ANALISIS REDUKSI
PEAK TO AVERAGE POWER
RATIO
(PAPR) PADA
ORTHOGONAL FREQUENCY
DIVISION MULTIPLEXING
(OFDM)
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan
Guna Meraih Gelar Sarjana S-1
Oleh :
ROSALINA
1021311045
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
vi INTISARI
Pesatnya perkembangan teknologi komunikasi saat ini merupakan suatu tanggapan dari kebutuhan manusia akan teknologi komunikasi yang handal dalam mengirimkan data dengan kecepatan tinggi dan efisien. Teknologi yang dapat digunakan untuk memenuhi layanan komunikasi yang handal salah satunya adalah
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Tetapi dalam implementasinya terdapat kerugian yang dapat disebabkan oleh sistem OFDM salah satunya yaitu tingginya nilai Peak Average Power Ratio (PAPR) pada sinyal transmit. Nilai PAPR yang besar menghasilkan kerugian seperti terjadinyadistorsi non-linearpadaHigh Power Amplifier (HPA). Oleh karena itu, diperlukan skema pereduksi PAPR pada bagian transmitter sinyal OFDM. Dalam tugas akhir ini, membandingkan tiga metode reduksi PAPR yaitu metode konstelasi hadamard,
partial transmit sequence(PTS), danclipping. Pada simulasi yang dilakukan, dalam menurunkan nilai PAPR menggunakan teknik reduksi konstelasiHadamard, PTS, danClippingdiperoleh nilai PAPR yang lebih baik pada metodePartial Transmit
PTS yaitu dengan nilai PAPR = 6,729 dB pada modulasi QPSK dan PAPR = 7,02 dB pada modulasi 16-QAM.
vii ABSTRACT
The rapid development of communication technology today is a response from the human need for reliable technology in sending data at high speed and efficient. Technology that can be used to fulfil reliable communication service one of them is Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). But in the implementation they are losses that can be caused by the system OFDM one of them is the high value Peak to Average Power Ratio (PAPR). Large PAPR values produce losses such as occurrence of nonlinear distortion in high power amplifier (HPA). The solution to overcome this high PAPR is to minimize the PAPR value on the signal OFDM to be transmitted. In other words, a PAPR reducing scheme is required on the transmitter OFDM signal. In this final project, we will compare three PAPR method of reduction : constellation method of Hadamard, Partial Transmit Sequence (PTS), and Clipping. In the simulation performed, in decreasing the value of PAPR using the Hadamard constellation reduction technique, partial transmit sequence (PTS), and clipping, obtained a better PAPR value that is on the partial transmit sequence (PTS) method with the value PAPR = 6,729 dB on the modulation QPSK and PAPR = 7,02 dB on 16-QAM modulation.
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Alhamdulillah, Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan hidayah-NYA
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhirini penulis menyampaikan
ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Irwan Dinata,S.T.,M.T. dan Bapak Fardhan Arkan, S.T., M.T. selaku
Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
2. Bapak Wahri Sunanda, S.T., M.Eng., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Bangka Belitung.
3. Bapak Irwan Dinata,S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Bangka Belitung.
4. Dosen dan Staf Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bangka
Belitung.
5. Ayahanda (Alias) dan Ibunda (Asina) serta seluruh keluarga besar ku yang
selalu memberikan semangat serta do’a.
6. Sahabat seperjuangan Tristyowati, Tria Indriani, Irena Paramita Dewi, dan
Eka Sintia.
7. Rekan - rekan Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Bangka
Belitung (UBB) khususnya angkatan 2013 serta angkatan 2010, 2011, 2012,
ix Motto
“ Dan sungguh, kelak Tuhanmu pasti memberikan karunia-Nya kepadamu,
sehingga engkau menjadi puas.” (Adh Dhuha: 5)
“ Dan boleh jadi kamu membenci sesuatu tetapi ia baik bagimu, dan boleh jadi
kamu menyukai sesuatu tetapi ia buruk bagimu, dan Allah mengetahui dan kamu
tidak mengetahui. ” (QS. Al-Baqarah: 216)
“ Agar Allah memberi pembalasan kepada tiap-tiap orang terhadap apa yang ia
usahakan. Sesungguhnya Allah Maha cepat hisab-Nya ” (QS. Ibrahim: 51)
“Hidup ini seperti sepeda. Agar tetap seimbang, kau harus terus bergerak.” (Albert Einstein)
“ Sekali anda mengerjakan sesuatu, jangan takut gagal dan jangan tingalkan itu. Orang-orang yang bekerja dengan ketulusan hati adalah mereka yang paling bahagia. “ (Chanakya)
“ Percaya bahwa hidup itu pantas dijalani dan kepercayaan anda akan membantu
anda membuat kenyataan hidup anda “ (William James)
“ Berusahalah, setelah usaha berdo’alah, yakinlah Tuhanmu menyiapkan cerita
x
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, atas
limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas
akhir iniyangberjudul:
“ANALISIS REDUKSIPEAK TO AVERAGE POWER RATIO(PAPR) PADA
ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING(OFDM)”
Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi landasan
teori yang berkaitan dengan simulasi dan nilai PAPR yang didapat dari hasil
simulasi.
Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih
banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran
yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan
kedepan.
Balunijuk, Juli 2017
Penulis,
xi
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN PENELITIAN iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI v
INTISARI vi
BAB II DASAR TEORI 6
2.1 Tinjauan Pustaka 6
2.2.3 IFFT dan FFT 18
2.2.4 Guard Interval dan Cyclic Prefix 19 2.2.5 Peak to Average Power Ratio(PAPR) 21
2.2.6 KonstelasiHadamard 25
2.2.7 Partial Transmit Sequence(PTS) 26
2.2.8 Clipping 27
xii
BAB III METODE PENELITIAN 30
3.1 Alat Penelitian 30
3.2 Langkah Penelitian 30
3.2.1 Parameter Simulasi Program 31
3.3.2 Pemodelan Sistem 31
3.3.2.1 Pemancar sistem OFDM 31
3.3.2.2 Teknik konstelasiHadamard 33 3.3.2.3 Teknik Partial Transmit Sequence (PTS) 33
3.3.2.4 Teknik Clipping 34
3.3.3 Diagram Alir Program Simulasi 35
3.3.3.1 TeknikHadamard 35
3.3.3.2 Teknik PTS 35
3.3.3.3 Teknik Clipping 36
3.3.4 Analisis Simulasi 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 38
4.1 Keluaran pemancar sistem OFDM 38
4.1.1 Generating bit random 38
4.1.2 Serial to Parallel 39
4.1.3 Modulation 39
4.1.4 IFFT 40
4.1.5 Cyclic Prefix(CP) 40
4.1.6 Parallel to Serial 41
4.2 Bentuk keluaran hasil reduksi sistem OFDM 42
4.2.1 Teknik KonstelasiHadamard 42
4.2.2 Teknik PTS 43
4.2.3 Teknik Clipping 44
4.3.3.1 Modulasi QPSK 44
4.3.3.2 Modulasi 16-QAM 46
4.3 Analisa Hasil Simulasi 48
BAB V PENUTUP 52
5.1 Kesimpulan 52
5.2 Saran 52
DAFTAR PUSATAKA 53
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Diagram Blok OFDM………. 8
Gambar 2.2 Perbandingan teknik FDM dan OFDM……… 8
Gambar 2.3 Ilustrasi ISI ………. 9
Gambar 2.4 Penyisipan CP………. 9
Gambar 2.5 Sinyal single carrier dan OFDM yang diterima………….. 9
Gambar 2.6 Spasi subcarrier….……….. 10
Gambar 2.7 Jenis subcarrier….………... 11
Gambar 2.8 Spektrum simbol OFDM….……… 11
Gambar 2.9 Diagram konstelasi QPSK….……….. 13
Gambar 2.10 Diagram blok pemancar 16QAM….………... 15
Gambar 2.11 Diagram konstelasi 16QAM rectangular….………... 16
Gambar 2.12 Sinyal pada 16QAM….………... 17
Gambar 2.13 Pengirim OFDM dengan prinsip IFFT….………... 19
Gambar 2.14 Dispersi waktu dan pewaktu sinyal yang diterima……….. 20
Gambar 2.15 Cyclic Prefix….………... 20
Gambar 2.16 Efek penyisipan CP….……… 21
Gambar 2.17 Representasi PAPR….……… 22
Gambar 2.18 Karakteristik input dan output HPA….………... 23
Gambar 2.19 Konstelasi sinyal matrik IFFT dan Hadamard……… 25
Gambar 2.20 Diagram blok teknik PTS……… 26
Gambar 2.21 Partisi subblok teknik PTS……….. 26
Gambar 2.22 Sinyal OFDM sebelum dan sesudah Clipping……… 28
Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian………... 30
Gambar 3.2 Diagram blok pemancar sistem OFDM……….. 31
Gambar 3.3 Blok diagram reduksi PAPR konstelasi Hadamard……… 33
Gambar 3.4 Blok diagram reduksi PAPR menggunakan PTS………… 33
Gambar 3.5 Blok diagram reduksi PAPR Clipping……… 34
xiv
Gambar 3.7 Diagram alir reduksi PAPR menggunakan PTS…………. 35
Gambar 3.8 Diagram alir reduksi PAPR Clipping……….. 36
Gambar 4.1 Membangkitkan data secara acak……… 38
Gambar 4.2 Serial to parallel converter……….. 39
Gambar 4.3 Hasil konstelasi modulasi pada transmitter………. 39
Gambar 4.4 Bentuk keluaran IFFT modulasi QPSK……….. 40
Gambar 4.5 Output dan ilustrasi penambahan CP……….. 41
Gambar 4.6 Parallel to serial converter modulasi QPSK……… 42
Gambar 4.7 Teknik konstelasi hadamard modulasi QPSK………. 42
Gambar 4.8 Teknik konstelasi hadamard modulasi 16QAM………….. 43
Gambar 4.9 Teknik PTS dengan modulasi QPSK……….. 43
Gambar 4.10 Teknik PTS dengan modulasi 16QAM………... 44
Gambar 4.11 Sinyal OFDM dengan modulasi QPSK………... 44
Gambar 4.12 Clipped signal dengan CR = 0,8………. 45
Gambar 4.13 Clipped signal dengan CR = 2……… 45
Gambar 4.14 Clipping dengan modulasi QPSK………... 46
Gambar 4.15 Sinyal OFDM dengan modulasi 16QAM………... 46
Gambar 4.16 Clipped signal dengan CR = 0,8………. 47
Gambar 4.17 Clipped signal dengan CR = 2……… 47
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Pengalokasian Fase dari Keempat Simbol……… 15
Tabel 2.2 Tabel Kebenaran 2 to 4 LevelCovereterKanal I dan Q………… 16
Tabel 2.3 Kebenaran Modulator 16-QAM………... 18
Tabel 3.1 Parameter Simulasi Program……… 31
Tabel 4.2 Perbandingan PAPR Original dengan Metode Hadamard……… 48
Tabel 4.3 Perbandingan PAPR Original dengan PAPR Metode PTS…….. 49
