Simulasi Optical Orthogonal Codes (OOC) Dengan Metode 2-D PC/PC Codes (2 Dimensional Prime Codes/Prime Codes).

(1)

SIMULASI OPTICAL ORTHOGONAL CODES (OOC) DENGAN

METODE 2-D PC/PC CODES

(2 Dimensional Prime Codes / Prime Codes)

Disusun Oleh:

Nama : Aries Wiradinata

NRP : 0422132

Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Maranatha,

Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia,

email : [email protected]

ABSTRAK

Lebih dari satu dekade terakhir, dunia telekomunikasi telah mengenal sebuah

teknik baru, disebut Spektral tersebar (Spread Spectrum). Spread Spectrum ialah teknik

telekomunikasi yang mentransmisikan suatu sinyal dengan lebar bidang frekuensi

tertentu menjadi suatu sinyal yang memiliki lebar bidang frekuensi yang jauh lebih

besar. Susunan data dikalikan secara biner dengan kode penyebar yang memiliki lebar

bidang yang jauh lebih besar dari pada sinyal asal. Spread Spectrum menggunakan wide

band dan noise like (pseudo-noise) signals. Untuk merealisasikan Spread Spectrum

biasanya menggunakan teknik Direct Sequence (DS-SS) atau Frequency Hopping

(FH-SS) atau kombinasi keduanya.

Pada tugas akhir ini, telah merealisasikan sistem Optical Orthogonal Codes

(OOC) dengan menggunakan metode 2-D PC/PC Codes. Adapun metode 2-D PC/PC

Codes itu adalah sebuah metode yang menggunakan Prime Codes (PC) pada

wavelength-hopping dan time-spreading .

Kinerja 2-D PC/PC Codes yang dilihat dari nilai korelasi silang yang diperoleh

dari pengecekan bit”1” pada data yang dikirim dengan data lainnya yang mempunyai

nilai korelasi maksimal satu, sehingga interferensi antar user sangat rendah.

(2)

Wavelength-SIMULATION OF OPTICAL ORTHOGONAL CODE (OOC)

WITH METHOD 2-D PC/PC CODE

(2 Demensional Prime Code / Prime Code )

Composed by:

Name : Aries Wiradinata

NRP : 0422132

Faculty of Engineering, Electrical Engineering Department,

Maranatha Christian University,

Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia,

email : [email protected]

ABSTRACT

Over the last decade, the telecommunications world has known a new technique,

called Spectral spread (Spread Spectrum). Spread Spectrum is a telecommunications

technique that transmits a signal with a wide field of specific frequency into a signal

which has a wide-field frequency is much greater. Data stream is multiplied by a binary

with a password that has a wide field propagator is much larger than the original signal.

Spread Spectrum uses wide band and noise like (pseudo-noise) signals. To realize the

spread spectrum technique typically uses Direct Sequence (DS-SS) or Frequency

Hopping (FH-SS) or a combination of both.

In this final project, have been realize the system of Optical Orthogonal Codes

(OOC) using the 2-D PC / PC Codes. The method of 2-D PC / PC Codes it is a method

that uses the Prime Codes (PC) on the wavelength-hopping and time-spreading.

Performance of 2-D PC / PC Codes can be seen from the cross-correlation

values obtained from the checking bits "1" on the data sent by other data that have a

maximum correlation value of one, so that the interference between users is very low.

Key Word : CDMA, Optical Orthogonal Code, 2-D PC/PC Codes,

(3)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...iii

DAFTAR ISI ...v

DAFTAR TABEL ...vii

DAFTAR GAMBAR ...viii

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ...1

(4)

II.4.2.1 Korelasi Sendiri ...11

II.4.2.2 Korerasi Silang ...12

II.5. 2-D OCDMA ...12

BAB III CARA KERJA

III.1. Blok Diagram OCDMA Secara Umum ...14

III.2. Realisasi OOC Dengan Metode 2-D PC/PC Codes ...15

III.3. Diagram Alir Pembakitan OOC dengan 2-D PC/PC Codes ...17.

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

IV.1. Data Pengamatan Pengiriman Data ...21

IV.2. Data Pengamatan Korelasi Silang ...30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan ...32

V.2 Saran ...32

DAFTAR PUSTAKA ... 33

LAMPIRAN A...A-1

(5)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan jenis-jenis Komunikasi Spektrum

Tersebar.………..…8

Tabel 2.2 Hubungan antara Prime sequences,pemilihan kode prima ( p=5 ) serta

panjang kode prima (p2)….………11

Tabel 3.1 Prime Codes dengan P=5………..15

(6)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Diagram blok klasifikasi system komunikasi OCDMA………...5

Gambar 3.1 Diagram Blok OCDMA………...14

Gambar 3.2 Diagram Alir OOC dengan 2-D PC/PC Codes ………...17

Gambar 3.3 Diagram Alir 2-D PC/PC Codes ……….………...18

Gambar 3.4 Diagram Alir Pembentukan Kode prima Time-Spreading...……...19

Gambar 3.5 Diagram Alir Pembentukan Kode prima Wavelength-Hopping….20 Gambar 4.1 Pengiriman Data P=3 untuk user 1 sampai user 3.……….21

Gambar 4.2 Pengiriman Data P=3 untuk user 1 dan user 4………..22

Gambar 4.3 Diagram Matriks Kode user P=3.………...……22

Gambar 4.4 Pengiriman Data P=5 untuk user 1 sampai user 5 ……….23

Gambar 4.5 Pengiriman Data P=5 untuk user 1, user 6, user 11, dan user 16 ..24

Gambar 4.6 Diagram dari matriks kode user P=5... ………..25

Gambar 4.7 Pengiriman DataP=7 untuk user 1 sampai user 7……….26

Gambar 4.8 Pengiriman DataP=7 untuk user 1, user 8, user 15, user 22, user 29, user 36………..……….27

Gambar 4.9 Diagram dari matriks kode user P=7... ………..29

Gambar 4.10 Korelasi Silang dengan P=3...……….……….30

Gambar 4.11 Korelasi Silang dengan P=5...……….……….30

(7)

LAMPIRAN A:

(8)

%Program Utama

clear;

close all;

clc;

% Program ini adalah untuk membentuk 2D PC/PC

% (kombinasi TS dan WH)

% Inisialisasi

p1=3; % p1 : bilangan prima untuk melakukan proses time-spreading

p2=p1; % p2 : bilangan prima untuk melakukan proses wavelength-hop

w=p2; % w : banyaknya bit "1" pada kode yang valid

jum_data=5;

data_user{1}=randuni(jum_data);

for m=2:(p1*(p2-1))

data_user{m}=data_user{1}; % Misal data semua user sama

(9)

end;

data_tamp=data_user{1}; % data tiap user sama

data_user_ulang=[];

for m=1:(p1*(p2-1))

simp=data_user{m};

sig_ulang=ulang(p1,simp);

data_user_ulang=[data_user_ulang;sig_ulang];

end;

% Proses pembentukan baris prima untuk time-spreading

brs_prima_time=baris_prima(p1);

% Proses pembentukan kode prima untuk time-spreading

kode_prima_time=kode_prima(brs_prima_time);

% Proses pembentukan baris prima untuk wavelength-hop

(10)

brs_prima_wavelength=brs_prima_wavelength(2:end,:)+1;

% Untuk mengacak urutan kode penebar

f=1:p1;

urut_kode=acak_urut(f);

for h=1:p1

kode_prima_time_acak(h,:)=kode_prima_time(urut_kode(h),:);

end;

% Menyisipkan frekuensi

x1=[];

y=brs_prima_wavelength;

x=kode_prima_time_acak;

for gg=1:size(y,1)

y1=y(gg,:);

for m=1:size(x,1)

(11)

n=1;

for p=1:length(x_temp)

if x_temp(p)==1

x_temp(p)=y1(n);

n=n+1;

end;

x1=[x1; x_temp];

end;

kode_user_final=x1;

% Ubah urutan kode_user_final

var_indeks=1:p1*(p2-1);

var_modif=acak_urut(var_indeks);

(12)

kode_user_fin_modif(m,:)=kode_user_final(var_modif(m),:);

end;

% Modulasi semua data user dengan kode masing2x

% (dalam hal ini dikalikan)

data_tx=[];

for m=1:size(kode_user_final,1)

simp=kode_user_final(m,:);

data_rep=data_user_ulang(m,:);

for k=1:jum_data

data_termod_kali((k-1)*p1.^2+1:k*p1.^2)=kali(data_rep((k-1)*p1.^2+1:k*p1.^2),simp);

end;

data_tx=[data_tx;data_termod_kali];

end;

sig_out=zeros(p1*(p2-1),jum_data*p1.^2*141);

(13)

temp=[];

subplot(3,1,m);plot(sig_gbr_1(m,:));grid;

xlabel('Waktu');ylabel('Amplitudo sinyal');

(14)

end;

sig_gbr_2=sig_out(4:6,:);

figure;

for m=1:3

subplot(3,1,m);plot(sig_gbr_2(m,:));grid;

xlabel('Waktu');ylabel('Amplitudo sinyal');

title(['Data user ke -',num2str(1*3+m),', yaitu [',num2str(data_tamp),']']);

end;

% % Jika p=5;

% sig_gbr_3=sig_out(7:9,:);

% figure;

% for m=1:3

% subplot(3,1,m);plot(sig_gbr_3(m,:));grid;

% xlabel('Waktu');ylabel('Amplitudo sinyal');

% title(['Data user ke -',num2str(2*3+m),', yaitu [',num2str(data_tamp),']']);

(15)

%

% figure;

% for m=1:3

% end;

%

% figure;

% for m=1:3

% end;

%

(16)

% figure;

% for m=1:3

% end;

%

% figure;

% for m=1:2

% end;

% % Batas jika p1=5

% % jika p=7

(17)

% for m=1:3

% end;

%

% figure;

% for m=1:3

% end;

%

% figure;

% for m=1:3

(18)

% end;

% figure;

% for m=1:3

% end;

% figure;

% for m=1:3

(19)

% end;

% figure;

% for m=1:3

% end;

% figure;

% for m=1:3

(20)

% figure;

% for m=1:3

% end;

% % batas jika p=7

% mencari nilai korelasi silang

indeks_korelasi=1;

for m=1:size(kode_user_final,1)

for n=m+1:size(kode_user_final,1)

korelasi(indeks_korelasi)=0;

for kk=1:p1^2

if ((kode_user_final(m,kk)~=0)&&(kode_user_final(n,kk)~=0))

if (kode_user_final(m,kk)==kode_user_final(n,kk))

(21)

else

korelasi(indeks_korelasi)=korelasi(indeks_korelasi);

end;

indeks_korelasi=indeks_korelasi+1;

end;

figure;

stem(korelasi);grid;title(['Korelasi silang',', yaitu [',num2str(data_tamp),']']);

(22)

Function Baris Prima

function keluar=baris_prima(masuk)

%

% Function ini untuk menghasilkan barisan prima (prime sequence)

%

% Catatan : masukan harus berupa bilangan prima

%

% Variabel masukan : masuk = bilangan prima

%

% Variabel keluaran : keluar = barisan prima

%

cek=isprime(masuk);

if cek == 0

error('Bilangan yang dimasukkan BUKAN bilangan prima');

end;

p = masuk; % bilangan prima yang diinputkan

(23)

for n=1:p

S(m,n) = mod ((m-1).* (n-1),p);

end;

(24)

Function Kode Prima

function keluar=kode_prima(masuk)

%

% Function ini untuk menghasilkan kode prima (prime code)

%

% Catatan : masukan berupa barisan prima

%

% Variabel masukan : masuk

% Variabel keluaran : keluar

%

keluar=zeros(size(masuk,1),size(masuk,1).*size(masuk,2));

for m=1:size(masuk,1)

temp=masuk(m,:);

for n=1:length(temp)

keluar(m,(n-1).*size(masuk,2)+temp(n)+1)=1;

end;

(25)

Function Acak Urut

function [keluar]=acak_urut(masuk)

% Function ini untuk mengacak urutan yang masuk

keluar=[];

m=length(masuk);

while m~=0

masuk_baru=[];

cek=randperm(length(masuk));

(26)

Function Randuni

function[p]=randuni(N);

% Fungsi ini untuk membangkitkan data unipolar

% Variabel masukan : N = banyaknya data yang ingin dikirim

% Variabel keluaran : p

for i=1:N,

temp=rand;

if (temp<0.5),

data(1,i)=0;

else

data(1,i)=1;

end;

(27)

Function Sinyal Nol

function keluar=sinyal_nol(masuk)

%

% Function ini untuk modulasi ASK untuk bit "0"

%

% Variabel masukan : masuk,f(frek)

%

t=0.05:.00675:1;

A=1;

if masuk==0

% if masuk~=1

keluar=zeros(1,length(t));

(28)

Function Sinyal tak nol

function keluar=sinyal_taknol(masuk)

%

% Function ini untuk modulasi ASK untuk bit"1"

%

t=0.05:.00675:1;

A=1;

f=masuk;

if masuk~=0

keluar=A.*sin(2.*pi.*f.*t);

(29)

Function Sinyal satu

function keluar=sinyal_satu(masuk,f)

%

% Function ini untuk modulasi ASK untuk bit"1"

%

t=0.05:.00675:1;

A=1;

if masuk~=0

keluar=A.*sin(2.*pi.*f.*t);

(30)

LAMPIRAN B:

(31)

GAMBAR

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

BAB I

PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan

masalah, tujuan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan laporan tugas akhir.

I.1 Latar Belakang

Lebih dari satu dekade terakhir, dunia telekomunikasi telah mengenal sebuah

teknik baru, disebut Spektral Tersebar (Spread Spectrum). Spektral Tersebar ialah

teknik telekomunikasi yang mentransmisikan suatu sinyal dengan lebar bidang

frekuensi tertentu menjadi suatu sinyal yang memiliki lebar bidang frekuensi yang jauh

lebih besar. Susunan data dikalikan secara biner dengan kode penyebar yang memiliki

lebar bidang yang jauh lebih besar dari pada sinyal asal. Spread Spectrum menggunakan

wide band dan noise like (pseudo-noise) signals. Untuk merealisasikan Spread

Spectrum biasanya menggunakan teknik Direct Sequence (DS-SS) atau Frequency

Hopping (FH-SS) atau kombinasi keduanya.

Untuk mencirikan user pada DS-SS sekaligus mengatur perubahan frekuensi

(FH-SS) dapat menggunakan kode prima( Prime Codes/ PC) yang merupakan sebuah

kode yang besifat orthogonal.

Pada tugas akhir ini, telah disimulasikan sistem Optical Orthogonal Codes

(OOC) dengan menggunakan metoda 2-D PC/PC Codes. Metode 2-D PC/PC Codes itu

adalah sebuah metode yang menggunakan Kode Prima (PC) pada Wavelenght-Hooping

dan Time-Spreading .

I.2 Identifikasi Masalah

Dalam bidang komunikasi, Optical Orthogonal Codes (OOC) banyak

digunakan dalam komunikasi CDMA agar memenuhi korelasi sendiri dan silangyang

(40)

Bab I Pendahuluan

2

optik yang bertujuan untuk membangkitkan dan menganalisa OOC yang digunakan

pada kabel serat optik yang data informasi dipetakan ke dalam suatu address code.

I.3 Perumusan Masalah

Perumusan masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana kombinasi Wavelength-Hopping dan Time-Spreading dapat di

realisasikan dengan menggunakan 2-D PC/PC Code?

2. Bagaimana kinerja 2-D PC/PC Codes untuk mengkodekan kedua teknik

spektra tersebar dari perhitungan korelasi silang?

I.4 Tujuan

Tujuan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk merealisasikan system Wavelength-Hopping dan Time-Spreading

dengan 2-D PC/PC Codes dalam komunikasi Serat Optik CDMA.

2. Mengevaluasi kinerja 2-D PC/PC Codes dari perhitungan korelasi silang

I.5 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada Tugas Akhir ini dibatasi oleh :

1. Nilai bilangan prima yang digunakan untuk Wavelength-Hoping dan

Time-Spreading sama.

2. Banyaknya bit ”1” sama dengan bilangan prima yang dipilih untuk

wavelength-hoping.

3. Proses pembangkitan kode prima sama dengan kode prima original.

4. Kinerja kode 2-D PC/PC Codes diamati dari perhitungan korelasi silang.

(41)

Bab I Pendahuluan

3

I.6 Sistematika Penulisan

Laporan terdiri dari beberapa bab dengan garis besar sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan

masalah, tujuan, pembatasan masalah, cara kerja dan sistematika penulisan laporan

tugas akhir.

BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini dijelaskan mengenai teori-teori penunjang yang diperlukan dalam

merealisasikan Optical Orthogonal Codes(OOC) dengan 2-D PC/PC Codes yaitu

berupa teori tentang CDMA, OCDMA, Spektral tesebar, DS-SS, FH-SS, Kode

Prima, 2-D OCDMA Codes dan korelasi silang.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

Pada bab ini dijelaskan tentang realisasi OOC dengan Metoda 2-D PC/PC Codes

BAB IV ANALISA DAN DATA PENGAMATAN

Pada bab ini dijelaskan tentang proses data pengamatan, dan analisisnya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu

(42)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu

dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.

V.1 Kesimpulan

Dalam mensimulasikan Optical Orthogonal Code dengan metode 2-D PC/PC

codes, dapat disimpulkan bebarapa hal seperti berikut:

1. 2-D PC/PC Codes dapat digunakan untuk melakukan proses kombinasi

wavelength-hopping dan time-spreading

2. 2-D PC/PC Codes memiliki nilai korelasi silang maksimum satu, sehingga antar

user memiliki interfrensi sangat rendah.

V.2 Saran

Saran-saran yang dapat diberikan untuk perbaikan dan pengembangan Tugas

Akhir ini di masa mendatang adalah :

1. Percobaan bisa dilakukan dengan membandingkan OOC dengan metode

(43)

DAFTAR PUSTAKA

1. Jackel, Janet. Optical-CDMA: What, Why and How. Montana State. 2005.

2.

Meel, J., ir., “Spread Spectrum”, IWT HOBU Fonds, De Nayer Instituut, October

1999.

3.

M.B. Pursley, “ Spread Spectrum Multiple-Access Communications in Multi-User Communication System,” G. Longo, Ed. New York : Springer-Verlag, 1989.

4.

A.J. Viterby., “ Code Division Multiple Access Principles of Spread-Spectrum Communications, “ Addison-Wesley Publishing Company, Reading, Mass., 1995.

5.

Yang, G-C., and W.C. Kwong, “ Prime Codes with Application to CDMA Optical and Wireless Networks,” IEEE Transactions, Artech House, 2002.