Abstrak
i Universitas Kristen Maranatha
Identifikasi Kanal pada Sistem Komunikasi Wireless
Windu Nurfebtiaman/ 0322085
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia
Email: Windu.Nurfebtiaman@yahoo.com
ABSTRAK
Komunikasi wireless adalah suatu perpindahan informasi jarak jauh tanpa menggunakan konduktor elektrik atau kawat tembaga. Jarak jauh dimaksud bisa pendek (beberapa meter) atau sangat jauh (ribuan atau bahkan jutaan kilometer untuk komunikasi radio). Dengan berkembangnya kebutuhan layanan-layanan komunikasi wireless, termasuk komunikasi mobile dan broadband multimedia, maka diperlukan kapasitas wireless dan data rate yang lebih tinggi dibandingkan dengan kebutuhan sekarang ini. Tidak seperti fixed-line, hubungan komunikasi
wireless sangat rentan terhadap perubahan kanal terutama pada komunikasi
mobile.
Identifikasi kanal dilakukan dengan menggunakan kriteria Minimum Mean
Square Error (MMSE) sehingga didapatkan error yang sekecil-kecilnya.
Pengujian yang dilakukan berdasarkan 3 perubahan masukan yaitu dengan cara mengirimkan sejumlah data, sejumlah training simbol, dan nilai SNR yang berbeda-beda.
Dari hasil pengujian didapatkan bahwa dengan kondisi data yang banyak serta training simbol yang banyak membuat equalizer kanal berhasil mengestimasi dan mengidentifikasi kanal dengan error yang minimum. SNR yang kecil membuat proses equalisasi menjadi sulit dilakukan akan tetapi equalisasi kanal masih dapat mengikuti respon kanal yang diinginkan.
Abstract
ii Universitas Kristen Maranatha
Channel Identification for Wireless Communication Systems
Windu Nurfebtiaman/ 0322085
Department of Electrical Engineering, Faculty of Techniques, Maranatha Christian University
Jalan Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia Email: Windu.Nurfebtiaman@yahoo.com
ABSTRACT
Wireless communication is a way for transfering information over a distance without the use of electrical conductors or wires. The distances involved may be short (a few meters) or very long (thousands or even millions of kilometers for radio communications). By the neccesity service of wireless communication, include mobile communication and broadband multimedia, will require a higher capacity and data rate. Unlike fixed line, wireless communication links are highly susceptible to channel variations particularly in mobile environment.
Channel identification estimated an error by Minimum Mean Square Error (MMSE) algorithm in order to get scrupulously error. In practice it is done by input a variance total number of data, total number of training symbols and SNR value.
The outcome prove that by amount of data and training symbols cause channel equalizer manage to estimate and identify error with minimum error. Smaller SNR value cause equalization process unable to be done yet channel equalizer able to keep pace with desirable channel response.
Kata Pengantar
v Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK………. i
ABSTRACT………... ii
KATA PENGANTAR……….. iii
DAFTAR ISI………. v
DAFTAR GAMBAR……… vii
DAFTAR TABEL………. ix
BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang………... 1
I.2. Identifikasi Masalah………... 2
I.3. Tujuan………... 2
I.4. Pembatasan Masalah………... 2
I.5. Sistematika Pembahasan………... 3
BAB II LANDASAN TEORI II.1. Quadrature Amplitude Modulation (QAM)...………... 4
II.2. Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).………... 5
II.3. Algoritma MMSE (Minimum Mean Square Error)...……….. 6
II.4. Additive White Gaussian Noise (AWGN)……….. 7
II.4.1. Representasi Matematika...………. 7
II.4.2. Karakteristik Statistik AWGN…...……….. 8
II.5. Prinsip Equalisasi...……… 9
II.5.1. Equalizer pada penerima.………. 12
II.5.2. Jenis-jenis Teknik Equalisasi...……….. 13
II.5.3. Equalisasi Linier...………... 16
II.5.4. Equalisasi Nonlinier..………... 18
II.5.4.1. Decision Feedback Equalization (DFE)..………. 19
Kata Pengantar vi
Universitas Kristen Maranatha BAB III PROSES IDENTIFIKASI KANAL
III.1. Proses pada Identifikasi Kanal... 24 III.2. Diagram Alir Proses... 25
BAB IV ANALISA HASIL SIMULASI
IV.1. Proses Pengujian... 28 IV.1.1. Pengujian terhadap Jumlah Data dan Jumlah Training Simbol...…….. 28 IV.1.2. Pengujian terhadap Nilai SNR……….…... 29 IV.2. Hasil Simulasi... 30 IV.2.1. Hasil Simulasi Pengujian terhadap Jumlah Data dan Jumlah Training
Simbol………... 30 IV.2.2. Hasil Simulasi dengan Nilai SNR………... 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan………... 38 V.2. Saran………... 38
Daftar Gambar
vii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1 Diagram Konstelasi Sinyal 16-QAM... 5
Gambar II.2 Diagram Konstelasi QPSK dengan Gray Coding... 5
Gambar II.3 Representasi dari AWGN... 7
Gambar II.4 Kepadatan Spektral Daya Noise White Gaussian Noise (WGN)... 8
Gambar II.5 Fungsi Autokorelasi WGN... 8
Gambar II.6 Diagram Blok Sistem Komunikasi Sederhana Menggunakan Adaptif Equalizer pada penerima... 11
Gambar II.7 Pengklasifikasian Equalizer... 14
Gambar II.8 Struktur Dasar Equalizer Linier Transversal... 15
Gambar II.9 Tapped Filter Delay Line dengan Feedforward dan Feedback... 15
Gambar II.10 Struktur Equalizer Linier Transversal... 17
Gambar II.11 Struktur Lattice Equalizer... 18
Gambar II.12 Decision Feedback Equalizer (DFE)... 20
Gambar II.13 Predictive Decision Feedback Equalizer... 21
Gambar II.14 Struktur Maximum Likelihood Sequence Estimator (MLSE) dengan Adaptif Match Filter... 23
Gambar III.1 Sistem Komunikasi Wireless dengan kanal Equalizer... 24
Gambar III.2 Diagram Alir Proses Keseluruhan... 25
Gambar III.3 Diagram Alir pada Proses Simulasi Sinyal... 26
Gambar III.4 Diagram Alir Proses yang Terjadi di Kanal... 27
Gambar IV.1.a Simbol yang Dikirimkan pada T=1000, M=200 dan SNR=35 dB... 30
Daftar Gambar viii
Universitas Kristen Maranatha Gambar IV.2.a Sampel yang Diterima pada T=1000, M=200 dan
SNR=35 dB... 31 Gambar IV.2.b Sampel yang Diterima pada T=100000, M=20000
dan SNR=35 dB... 32 Gambar IV.3.a Simbol yang Telah Diequalisasi pada T=1000, M=200 dan
SNR=35 dB... 33 Gambar IV.3.b Simbol yang Telah Diequalisasi pada T=100000, M=20000
dan SNR=35 dB... 33 Gambar IV.4.a Respon Kanal dengan T=1000, M=200 dan
SNR=35 dB…...………... 34 Gambar IV.4.b Respon Kanal dengan T=100000, M=20000 dan
SNR=35 dB………... 34 Gambar IV.5 Simbol yang Dikirimkan dengan T=1000, M=500 dan
SNR=5 dB... 36 Gambar IV.6 Sampel yang Diterima dengan T=1000, M=500 dan
SNR=5 dB... 36 Gambar IV.7 Simbol yang Telah Diequalisasi dengan T=1000, M=500
dan SNR=5 dB... 37 Gambar IV.8 Respon Kanal dengan T=1000, M=500 dan SNR=5 dB... 37
Daftar Tabel
ix Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Bab I Pendahuluan
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Seiring dengan semakin meningkatnya arus globalisasi, yang di dalamnya dituntut adanya pertukaran informasi yang semakin cepat antar daerah dan negara, membuat peranan telekomunikasi menjadi sangat penting. Telekomunikasi sebagai wahana bagi pertukaran informasi akan semakin memperhatikan aspek kualitas jasa. Selain itu perkembangan di bidang dunia informasi saat ini begitu cepat terlihat dari teknologi yang digunakan untuk menyampaikan informasi. Masyarakat dunia informasi menyadari hal tersebut sehingga mereka berupaya keras menciptakan infrastruktur yang mampu menyalurkan informasi secara cepat, artinya mereka sangat membutuhkan jaringan telekomunikasi yang memiliki kualifikasi sebagai information superhighway.
Pada tahap awal perkembangan teknologi komunikasi, media transmisi yang paling umum digunakan adalah kawat tembaga. Namun karena kawat tembaga adalah fixed-line (tidak mobile) dan bandwidth yang sempit (sekitar 4 KHz) kemudian digantikan oleh komunikasi wireless. Kebutuhan akan komunikasi yang bisa diimplementasikan secara cepat, andal, kapasitas besar, instalasi mudah dan murah, dapat menjangkau daerah-daerah yang tidak terjangkau fixed-line membuat komunikasi wireless berkembang sangat pesat. Ada beberapa indikasi yang dapat dilihat pada proses perkembangan teknologi
wireless. Indikasi tersebut adalah beralihnya ke teknologi digital, semakin besar
kapasitas, semakin sederhana perangkatnya, perluasan daya jangkau, keamanan dan privacy lebih baik, personalitas dan penambahan fasilitas yang lain.
Bab I Pendahuluan 2
Universitas Kristen Maranatha
Dengan berkembangnya kebutuhan layanan-layanan komunikasi wireless, termasuk komunikasi mobile dan broadband multimedia, akan memerlukan kapasitas wireless dan data rate yang lebih tinggi dibandingkan dengan kebutuhan sekarang ini. Tidak seperti fixed-line, hubungan komunikasi wireless sangat rentan terhadap perubahan kanal terutama pada komunikasi mobile.
Dengan demikian estimasi kanal dibutuhkan dalam komunikasi wireless agar saat pengiriman data telah mengetahui karkteristik kanal yang akan dilewatinya supaya pengiriman data bisa lebih efektif dilewatkan dalam suatu kanal wireless.
I.2. Identifikasi Masalah
Bagaimana mengestimasi dan mengidentifikasi kanal pada sistem komunikasi wireless agar diperoleh error minimum dengan kriteria MMSE?
I.3. Tujuan
Mengestimasi dan mengidentifikasi kanal serta menganalisa hasil simulasi pada sistem komunikasi wireless agar diperoleh error minimum dengan kriteria MMSE.
I.4. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Modulasi yang digunakan adalah Quadrature Amplitude Modulation (QAM). 2. Kriteria error yang digunakan untuk mengestimasi kanal adalah MMSE
(Minimum Mean Square Error).
Bab I Pendahuluan 3
Universitas Kristen Maranatha
I.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini disusun menjadi lima bab, yaitu:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan Tugas Akhir.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang berkenaan dengan proses identifikasi kanal pada sistem komunikasi wireless.
BAB III : PROSES IDENTIFIKASI KANAL
Bab ini menjelaskan tentang proses identifikasi kanal dan menjelaskan mengenai pengujian data yang dilakukan dalam proses identifikasi kanal.
BAB IV : ANALISA HASIL SIMULASI
Bab ini akan menjelaskan analisa hasil simulasi dan menggambarkan hasil estimasi dari sinyal yang telah diterima. BAB V : KESIMPULAN dan SARAN
Bab V Kesimpulan dan Saran
38 Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan analisa yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Estimasi kanal terbaik dengan error simbol yang kecil terjadi jika sejumlah data yang dikirimkan banyak dengan sejumlah training simbol yang banyak juga.
2. SNR yang kecil membuat proses equalisasi sulit dilakukan (gagal). Hal ini terjadi karena dengan nilai SNR yang semakin kecil akan membuat error yang terjadi semakin besar pada saat data diterima.
3. SNR yang kecil tidak begitu berpengaruh pada saat estimasi dilakukan sehingga proses identifikasi terhadap respon kanal yang diinginkan masih dapat diikuti oleh equalisasi kanal.
V.2. Saran
Adapun saran yang dapat berguna bagi pengembangan Tugas Akhir ini selanjutnya adalah sebagai berikut
Daftar Pustaka
39 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Away, Gunaidi Abidia, The Shortcut of MATLAB Programming, INFORMATIKA Bandung, 2006.
2. Bocuuzzi, Joseph, Signal Processing for Wireless Communications, McGraw-Hill, 2008.
3. Goldsmith, Andrea, Wireless Communication, Cambridge University Press, 2005.
4. Honghui Xu, Soura Dasgupta, dan Zhi Ding, A Novel Channel-Identification
Method for Wireless Communication Systems, IEEE Transactions on
Communications Vol. 52 No.10, Oktober 2004.
5. Rappaport, Theodore S, Wireless Communication Principles and Practice, Prentice Hall, 1996.
6. Stallings, William, Komunikasi Data dan Komputer: Dasar-Dasar
Komunikasi Data, Salemba Teknika, 2001.
7. Suarga, FISIKA KOMPUTASI Solusi Problema Fisika dengan MATLAB, ANDI Yogyakarta, 2007.
8. Tse, David, Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge University Press, 2005.
