Analisis Kinerja Energy Detection Blackman-Tukey dan Welch Pada Kanal AWGN Aplikasi Cognitive Radio

(1)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Umum

Komunikasi radio adalah komunikasi tanpa kabel yang memanfaatkan

udara (ruang hampa/free space) sebagai media transmisi unuk perambatan gelombang radio ( yang bertindak sebagai gelombang pembawa informasi ). Sistem

terdiri atas dua bagian pokok, yaitu pemancar (Tx) dan penerima (Rx). Pemancar

terdiri atas modulator dan antena pemancar, sedangkan penerima terdiri atas

demodulator dan antena penerima. Modulator berfungsi memodulasi informasi

menjadi sinyal yang akan dipancarkan melalui antena pemancar. Antena

merupakan suatu sarana atau piranti pengubah sinyal listrik (tegangan/arus)

menjadi sinyal elektromagnetik (sebagai pemancar). Sinyal elektromagnetik inilah

yang akan dipancarkan melalui udara atau ruang bebas (sehingga sampai ke

penerima). Sinyal yang dipancarkan oleh antena pemancar akan ditangkap oleh

antena penerima seperti pada Gambar 2.1[1].

(2)

Dalam hal ini, antena merupakan suatu sarana atau piranti pengubah sinyal

elektromagnetik menjadi sinyal listrik (tegangan/arus) (sebagai penerima).

Demodulator pada bagian penerima akan men-demodulasi (yaitu proses balik dari

modulasi) sinyal listrik menjadi sinyal informasi seperti aslinya. Agar antena dapat

bekerja dengan efektif, maka dimensi antena harus merupakan kelipatan (orde)

tertentu dari panjang gelombang radio yang digunakan. Gelombang radio adalah

suatu gelombang elektromagnet yang terdiri dari garis-garis gaya medan listrik dan

garis-garis gaya medan magnet yang merambat di ruang bebas dengan kecepatan

sebesar kecepatan cahaya yaitu, C = 3.108_{m/s. Gelombang radio merupakan bentuk}

radiasi elektromagnetik tak terlihat.

2.2 Spektrum Frekuensi Radio

Rentang frekuensi yang ada harus diatur penggunaannya (disebut alokasi

frekuensi) sedemikian rupa sehingga sistem-sistem radio yang ada tidak saling

mengganggu. Bidang frekuensi yang digunakan untuk telekomunikasi menempati

rentang dari 3 kHz hingga 3 THz (Tera = 1012). Dengan pengaturan alokasi

frekuensi, maka setiap sistem yang menggunakan komunikasi radio akan memiliki

rentang frekuensi kerja tersendiri yang berbeda dengan rentang frekuensi kerja

sistem yang lain. Kenyataan ini juga akan meminimalkan resiko interferensi oleh

karena penggunaan frekuensi yang sama oleh dua atau lebih sistem yang berlainan.

Interferensi juga sering disebabkan oleh penggunaan filter yang kurang baik,

sehingga terjadi kebocoran frekuensi.

Pada Tabel 2.1 diperlihatkan salah satu contoh alokasi frekuensi untuk

(3)

Tabel 2.1 Frekuensi dan Panjang Gelombang Menurut ITU (International Telecommunication Union)

Pengelompokan spektrum frekuensi pada Tabel 2.1 tersebut menunjukkan

bahwa spektrum frekuensi merupakan sumber daya yang terbatas dan perlu

pengelolaan yang seefisien mungkin untuk menghindari ketidak optimalan

pemakaian spektrum frekuensi. Sumber daya yang terbatas ini memiliki nilai

ekonomis yang tinggi dan regulasi penggunaan spektrum frekuensi di

negara-Jangkauan Bidang Frekuensi Penggunaan

3 – 30 KHz VLF(Very Low F requency) Maritim dan militer

30 – 300 KHz LF (Low F requency)

LW (Long Wave)

Aeronotika, navigasi,

radio transoseanik

300 – 3000 KHz MF (Medium F requency)

MW (Medium Wave)

Siaran AM

3 – 30 MHz HF (High Frequency)

SW (Short Wave)

Radio CB, radio amatir

30 – 300 MHz VHF (Very High F requency) Radio bergerak, TV

VHF, siaran FM,

aeronotika

300 – 3000 MHz UHF (Ultra High Frequency) TV UHF, satelit, radio

bergerak

3 – 30 GHz SHF (Super High F requency) Rele radio gel. mikro

30 – 300 GHz EHF (Extremely High F requency) Radio dengan pemandu

(4)

negara di dunia pada umumnya dikelola oleh badan tertentu yang dibentuk menurut

kebijakan negara tersebut. Di Indonesia, badan pemerintah yang bertugas

mengelola dan mengawasi penggunaan spektrum frekuensi radio adalah Direktorat

Jenderal Sumber Daya dan Perangkat Pos dan Informatika (SDPPI).

Disamping sebagai sumber daya yang terbatas, penggunaan frekuensi

semakin meningkat seiring dengan semakin pesatnya perkembangan dunia

telekomunikasi dengan berbagai perangkat dan teknologi yang digunakan.

Peningkatan itu juga di dorong penggunaan sarana telekomunikasi yang semakin

variatif dan intensitas yang semakin besar pula. Contoh yang paling nyata adalah

perkembangan teknologi seluler yang semakin tinggi kebutuhannya di masyarakat

yang demikian akan membutuhkan penggunaan frekuensi yang semakin tinggi

pula. Demikian halnya di bidang teknologi penyiaran dan komunikasi lainnya[2].

2.3 Teknologi Cognitive Radio

Dalam dunia telekomunikasi nirkabel (Wireless Communications) spektrum frekuensi adalah hal yang mendapatkan perhatian penting, karena melalui spektrum

inilah data bisa dikirimkan, semakin besar interval frekuensi didapatkan, semakin

tinggi pula kecepatan data (data rate dalam bps) yang bisa diperoleh. Karena spektrum sangat penting dan merupakan sumber daya (resource) yang terbatas,

penggunaannya harus dilakukan secara efisien dan se-maksimal mungkin. Dalam

hal ini teknologi sistem Cognitive Radio menjadi alternatif solusi di masa yang akan

datang. Sebuah sistem yang dinamis dan berpotensi untuk terus dikembangkan

hingga mampu menjadi andalan dalam tingkat yang lebih praktis pada kebutuhan

(5)

2.3.1 Pengertian Cognitive Radio

Istilah Cognitive Radio pertama kali diperkenalkan oleh ilmuwan asal swedia, Joseph Mitola III, yang mana Cognitive Radio disebut sebagai sistem radio yang dapat memahami konteks keberadaan dalam suatu lingkungan komunikasi,

yang mampu mengatur parameternya secara optimal untuk melakukan proses

komunikasi. Karena kemampuan performansi dalam akses spektrum tersebut,

sehingga Cognitive Radio disebut dapat sebagai solusi untuk masalah keterbatasan spektrum frekuensi[4].

Cognitive Radio didefenisikan sebagai sebuah model pola teknologi komunikasi wireless dimana pengguna lain (secondary user) dapat bekerja pada kanal komunikasi milik pengguna utama (primary user) disaat tidak sedang aktif.

Untuk meningkatkan efisiensi kerjanya secondary user berubah melalui parameter-parameter transmisinya secara sendiri tanpa mengalami interferensi dengan

primary user. Primery User (PU) merupakan pemilik spektrum utama (licensed user) yang ditugaskan pada saluran frekuensi tertentu. Sedangkan Secondary User (SU) merupakan pengguna yang tidak berijin (unlicensed user) yang dapat

menggunakan spektrum frekuensi hanya ketika primery user sedang tidak menggunakan spektrum frekuensinya, dengan kata lain spektrumnya sedang

kosong[3]. Pengertian ini menjadikan Cognitive Radio harus mampu untuk

mendeteksi spektrum frekuensi radio secara baik untuk mencapai operasi jaringan

secara optimal sesuai kebutuhannya. Sistem komunikasi saat ini yang

menggunakan radio dapat berlaku adaptif di beberapa hal. Sebagai contoh teknologi

komunikasi 3G memiliki kemampuan yang dinamis mengatur level daya pancarnya

sesuai kondisi lingkungan, yang tidak mempengaruhi kualitas layanan. Sistem

(6)

link dan throughput. Hal tersebut tidak terlihat secara nyata oleh user, padahal

kenyataannya sistem komunikasi saat ini mampu berlaku adaftif dalam menjaga

kestabilan konektivitas dalam berbagai kondisi.

Pada sistem WiMAX, sifat adaftif tersebut diterapkan. Pada sistem

komunikasi, modulasi merupakan proses pengalokasian data pada gelombang radio

untuk ditransmisikan. Modulasi dengan skema berordo tinggi menawarkan data rate

yang lebih tinggi, namun butuh kondisi sinyal yang baik agar optimal bekerja.

Sedangkan, modulasi dengan skema berordo rendah menawarkan data rate yang

lebih rendah, namun tidak terlalu membutuhkan kondisi optimal sinyal dalam

bekerja. Sinyal diterima biasanya berkualitas didekat base station sehingga skema modulasi berordo tinggi dapat digunakan. Sedangkan untuk area disekitar batas

jangkauan maksimum base station, level sinyal diterima dalam kondisi kurang baik sehingga sistem akan menggunakan modulasi skema ordo yang lebih rendah

digunakan untuk menjaga kualitas konektivitas agar tetap stabil.

Sistem Cognitive Radio memiliki sifat adaptif, bahkan lebih kompleks dari yang diterapkan saat ini. Dimana pada sistem ini, bahwa level adaftifitas yang lebih

tinggi diaplikasikan ke berbagai parameter kerja seperti frekuensi kerja, level daya,

skema modulasi, pola beam antena, penggunaan baterai, penggunaan prosesor, dll.

Cognitive Radio memiliki empat jenis masukan (input), yaitu kondisi lingkungan, kondisi sistem itu sendiri, kebijakan regulasi yang berlaku, dan tuntutan

telekomunikasi. Sistem ini harus mengenal posisi dan lingkungan area kerjanya.

Keempat masukan itu adalah tolak ukur dari persiapan membangun sistem

Cognitive Radio sehingga dalam penerapannya tidak akan menimbulkan permasalahan seperti interferensi karena ke tidak aturan dalam merancang sistem

(7)

2.3.2 Konfigurasi Cognitive Radio

Dalam melakukan konfigurasi sistim cognitive radio dilakukan pen-settingan parameter pada sistim tersebut. Ada banyak pen-pen-settingan yang bisa

dilakukan, mulai dari frekuensi, lebar pita frekuensi (bandwidth), durasi sinyal,

teknik modulasi, daya pancar (penggunaan baterei), dan sebagainya. Dalam

melakukan pen-settingan ini perlu diperhatikan konsekuensinya, banyak

konsekuensi positif ataupun negative. Pen-settingan sistim tergantung dari

hardware dan software yang tersedia di piranti komunikasi, juga tergantung dari

standard dan regulasi yang membawahi piranti tersebut. Visi dari sistim cognitive

radio adalah tidak adanya hambatan yang membatasi kemungkinan dan kemampuan untuk melakukan konfigurasi, kecuali konsekuensi negative yang akan

muncul. Dari hasil observasi dengan spektrum analyzer yang terintegrasi di dalam

sistim, ditambah data-data lainnya, misalnya dari data base regulasi dan spesifikasi

alat, dilakukan proses pengambilan keputusan, yang akan memicu proses

pen-settingan parameter pemancaran dan penerimaan untuk melakukan komunikasi

secara kognitif. Adapun komponen pada piranti sistem cognitive radio ditunjukkan

pada Gambar 2.2 [4].

(8)

2.3.2.1 Konfigurasi dari sudut pandang frekuensi

Komponen penerima dari sistim cognitive radio yang dilengkapi oleh spectrum analyzer harus mampu untuk bisa mendeteksi wilayah spektrum yang

kosong secara akurat, di mana dan seberapa lebar. Sistim cognitive radio ini

kemudian menggunakan wilayah yang kosong tersebut untuk suatu waktu tertentu,

sampai ia harus kembali meninggalkannya.

Untuk melakukan proses di atas, sistim cognitive radio harus didukung oleh kemampuan software dan hardware yang memadai, bagian frekuensi radio (radio

frequency/RF) yang berupa synthesizer, filter lolos tengah yang selektif bersama

dengan bagian digital yang mempunyai kemampuan prosesor yang besar dan cepat

mengupayakan pemanfaatan spectrum yang kosong ini dengan interferensi yang

minimal seperti pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Pemanfaatan spectrum yang kosong oleh sistim cognitive radio[3].

2.3.2.2 Konfigurasi dari sudut pandang lokasi geografis

Dalam beberapa kondisi, sangat mungkin spectrum yang bisa digunakan

hanya berlaku untuk suatu wilayah atau sector arah tertentu. Ada tiga kasus menarik

yang ditampilkan di gambar 2.4. Jika BTS sekunder menggunakan antena

omnidireksional, bisa jadi, untuk mensuplai pengguna sekunder yang berada

relative jauh dari BTS sekunder diperlukan daya yang besar, yang akan

(9)

penyuplaian. Kondisi seperti ini pasti akan dihindarkan oleh sistim cognitive radio

Ada dua cara yang akan atau bisa digunakan untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Gambar 2.4 (b) menunjukkan, dipergunakannya daya pancar yang lebih

kecil dari kasus a), sehingga tidak akan terjadi interferensi di pengguna utama,

tetapi ada pengguna sekunder yang akhirnya tidak bisa melakukan hubungan

komunikasi, karena berada di luar jangkauan BTS sekunder.

Gambar 2.4 (c) memberikan alternative yang sangat menarik, yaitu dengan

dipergunakannya antena yang memiliki beamforming khusus, yang dirancang secara configurable untuk setiap kasus yang muncul, sehingga semua pengguna

sekunder tetap mendapatkan kesempatan untuk melakukan komunikasi.

Komponen utama pada kasus ini adalah antena array, yang bersifat adaptif . Antena

adaptif, atau antena cerdas ini terdiri dari sekumpulan antena yang didukung oleh

rangkaian elektronika dengan mikroprosesor.

(10)

2.3.2.3 Konfigurasi dari sudut pandang ketahanan sinyal

Pada bagian sebelumnya, ditunjukkan konfigurasi frekuensi kerja, daya

pancar dan bentuk pancaran antena dari sistim cognitive radio. Selain itu diharapkan juga sistim ini bisa mengubah bentuk modulasinya. Misalnya sistim

orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), bisa menjadi suatu pilihan utama, jika sistem komunikasi berada di lingkungan multipath. Jenis modulasi dan

ordo pemodulasian juga menentukan resistensi dari sinyal tersebut terhadap derau.

Modulasi ordo tinggi sangat mudah untuk diganggu derau, yang akan

mengakibatkan bertambahnya bit error rate (BER). Penggunaan pengkodean

saluran dengan coding rate yang rendah akan menaikkan resistensi sinyal dari gangguan, karena di dalam sinyal tersebut terdapat cukup parity yang bisa

membantu piranti penerima dalam melakukan proses error detection and

correction.

2.3.2.4 Konfigurasi dari segi kecepatan transfer data

Konfigurasi sistem yang akan mengubah kecepatan transfer data telah

diceritakan sebahagian pada bagian 2.3.3 Modulasi dan koding merupakan proses

yang langsung bisa menaikkan atau menurunkan kecepatan transfer data. Terjadi

kompromis (trade-off) antara kecepatan transfer data dengan rentanitas sinyal dari

gangguan. Pada prakteknya, lebih sering data rate yang dikorbankan untuk

mendapatkan sinyal yang lebih tahan dari gangguan dan kesalahan. Sistim multiple

input multiple output (MIMO), yang diperkenalkan oleh Foschini di tahun 1996, memberikan usulan yang merupakan jalan keluar penting di akhir abad 20-an, untuk

menaikkan data rate dari sebuah hubungan komunikasi tanpa membutuhkan

(11)

dihubungkan dengan mikroprosessor tertentu, yang akan mengatur amplitude dan

phasa dari pencatuan, sehingga bisa dihasilkan pembesaran data rate sesuai dengan

jumlah antena yang digunakan. Sistem MIMO akan bekerja secara efisien, jika

lingkungan tempat sistem ini berada, bersifat rich scattering, yaitu kondisi dengan

banyaknya refleksi dan difraksi, sehingga memungkinkan sinyal satu dengan sinyal

lainnya untuk mencapai penerima melalui jalur yang beraneka ragam[3].

2.4 Teknik Spectrum Sensing

Salah satu komponen kunci utama pada sistem Cognitive Radio adalah

teknik spectrum sensing. Spectrum sensing didefinisikan sebagai pola penunjukan statistik data dari beberapa spektrum dan memilih keputusan yang relevan dalam

menggunakan spektrum berdasarkan hasil pengukuran statistik data tersebut.

Spectrum sensing memudahkan dalam mengelola spektrum. Dengan mengetahui bagian-bagian spektrum yang tidak terpakai, kita dapat mengelolanya untuk

memaksimalkan penggunaan frekuensi yang ada, akses terhadap spektrum yang

sudah terpakai dihindari untuk mencegah interferensi dengan pengguna utamanya

(primary user). Ketika sistem radio dapat berubah sewaktu-waktu, diperlukan proses sensing secara periodik sehingga pengguna lain (secondary user) dapat memanfaatkan spektrum yang kosong saat tidak digunakan oleh pengguna

utamanya (primary user). Spectrum sensing meningkatkan efisiensi yang mana dapat menambah throughput sistem yang sudah ada[5].

Teknik Spectrum sensing merupakan proses deteksi transmisi primary user (pemilik lisensi kanal tertentu) pada kanal band frekuensinya. Untuk hal itu, jika

kanal tidak sedang digunakan maka akan ada kemungkinan untuk secondary user

(12)

waktu tertentu. Hal ini sekaligus menghindari terjadinya interferensi antar

pengguna komunikasi yang berbeda. Melalui teknik spectrum sensing diharapkan sistem mampu mengukur dan menyesuaikan sistem dengan karakteristik dan

kemampuan spektrum yang ada serta mengetahui kemampuan sistem terhadap

lingkungannya. Kondisi – kondisi tersebut juga dipengaruhi oleh waktu, letak

geografi, metode pengkodeannya dan penggunaan spektrum frekuensi[5].

Pada teknik spectrum sensing berdasarkan deteksi primary transmitter, sistem cognitive radio memastikan kekuatan sinyal dari primary user. Pada metode ini, lokasi dari primary receivers tidak diketahui oleh sistem cognitive dimana tidak

ada pensinyalan antara primary user dengan cognitive user. Model matematis teknik spectrum sensing dapat dijabarkan Persamaan 2.1

X(t) = n(t) ………… H0

X(t) = h*s(t) + n(t) ... H1 (2.1)

Jika X(t) adalah sinyal diterima oleh cognitive user, n(t) adalah AWGN

noise, s(t) adalah primary user dan H1 adalah kehadiran primary user.

(13)

Channel

Gambar 2.5 Model sistem sensing spektrum berbasis deteksi Transmitter[5]

Pada model ini, lingkungan radio telah dibentuk dimana terdapat ‘n’ jumlah

primary user yang ditransmisikan pada band frekuensi yang berbeda-beda. Hal itu memiliki tujuan bahwa ada sejumlah primary user mengirimkan data (sinyal) pada lingkungan radio tersebut, dan cognitive user menerima informasi yang digunakan untuk menentukan keberadaan primary user pada lingkungan radio tersebut.

Primary user dibangkitkan secara acak untuk mengirimkan sinyal-sinyal yang akan ditransmisikan pada kanal yang telah ditentukan. Sinyal dari primary user yang

berbeda tidak identik satu sama lain. Selain primary receiver, cognitive user juga akan mendeteksi sinyal tersebut saat melakukan sensing pada kanal transmisi

tersebut.

Ada 3 (tiga) teknik umum pada spectrum sensing yaitu: cooperative

(14)

primary transmitter detection secara umum terdiri dari: energy detection, matched filter detection dan cyclostationery feature detection. Pada dasarnya, belakangan ini para peneliti banyak fokus terhadap spectrum sensing agar menghasilkan komunikasi yang interaktif dan efektif antara cognitive user dengan lingkungannya.

Deteksi transmitter adalah salah satu topik utama dalam skema spektrum sensing, yang mana pada skema ini frekuensi dari primary user langsung ditentukan[6].

2.4.1 Energy Detection

Teknik spektrum sensing menggunakan metode energy detection

merupakan metode yang cukup umum dimana ciri sistem ini tidak memerlukan

terlebih dahulu sejumlah informasi tentang sinyal yang akan dideteksi. Oleh karena

itu, teknik ini independen dari sinyal dan dapat digunakan untuk mendeteksi sinyal

apapun. Dengan demikian, metode energy detection tidak dapat membedakan antar sinyal. Artinya, metode ini hanya akan membandingkan level daya sinyal tersebut

dengan level threshold. Untuk menetapkan level threshold, energy detection memerlukan pemahaman akan parameter-parameter seperti besar noise pada kanal

transmisi. Hasil perbandingan level daya sinyal tersebut digunakan untuk

mengetahui kehadiran atau ketidakhadiran sinyal primary user[6].

Untuk menghitung energi sinyal, sinyal diterima terlebih dahulu

disampling, kemudian diubah ke bentuk domain frekuensi dengan melakukan FFT

sinyal yang dilanjutkan dengan menjumlahkan koefisien sinyal dan menghitung

rata-ratanya. Pada penelitian ini deteksi energi menggunakan nR yang bervariasi.

(15)

Digunakan persamaan berdasarkan banyaknya antena penerima yang ditunjukkan membuat detektor berfungsi dengan baik. Tetapi pada prakteknya noise power tidak selalu tetap atau mengalami perubahan (uncertain noise). Maka dari itu harus

adanya metode lain yang tahan terhadap perubahan tersebut. Skema deteksi metode

energy detection dalam domain frekuensi tersebut dijelaskan seperti Gambar 2.6 .

ADC Average M bins N

times Squarer

FFT

X(t) Test statistik

Gambar 2.6 Skema energy detector domain frekuensi

2.4.2 Matched F ilter Detection

Pada matched filter detection, filter linear digunakan untuk memaksimalkan SNR. Deteksi dengan metode ini berguna hanya pada kasus dimana informasi

tentang primary user diketahui oleh cognitive user. Pada cognitive radio matched

filter dapat dijadikan sebagai salah satu metode sensing atau pendeteksi sinyal yang dikirim dari primary user. Prinsip kerjanya sangat mudah, sinyal input yang telah

dibangkitkan dikonvolusi dengan respon impuls dari filter. Metode ini biasanya

(16)

memiliki ketetapan dalam menetukan kehadiran dan ketidakhadiran dari suatu

primery user, dalam hal ini digunakan threshold atau batas ambang sebagai batasan penentu kehadirannya[7].

2.4.3 Cyclostationary F eature Detection

Cyclostationary Feature Detection atau biasa disebut dengan Cyclostationary Detection saja merupakan metode pendeteksi sinyal yang dikirim dari primary user dengan memanfaatkan sinyal yang diterima dari receiver. Metode pendeteksi menggunakan cyclostationary memanfaatkan

periodisitas dari sinyal yang diterima untuk mengidentifikasi keberadaan primary

user. Periodisitas tersebut biasanya terdapat pada sinyal pembawa sinusoidal, spreading code, hopping sequence, atau pada cyclic prefix dari sinyal primary user. Metode Cyclostationery Feature Detection juga memerlukan informasi dari tipe sinyal yang akan dideteksi. Metode ini, membutuhkan informasi tentang tipe

modulasi dari sinyal yang akan dideteksi. Dengan demikian, Cyclostationery

Feature Detection merupakan metode yang optimal dalam mengisolasi noise dari sinyal user[8].

2.5 PSD ( Power Spectral Density )

Power Spectral Density (PSD) adalah metode yang banyak digunakan untuk menganalisis hasil sinyal keluaran. Power Spectral Density menggambarkan

bagaimana daya dari sebuah sinyal atau waktu yang ada didistribusikan terhadap

frekuensi. PSD merupakan fungsi positif dari suatu frekuensi. Dimensi yang

dimiliki dari PSD adalah daya per Hz, biasa disebut sebagai spektrum dari sinyal.

(17)

Pada sistem ini digunakan jenis PSD yaitu PSD Periodogram. Secara matematis

PSD dapat dilihat pada Persamaan 2.3.

� � = | |

2

� ; 0 ≤ i ≤ N (2.3)

Dari Persamaan 2.3 tersebut maka dapat diturunkan persamaan matematis untuk

memperoleh nilai PSD pada Persamaan 2.4.

� = _�∑�−

= � (2.4)

Dimana,

Sx(i) = spesifikasi data dari setiap daya rata-rata

x(i) = data

N = panjang signal atau data

Px = nilai PSD

2.5.1 PSD Blackman-Tukey

PSD Blackman-Tukey adalah salah satu jenis PSD periodogram yang sangat

cocok digunakan pada fungsi korelasi dengan penyimpangan data yang cukup

ekstrim, dimana penyimpangan data yang direkomendasikan adalah sekitar 30-40%

dari total keseluruhan panjang data. Dimana persamaan PSD Blackman-Tukey ini

ditunjukkan pada persamaan 2.5 [9].

(18)



w(m) = window yang digunakan untuk mendesign PSD Blackman-Tukey

2.5.2 PSD Welch

Metode ini pertama sekali dikemukakan oleh Welch (1967). Isyarat

masukan dibagi menjadi segmen–segmen yang pendek dan perhitungan

periodogram dilakukan berdasarkan perhitungan FFT, dengan demikian untuk

mencari estimasi spektrum daya dapat dilakukan dengan perhitungan yang lebih

efisien. Setiap segmen data dimodifikasi dengan mengalikan pada suatu fungsi

jendela (window), sebelum dilakukan perhitungan periodogram. Selanjutnya periodogram yang telah dimodifikasi ini dirata-ratakan dan akan menghasilkan

estimasi spektrum yang lebih baik. Persamaan matematis untuk metode ini dapat

dilihat pada Persamaan 2.7[9].

xi(n) = x ( iD + n) w(n) ; 0 ≤ n ≤ N-1 (2.7)

Untuk metode Welch, PSD dihitung dengan mempertimbangkan nilai estimasi pada periodogram Blackman-Tukey, sehingga diperoleh Persamaan 2.8

̂ = _�∑�−�= ��̀ (2.8)

Keterangan:

n = indeks segmen

K = sampel periodogram

(19)

w = spectral estimasi Welch

xi = signal masing-masing segmen ditambah window D = panjang antar segmen

Untuk memperoleh sinyal keluarannya dengan MATLAB, maka langkah

awal dilakukan dengan terlebih dahulu menentukan objek estimatornya dengan

persamaan fungsi: hw = spectrum.welch ({winname,winparameter}), dimana hw

menyatakan jenis spektrumnya yaitu Welch, winnname menyatakan jenis window yang digunakan, dan winparameter menyatakan banyaknya parameter frekuensi

yang dibangkitkan. Dan untuk menghasilkan estimasi sinyal yang sesungguhnya

maka selanjutnya digunakan fungsi Hpsdw = psd (h, x, ‘Fs’,Fs), dimana Hpsdw

adalah sinyal keluaran yang dihasilkan oleh PSD Welch.

2.6 Kebijakan Dan Perencanaan Spektrum Untuk Penyiaran

Penggunaan spektrum frekuensi radio untuk keperluan penyiaran mengacu

pada definisi Broadcasting Services di Peraturan Radio (Radio Regulation) ITU.

Broadcasting services menurut ITU-R, didefinisikan sebagai “aradio communication service in which the transmissions are intended fordirect reception

by the general public. This service may include soundtransmissions, television transmissions or other type of transmissions”. Definisi itu bila diterjemahkan menjadi: suatu servis komunikasi radio di mana transmisinya ditujukan untuk

penerimaan langsung oleh masyarakat umum. Servis ini dapat mencakup transmisi

suara, transmisi televisi atau jenis transmisi lainnya. Penyiaran adalah servis

komunikasi satu arah dan memiliki sejarah panjang terhadap penggunaan spektrum

(20)

pendidikan, hiburan, informasi serta berita melalui gelombang udara. Penyiaran

dalam banyak aspek mempengaruhi kehidupan masyarakat.

Secara singkat, sistem penyiaran yang saat ini diadopsi Indonesia

dikelompokkan berdasarkan jenis pita frekuensi terdiri dari[2] :

1. Penyiaran Terrestrial Nirkabel

a. Pita Frekuensi LF/MF/HF

1.) Siaran radio AM, Analog

b. Pita Frekuensi VHF