Quadrature Amplitudo Modulation-8 Sigit Kusmaryanto,

Transkripsi

1 Quadrature Amplitudo Modulation-8 Sigit Kusmaryanto, BAB I Quadrature Amplitudo Modulation Sinyal Quadrature Modulation (QAM) mempergunakan dua pembawa kuadratur os 2 π f t dan sin 2 π f t, masing-masing dimodulasikan oleh bit informasi. Metode dari transmisi sinyal memakai Quadrature Carrier Multiplexing. m2(t) Balaned Balaned LPF LPF m1(t) A os 2πft 90 0 phase shift Channel PLL A sin 2πft 90 0 phase shift m2(t) Balaned Balaned LPF m2(t) Gambar 1. Modulasi dan Demodulasi Quadrature Carrier Multiplexing Sinyal ditransmisikan pada frekuensi arrier yang sama dengan memakai dua pembawa kuadratur A os 2 π f t dan A sin 2 π f t. Untuk mengerjakannya, diandaikan m 1 (t) dan m 2 (t) adalah dua sinyal informasi terpisah yang ditransmisikan melalui kanal. Amplitudo sinyal m 1 (t) memodulasi pembawa A os 2 π f t dan amplitudo sinyal m 2 (t) memodulasi pembawa kuadratur A sin 2 π f t. Dua sinyal dijumlahkan dan ditransmisikan melalui kanal. Sehingga sinyal yang ditransmisikan adalah : atau u(t) = A m 1 (t) os 2 π f t + A m 2 (t) sin 2 π f t u m (t) = A m gt(t) os 2 π f t + A ms gt(t) sin 2 π f t m = 1,2,...,M Dimana A m dan A ms adalah posisi dari level amplitudo yang diperoleh dari penempatan k-bit sequene ke dalam amplitudo sinyal. Umumnya QAM dapat

2 dilihat sebagai bentuk gabungan dari modulasi amplitudo digital dan modulasi fasa digital. Jadi bentuk gelombang sinyal QAM yang ditransmisikan dapat dinyatakan u mn (t) = A m gt(t) os (2 π f t + θ n ) m = 1,2,3...,M1 n = 1,2,3,...,M2 Diagram blok fungsional dari modulator QAM untuk mendapat sinyal QAM yang akan ditransmisikan adalah : Filter Transmisi gt(t) Balaned biner Konverter serial ke paralel Osilator 90 0 phase shift os 2πft output sinyal QAM sin 2πft Filter Transmisi gt(t) Balaned Gambar 2. Diagram Blok Fungsional QAM Representasi sinyal geometris dari sinyal yang diberikan modulator QAM dalam bentuk vektor sinyal 2 dimensi bisa dituliskan : S m = ( Es A m, Es A ms ) m = 1,2,3,...,M BAB II QAM -8 Keadaan QAM 8 keadaan adalah teknik enoding M-er dengan M-8. Dengan QAM 8 keadaan keluaran yang mungkin untuk satu frekuensi pembawa. Untuk memperoleh 8 kondisi masukan yang berbeda maka data masukan biner digabung menjadi tiga kelompok bit yang disebut TRIBIT ( 2 3 = 8). Masing-masing kode bit tribit menghasilkan salah satu keluaran yang mungkin. Masukan bit serial mengalir ke pembelahbit dimana mengubah ke bit pralel, menjadi keluaran tiga kanal (kanal 1 atau kanal in-phase, kanal Q atau

3 in quadrature, dan kanal C atau kontrol ). Sehingga laju bit pada masingmasing kanal menjadi sepertiga laju data masukan f / 3). Bit kanal I dan C menuju konverter kanal I dan bit di kanal Q dan C menuju konverter kanal Q. Konverter level 2 ke level 4 adalah DAC (digital to analog onverter) dengan masukan paralel masukan 2 bit, ada 4 tegangan keluaran yang mungkin. Bit kanal I atau Q menentukan polaritas dari keluaran, sinyal analog PAM (logika 1 = + V dan logika 0 = V ). Sedangkan bit kanal C menentukan besarnya (logika 1 = 1,307 V dan logika 0 = 0,541), karena bit kanal C samasebagai masukan konverter kanal I dan Q, maka besar sinyal kanal I dan Q selalu sama. ( b Kanal I f b /3 Konverter 2 to 4 level PAM Produk modulator Osilator referensi sin ω t Masukan f b Q I C f b /3 90 Penjumlah linier Keluaran QAM 8 os ω t Kanal Q f b /3 Konverter 2 to 4 level PAM Produk modulator Gambar 3. Diagram Pemanar QAM-8 Tabel Kebenaran Konverter I/Q C Output 0 1-1, , , ,307 Untuk masukan tribit Q = 0, I = 0, C = 0 (000), maka masukan konverter kanal I adalah I = 0 dan C = 0, dari tabel kebenaran diperoleh keluaran 0,541

4 volt. Dan masukan konverter kanal Q adalah Q = 0 dan C = 0, dari tabel kebenaran diperoleh keluaran 0,541. Lalu dua masukan modulator kanal I adalah 0,541 dan sinω t, sehingga keluarannya : I = (-0,541)( sinω t) = -0,541 sinω t Dan dua masukan modulator kanal Q adalah 0,541 dan osω t laju keluarannya adalah : I = (-0,541)( osω t) = -0,541 osω t Kemudian keluaran dari modulator kanal I dan Q dijumlah pada penjumlah linier dan keluarannya adalah : = -0,541 sinω t - 0,541 osω t = 0,765 sinω t Untuk kode tribit lainnya diperoleh tabel kebenaran Tribit Keluaran QAM 8 Q I C Amplitudo Fasa , , , , , , , ,

5 os t ω (1,848V) (0,765V) -sin ωt sin ω t -os t ω Gambar 4 Diagram fasor

6 os t ω sin ωt sin ω t os t ω Gambar 5 Diagram Susunan Masukan tribit Fasa dan Amplitudo Keluaran QAM 8 0,765 1,848 0,765 1,848 0,765 1,848 0,765 1, º -135º -45º -45º 135º 135º 45º 45º Gambar 6 Grafik hubungan fasa dan amplitudo keluaran QAM terhadap waktu Bandwidth QAM 8 keadaan

7 Sejak data dibagi menjadi tiga kanal, laju data pada kanal I, kanal Q, dan kanal C. Adalah sebesar sepertiga dari laju data masukan f / 3). Karena bit di kanal I, Q, C dikeluarkan seara serentak dan paralel, konverter juga mengalami perubahan pada masukan dan keluaran pada laju yang sama yaitu f b / 3. ( b masukan fb C I Q C I Q C I Q C I Q fb /3 Kanal C frekuensi fundamental tinggi kanal I fb /3 kanal Q fb /3 Keluaran PAM Kanal I +1,307 +0,541-0,541-1,307 +1,307 +0,541 +0,541-1,307 sin Dari perhitungan bandwidth dia atas, frekuensi fundamental tertinggi pada kanal I, Q, C adalah seperenam dari laju bit masukan (satu siklus pada I, Q atau C sama waktunya dengan 6 bit masukan ). Demikian juga frekuensi fundamental tertinggi pada sinyal PAM sebesar seperenam laju bit biner (f b / 6). Dengan QAM 8 keadaan terdapat satu perubahan fasa atau amplitudo untuk tiap tiga bit data masukan. Akibatnya baud untuk QAM 8 adalah f / 3) sama dengan bandwidth minimum. Prinsip kerja Balaned modulator sama dengan produk modulator yaitu keluarannya adalah hasil dari pembawaan dan sinyal PAM. Seara matematis, keluaran dari modulator adalah : Output = (x sinω t)( sinω t) ω t sin ω t sin ω t sin ω t ( b Dimana ω t = 2 π f b /6 t (fasa pemodulasi)

8 sehingga, ω t = 2 π f /6 t (sinyal pembawa) Output = (x sin 2π f b /6 t)( sin 2π f t) = x/2 os 2π (f - f b /6) t - x/2 os 2π (f + f b /6)t spektrum frekuensi keluaran adalah dari f - f b /4 sampai f + f b /4 dan bandwidth minimum (f N ) adalah : (f + f b /6) - (f - f b /6) = 2 f b /6 = f b /3 BAB III KESIMPULAN 1. QAM 8 adalah teknik enoding M-er dengan M-8 yaitu 8 keadaan keluaran yang mungkin untuk satu frekuensi pembawa 2. Untuk memperoleh 8 kondisi masukan yang berbeda maka data masukan biner digabung menjadi tiga kelompok bit yang disebut TRIBIT ( 2 3 = 8). Masing-masing kode bit tribit menghasilkan salah satu keluaran yang mungkin. 3. Dari perhitungan bandwidth, frekuensi fundamental tertinggi pada kanal I, Q, C adalah seperenam dari laju bit masukan. Demikian juga frekuensi fundamental tertinggi pada sinyal PAM sebesar seperenam laju bit biner (f b / 6). DAFTAR PUSTAKA 1. Misha Shwartz., Information Transmission, Modulation and Noise, Third Edition. M. Graw-Hill In, Wayne Tomasi, Advaned Eletroni Communiations Systems, Third Edition. USA : Prentie Hall International In, 1994.