Danang Arifuddin¹, -². ¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

(1)

PERANCANGAN DAN REALISASI PROTOTYPE RECEIVER TDMA-FDD PADA MASTER DAN SLAVE STATION DALAM LEVEL INTERMEDIATE FREKUENSI

(DESIGN AND REALIZATION PROTOTYPE RECEIVER TDMA-FDD AT THE MASTER AND SLAVE STATION IN THE INTERMEDIATE FREQUENCY LEVEL)

Danang Arifuddin¹, -²

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom Abstrak

Ide dalam mengambil judul “Perancangan dan Realisasi Prototype Receiver TDMA-FDD Pada Master dan Slave Station Dalam Level Intermediate frekuensi” dalam tugas akhir ini

dilatarbelakangi oleh keinginan untuk membuat miniatur perangkat telekomunikasi secara hardware dan software yang bisa untuk dipelajari, dikembangkan dan disimulasikan lebih lanjut. Dalam realisasinya nanti sangat diharapkan perangkat ini nantinya dapat bekerja sama dengan bagian transmitter master dan slave station untuk mewujudkan hubungan akses antar slave dan slave dengan master berdasarkan mekanisme penjadwalan untuk data yang diatur oleh master station (TDMA-FDD reservasi).

Yang menjadi bagian permasalahan utama dalam tugas akhir ini adalah bagaimana realisasi miniatur perangkat TDMA-FDD ini bekerja sesuai mekanisme penjadwalan layaknya di lapangan. Dimana di lapangan, sistem TDMA-FDD bekerja dengan kondisi minimum 1 master station untuk sekian banyak slave station di sekitarnya. Master berfungsi sebagai pihak pemberi jadwal, sedangkan slave station sebagai pihak peminta dan penerima jadwal hubungan. Dalam

hubungannya master bekerja dengan frekuensi yang berbeda dari slave station, namun sesama slave bekerja dalam frekuensi yang sama beda giliran bicara. Dari permasalahan tersebut, maka sekurang-kurangnya perlu direalisasikan sistem yang mampu membuktikan terjadinya hubungan minimal untuk 1 master station dan 2 slave station sebagai jalan pembuktian berjalannya

mekanisme penjadwalan.

Namun pada akhir pengerjaan, kami menemui banyak kendala diakibatkan oleh minimnya keahlian dibidang elektronika praktis, sehingga dari sekian banyak rancangan tahap awal hanya bagian perhitungan dan simulasi PLL sebagai demodulator yang berhasil dikerjakan secara software menggunakan mathlab dan circuit maker untuk simulasi osilatornya. Selanjutnya demi menyelesaikan tugas akhir, kami berpindah ke penggunaan IC yang berarti penurunan besar frekuensi dari 8 & 12 MHz ke 80 & 240 kHz yang berhasil kami realisasikan sampai tahapan modem FSK dan mixer. Sedangkan mikrokontroller bagian Master dan Slave sebagai otak perangkat ini masih harus dibenahi lebih lanjut dalam rangka memenuhi konsep TDMA-FDD reservasi sebenarnya. Oleh karena itu kemudian tugas akhir ini akan saya sampaikan dengan segala hasil yang telah saya capai ditambah dengan analisa pada setiap titik kegagalan. Kata Kunci :

(2)

Abstract

Idea to take this topic “Design and Realization Prototype Receiver TDMA-FDD At The Master and Slave Station In the Intermediate Frequency Level” in this final task are fully push by my own desperate to make some miniature of telecommunication hardware and software that can be used as tools for supporting anyone that want to learn and developed those topic by simulating the miniature. In my realization, I’d really hope the miniature that I have made can work together and supporting each other with transmitter at the master and slave station that been made by other person friend of mine to realize harmony relationship between slave and slave or slave with master station with TDMA-FDD reservation mechanism.

The main problems in this final task are of course how to realize the miniature of TDMA-FDD that really works as the same as in the reality. Where in the reality, this system must work with

minimum 1 master and 2 slave station. Master as the schedule maker and slave as the object of the decision schedule that been made by master station. In the truly TDMA-FDD communication, Master station work with different frequency with the Slave station, but each Slave station work with the same frequency. And to prove those reality, then I should make minimum 2 slave station and 1 master station.

Although I’ve planned so far to close on reality, but still I can’t finished it yet. With all my ability, I only finished the master plan by each blok simulation, and realize demodulator FSK down to 80 & 240 kHz from 8 & 12 MHz and still with the failled function of microcontroller as the main brain of my hardware. So, here I came with all that I’ve been done and all my analysis on all my fail point.

(3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam melakukan hubungan komunikasi dengan jumlah user yang banyak,

dapat dilakukan dengan beberapa metoda akses jamak, antara lain : FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) dan CDMA (Code Division Multiple Access). Pada FDMA, user menempati frekwensi yang berbeda-beda tetapi waktu transmit boleh sama, kekurangan dari sistem ini adalah diperlukannya bandwidth frekwensi yang lebar sehingga biaya untuk menyewa kanal frekwensi sangat mahal dan terjadi interferensi antar kanal, sedangkan kelebihannya adalah tidak diperlukan pengaturan waktu transmit dan perangkat lebih sederhana. Pada sistem TDMA, user menempati time slot yang berbeda-beda dan frekwensi transmit boleh sama, kekurangan dari sistem ini adalah diperlukannya pengaturan waktu transmit (proses timing) sehingga perangkatnya lebih rumit, sedangkan kelebihannya adalah diperlukan bandwidth frekwensi yang lebih sempit sehingga biaya untuk menyewa kanal frekwensi lebih murah, tidak terjadi interferensi antar kanal. Pada CDMA , user mempunyai kode yang berbeda-beda, sedangkan waktu dan frekuensi transmit boleh sama, kekurangan dari sistem ini adalah diperlukannya power control sehingga perangkatnya sangat rumit, sedangkan kelebihannya adalah kapasitas kanal sangat besar, kebal terhadap jamming, kebal terhadap multipath, keamanan informasi lebih terjamin, bandwidth frekwensi yang lebar.

Dengan mempertimbangkan kekurangan dan kelebihan dari masing-masing metoda akses di atas, maka untuk saat ini sistem komunikasi yang sering digunakan adalah metoda TDMA. Ada dua jenis metoda TDMA, yaitu metoda aloha dan metoda reservasi atau penjadwalan. Metoda aloha random jarang dipakai karena mempunyai kelemahan sering terjadinya tabrakan saat pengiriman

1

(4)

BAB I PENDAHULUAN 2

informasi yang dilakukan oleh user, hal ini disebabkan pengiriman informasi tanpa adanya sistem penjadwalan, sehingga user saling berebut untuk berkomunikasi. Namun metoda tersebut sangat efektif untuk pengiriman data karena dalam komunikasi data ada metode acknowledgement. Metoda aloha reservasi paling banyak dipakai untuk komunikasi suara, karena waktu pengiriman informasi yang dilakukan user tidak boleh terputus sehingga diatur oleh master station mengenai pemakaian time slotnya dan dalam hal ini user sebagai slave station. Master station akan mengatur slave station untuk melakukan transmit pada time slot tertentu dan sekaligus menyampaikan sinyal informasinya ke slave station lain yang dituju.

Dalam tugas akhir ini akan dibuat sebuah hardware dan software yang akan merealisasikan metoda penjadwalan. Metoda penjadwalan ini bersifat dinamis, artinya setiap slave station mendapatkan waktu yang berbeda-beda untuk melakukan transmit dan pengiriman paket data bersifat burst (kadang ada, kadang tidak ada, kadang panjang, kadang pendek). Dengan peran receiver slave sebagai perangkat terima yang mampu menerjemahkan data penjadwalan dari master dan mampu membaca data. Adapun peran receiver master adalah untuk membaca format frame data Tx slave untuk diketahui alamat tujuannya dan bekerja sama Tx master untuk menentukan penjadwalannya.

1.1 Perumusan Masalah

Masalah utama yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah bagaimana

pembuatan sistem penjadwalan yang bersifat dinamis dengan peran receiver slave sebagai pembaca format waktu penjadwalan dan menentukan waktu transmit dari jadwal tersebut bekerjasama dengan Tx slave, sedangkan receiver master untuk membaca format frame data Tx slave untuk diketahui alamat tujuannya dan bekerja sama Tx master untuk menentukan kondisi pengirimannya.. Jadwal

transmit untuk slave station yang diberikan oleh master station ini dikodekan

dalam bit yang akan disusun dalam suatu frame, karena sifat penjadwalannya

PERANCANGAN DAN REALISASI PROTOTYPE RECEIVER

TDMA-FDD PADA MASTER DAN SLAVE STATION DALAM LEVEL INTERMEDIATE FREKWENSI Sekolah Tinggi Teknologi Telkom

(5)

dinamis dan panjang informasi setiap slave station berbeda maka panjang frame yang dikirimkan berbeda-beda, sehingga pengaturan on-off pada mixer juga harus berbeda pula (dinamis). Dalam hal ini, kondisi on akan melewatkan sinyal keluaran modulator FSK (yang membawa frame data tersebut) untuk dipancarkan, sedangkan kondisi off sangat diharapkan tidak akan melewatkan sinyal keluaran modulator FSK, sehingga tercapai kondisi tidak pancar karena pada saat itu sinyal FSK tidak membawa frame data. Untuk mensimulasikan sistem ini maka akan dibuat hardware yang terdiri dari perangkat mater dan slave yang semulanya dengan receiver master pada 12 MHz dan untuk receiver slave pada 8 MHz. Namun karena keterbatasan kami, keduanya hanya dioperasikan pada frekwensi uplink 80 kHz dan downlink 240 kHz.

1.2 Pembatasan Masalah

Lingkup pekerjaan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah :

• Pembuatan program asembler untuk mengolah data, mengatur sistem penjadwalan pada TDMA yang bersifat dinamis, serta pembuatan sitem mikrokontroler dengan menggunakan IC Atmel 89S52.

• Pembuatan demodulator FSK untuk 80 KHz dan 240 KHz yang semulanya 8 MHz dan 12 MHz

1.3 Maksud dan Tujuan

Hal-hal penting yang menjadi tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah • Merealisasikan sistem penjadwalan transceiver pada metoda TDMA, baik

secara hardware maupun secara software (asembler).

• Meningkatkan pemahaman tentang prinsip sistem komunikasi digital dan analog termasuk metoda aksesnya.

• Menambah ketrampilan dan keahlian khususnya dibidang pemrograman bahasa asembler, teknik digital, dan pembuatan perangkat radio.

(6)

• Sebagai bahan untuk memenuhi syarat kelulusan program S1 Teknik Telekomunikasi di STT Telkom

1.4 Metodologi Penelitian

Metoda penelitian yang dilakukan dalam menyusun tugas akhir ini adalah : • Studi literatur, sebagai dasar pemahaman teori yang mendukung terhadap

sistem yang dibuat.

• Pembuatan perangkat hardware dan software asembler dilakukan dengan eksperimen untuk melakukan uji coba menurut teori dan perancangan agar mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan.

• Pengukuran dan trouble shooting pada perangkat hardware dan software, sebagai dasar untuk melakukan analisis terhadap sistem yang dibuat. • Konsultasi dengan dosen pembimbing.

1.6 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini ditulis dengan tata urutan sebagai berikut :

Bab I : Pendahuluan, berisi tentang latar belakang, maksud dan

tujuan, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan tugas akhir.

Bab II : Dasar Teori, membahas tentang semua blok diagram yang

akan direalisasikan dengan hardware sesuai dengan teori yang ada, serta cara kerja sistem yang akan dibuat.

Bab III : Perancangan dan Realisasi Sistem, berisi tentang

perancangan dan pembuatan blok diagram sistem secara hardware dan pembuatan software yang diperlukan.

Bab IV : Pengukuran dan Analisa Sistem, berisi tentang hasil

pengukuran dan analisa yang terkait dengan perangkat baik yang berhasil maupun tidak.

(7)

Bab V : Kesimpulan dan Saran, berisi tentang kesimpulan hasil

analisa tugas akhir ini sekaligus saran-saran untuk perbaikan di kemudian hari

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

(8)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Sistem yang dirancang ternyata diprediksikan hanya berjalan

kurang lebih 50% karena mikrokontroller yang gagal bekerja dengan baik

2. Terjadi delay pengiriman data pada alat yang direlisasikan baik

pada arah uplink dan arah downlink yang nilainya masing-masing berbeda akibat perbedaan pemakaian komponen pasif penunjang IC.

3. Terjadi penguatan pada keluaran IC demodulator FSK XR 2211

dengan hasil yang cukup baik yang mendekati nilai 3 dB walaupun dengan besaran yang berbeda antara uplink dan downlinknya akibat perbedaan nilai komponen penunjang IC pula

4. Kegagalan pembuatan desain awal lebih diakibatkan pada nilai

kapasitansi parasitik pada komponen transistor bertipe JFET yang dipakai disamping nilai induktansi pada lilitan yang cukup sulit untuk diprediksikan.

5.2 Saran.

Agar pada perancangan dan realisasi alat selanjutnya bisa diperoleh hasil yang lebih baik, maka ada beberapa saran yang perlu diperhatikan, antara lain :

1. Hendaknya pemakaian alat bantu ukur yang lengkap lebih

terpenuhi demi lebih menunjang diselesaikannya tugas akhir yang berbasis pada pembuatan alat.

2. Hendaknya level frekuensi operasi dari alat ditingkatkan ke level

RF yang siap pancar

3. Hendaknya dibuat perangkat visual yang dapat membantu pemakai

dalam menggunakan alat untuk kepentingan yang lebih berguna

4. Ketrampilan pembuatan alat yang lebih baik dengan

komponen-komponen aktif berupa transistor akan membantu dalam menyelesaikan pembuatan alat dengan biaya yang lebih terjangkau

(9)

DAFTAR PUSTAKA

1. Agus Susanto, Bintoro. Proyek Akhir 2002. Pembuatan Remote Control Untuk Pengaturan Sistem Audio.

2. Eko Putra, Agfianto. Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55. PT. Gava Media : Yogyakarta.

3. Prasetia, Retna & Edi Wibowo, Catur. Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0

4. Krauss, Herbert L. 1990. Teknik Radio Benda Padat. Universitas Indonesia : Jakarta.

5. Skalar, Bernard. Digital Communications Fundamental and Aplications. Prentice Hall : Canada.

6. Tomasi, Wayne. Advanced Electronic Communication Systems. Prentice Hall : New Jersey.

7. Haykin, Simon. 4th Edition. 2001. Communication Systems. John Wiley & Sons,

Inc.: New York, United States of America

8. Budianto, Ir. & Budi Prasetya, ST. Diktat Kuliah Elektronika Komunikasi. Jurusan Teknik Elektro STT TELKOM.

9. Sedra, Adel S & Smith, Kenneth C. 1998. Microelectronic Circuits. Oxford University Press: New York

10. Boylestad, Robert & Nashelsky, Louis. 5th Edition. Electronic Devices And

Circuit Theory. Prentice Hall International, Inc.: New Jersey, United States Of America

xx

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)