tail length dalam sistem telekomunikasi?
1.3 Tujuan
Tujuan dari tugas akhir ini adalah mempelajari teknik echo cancellation yang digunakan untuk menghilangkan echo dalam sistem telekomunikasi sehingga akan meningkatkan kualitas suara dalam voice calls.
1.4 Pembatasan Masalah
Adapun yang menjadi pembatasan masalah adalah :
• Membahas tentang echo canceller adaptive filter.
• Tidak membahas gangguan-gangguan yang lain dalam sistem telekomunikasi voice calls.
• Algoritma yang digunakan adalah LMS (Least Mean Square) sebagai algoritma dasarnya.
1.5 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini terdiri dari 5 bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :
• BAB 1 Pendahuluan
Pada BAB 1 dijelaskan mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.
• BAB 2 Teori Penunjang
Teori-teori penunjang mengenai echo cancellation adaptive filter dan teori-teori dasar yang berhubungan dengan tugas akhir ini dijelaskan dalam BAB 2.
• BAB 3 Perancangan Model Simulasi
Dalam BAB 3 menjelaskan tentang perancangan model simulasi yang menggunakan echo canceller dengan menggunakan algoritma Least Mean Square (LMS).
• BAB 4 Hasil Pengamatan
BAB 4 berisikan tentang hasil pengamatan simulasi dengan menggunakan perangkat lunak yang direalisasikan.
BAB 5
. Dalam percobaan 1 telah dilakukan penambahan delay pada suara asli yang telah direkam kemudian ditambahkan efek delay yang berlainan, hasil dari percobaan ini di plot menggunakan program WAVELAB. Dapat ditarik kesimpulan bahwa penambahan efek delay akan mengakibatkan offset time dan menimbulkan echo. Semakin panjang efek delay yang diberikan semakin panjang juga echo tail length yang dihasilkan. Semakin besar echo tail length maka semakin besar juga gangguan yang dihasilkan echo tersebut.
. Echo canceller adaptive filter dengan menggunakan algoritma Least Mean Square (LMS) dapat menghilangkan echo dalam sistem telekomunikasi baik acoustic echo yang diakibatkan oleh feedback path maupun line hybrid echo yang
diakibatkan ketidakseimbangan impedansi pada sirkuit hybrid. Hal ini dapat diperlihatkan pada percobaan 2 yang mesimulasikan model LMS echo canceller. . Kecepatan konvergensi dan kekonvergenan koefisien dari filter adaptif tergantung
pada masukan step size yang ditentukan. Dalam percobaan 3 telah dicoba beberapa masukan parameter untuk mencari nilai optimal, hasil optimal dicapai
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari analisa percobaan-percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1
2
3
pada saat nilai Mean Square Error bernilai paling kecil, pada percobaan ini terjadi pada saat pa
a yang lain seperti salah satunya RLS dapat lebih meningkatkan
tele
(MSE) rameter step size a = 0.5
5.2 Saran
Banyak algoritma yang dapat digunakan untuk mengestimasi echo dalam filter adaptif. Algoritm
