TUGAS AKHIR ANALISIS KINERJA ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING PADA SISTEM DVB-T (DIGITAL VIDEO BROADCASTING TERRESTRIAL)

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS KINERJA ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING PADA SISTEM DVB-T (DIGITAL VIDEO BROADCASTING TERRESTRIAL) Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Telekomunikasi Oleh NIKMANSYAH NASUTION NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

2 ANALISIS KINERJA ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING PADA SISTEM DVB-T (DIGITAL VIDEO BROADCASTING TERRESTRIAL) Oleh: NIKMANSYAH NASUTION Disetujui oleh: Pembimbing, NAEMAH MUBARAKAH, S.T, M.T NIP : Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU, Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si NIP : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

3 ABSTRAK Saat ini perkembangan teknologi digital telah merambah ke segala aspek kehidupan masyarakat, tak terkecuali dalam dunia penyiaran televisi. Digitalisiasi siaran televisi ini memberikan manfaat lebih dibanding sistem siaran analog, diantaranya kualitas gambar dan suara yang lebih baik, ketahanan terhadap gangguan dan efisiensi kanal yang tinggi. Sistem siaran digital telah dikembangkan di banyak negara maju dengan bermacam standar tersendiri. Salah satu standar yang cukup populer di Eropa dan negara-negara lain adalah standar DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial). Dalam Tugas Akhir ini akan dianalisis perbandingan kinerja sistem DVB-T pada mode carrier FFT-IFFT 8k dengan sistem DVB-T pada mode carrier 2k pada kanal AWGN dengan metode simulasi menggunakan program Matlab. Dari data hasil simulasi diketahui bahwa untuk nilai BER yang dipengaruhi oleh E b /N 0 pada OFDM DVB-T 2K yang paling kecil berada pada 15 db dengan BER Dan pada OFDM DVB-T 8K yang paling kecil berada pada 15 db dengan BER Untuk kinerja OFDM DVB-T yang dipengaruhi bitrate, pada OFDM DVB-T 2K kinerja yang paling baik diperoleh pada bitrate 42 Mbps dengan nilai BER Pada OFDM DVB-T 8K, kinerja yang paling baik diperoleh pada bitrate 48 Mbps dengan nilai BER

4 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur hanya bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro pada Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Tugas Akhir yang berjudul: Analisis Kinerja Orthogonal Frequency Division Multiplexing pada Sistem DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial) ini, berisi analisis kinerja OFDM pada DVB-T yang dipengaruhi bit rate dan gangguan berupa AWGN. Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa, yaitu Ayahanda Iduar Nasution dan Ibunda Nurhabimah Malau serta abang-abang (Bg Izwar, Kuti Idat, Ogek Boy dan Nadik Didin) dan adik-adik penulis (Ucok, Nandar, Juwita dan Zulaila) yang selalu bersama penulis dalam menjalani lika-liku kehidupan. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 2. Ibu Naemah Mubarakah, ST.MT, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis, atas segala kesabaran dan motivasi beliau kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5 3. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro dan Dosen Wali penulis, atas segala bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan pendidikan penulis di DTE USU. 4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro, yang telah banyak memberi inspirasi dan masukan bagi penulis untuk lebih baik dalam bersikap. 5. Seluruh Karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Seluruh kawan-kawan Teknik Elektro USU. Teman-teman seperjuangan, Arif, Aprial, Dian, Fajar, Roy, Shobirin, Ridho, Nora, Putri, Arynda, Suryanto, Shandi, dll. 7. Seluruh teman-teman kos No. 7 lorong 9 Padang Bulan Medan. 8. Serta segala pihak yang sadar atau tidak saya telah mengambil inspirasi hidup dari kalian. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun Tugas Akhir ini. bagi kita semua. Akhir kata, penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini bermanfaat Medan, Januari 2012 Penulis

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR SINGKATAN... xi DAFTAR ISTILAH... xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II TEKNOLOGI DIGITAL VIDEO BROADCASTING- TERRESTRIAL (DVB-T) Umum Trans port Stream (TS)....5

7 2.3 Sistem Tranceiver DVB-T Transmitter Source Coding dan Multipleksing Splitter Outer coding Outer Interleaver Inner Coding Inner Interleaving Pemetaan dan Modulasi Frame Adaptation Penyisipan Sinyal Pilot dan Sinyal TPS (Transmission Parameter Signalling) OFDM Konversi Digital ke Analog Kanal Receiver Mode Carrier Modulasi dan Demodulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) Modulasi QPSK Demodulasi QPSK.17

8 2.6 Standar DVB-T Karakteristik Sistem Penyiaran TV Digital Terestrial Kualitas penyiaran TV digital Manfaat penyiaran TV digital Keunggulan frekuensi TV digital BAB III SISTEM OFDM PADA DVB-T Umum Ortogonalitas Guard Interval Sistem Tranceiver OFDM pada DVB-T Transmitter Pembangkitan Bit Informasi Serial to Parallel Converter Modulasi (mapping) IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) Penyisipan Guard Interval Kanal AWGN (Addition of White Gaussian Noise) Receiver Pengeluaran Guard Interval FFT (Fast Fourier Transform) Parallel to Serial Converter... 36

9 Demodulasi Perhitungan BER (Bit Error Rate) BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS KINERJA OFDM PADA DVB-T (DIGITAL VIDEO BROADCASTING-TERRESTRIAL) Umum Prinsip Kerja Sistem Pengaruh E b /N 0 Terhadap Kinerja OFDM pada DVB-T Pengaruh Bit Rate Terhadap Kinerja OFDM pada DVB-T...44 BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Blok Transmitter DVB-T... 7 Gambar 2.2 Bentuk Umum Kanal Gambar 2.3 Kanal dan Respon Kanal dari Dekomposisi Multicarrier Gambar 2.4 Blok Receiver DVB-T Gambar 2.5 Blok Diagram Modulator QPSK Gambar 2.6 Blok Diagram Demodulator QPSK Gambar 3.1 Fungsi Gelombang Orthogonal Gambar 3.2 Blok Stasiun Pemancar OFDM Gambar 3.3 Sinyal informasi Gambar 3.4 Proses Serial to Parallel Gambar 3.5 Konstelasi Sinyal QPSK Gambar 3.6 Sinyal Hasil modulasi QPSK Gambar 3.7 Bentuk sinyal kirim dengan diberi cyclic prefix Gambar 3.8 (a) Grafik Kepadatan Spektrum Daya White Noise Gambar 3.8 (b) Fungsi Kepadatan Probabilitas AWGN Gambar 3.9 Pemodelan Kanal AWGN Gambar 3.10 Blok Stasiun Penerima OFDM Gambar 3.11 Bentuk sinyal yang diterima tanpa cyclic prefix Gambar 3.12 Proses Parallel to Serial Gambar 4.1 Model Sistem OFDM... 38

11 Gambar 4.2 (a) Grafik Perbandingan BER sistem OFDM DVB-T 2K Terhadap E b /N Gambar 4.2 (b) Grafik Perbandingan BER sistem OFDM DVB-T 8K Terhadap E b /N Gambar 4.3 (a) Grafik Perbandingan BER sistem OFDM DVB-T 2K Terhadap Bit Rate Gambar 4.3 (b) Grafik Perbandingan BER sistem OFDM DVB-T 8K Terhadap Bit Rate...46

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Nilai numerik parameter OFDM untuk mode 8K dan 2K Tabel 4.1 Kinerja OFDM DVB-T dengan Variasi Nilai E b /N Tabel 4.2 Pengaruh Bit Rate Terhadap Kinerja OFDM DVB-T...44

13 DAFTAR SINGKATAN AWGN BER BPSK CDMA DAC DFT DIF DIT ETS FFT I ICI IDFT IFFT ISI LPF MPEG OFDM Q QAM : Additive White Gaussian Noise : Bit Error Ratio : Binary Phase Shift Keying : Code Division Multiple Access : Digital to Analog Converter : Discrete Fourier Transform : Decimation in Frequency : Decimation in Time : European Telecommunication Standard : Fast Fourier Transform : In-phase : Intercarrier Interference : Inverse Discrete Fourier Transform : Invers Fast Fourier Transform : Intersymbol Interference : Low Pass Filter : Moving Picture Experts Group : Orthogonal Frequency Division Multiplexing : Quadrature : Quadrature Amplitude Modulation

14 QPSK RF SNR UHF VHF : Quadrature Phase Shift Keying : Radio Frequency : Signal to Noise Ratio : Ultra High Frequency : Very High Frequency

15 DAFTAR ISTILAH AWGN (Additive White Gaussian Noise) Noise yang memiliki fungsi kepadatan probabilitas menyerupai Distribusi Gaussian. Bandwidth Kapasitas transmisi dari sambungan elektronik seperti jaringan komunikasi, bus komputer dan komputer channel. BER (Bit Error Ratio) Jumlah angka kesalahan dari suatu transmisi data antar dua sistem komputer dalam sebuah jaringan. Bit Satuan terkecil dari data yang nilainya merupakan bilangan biner. Bit Rate Banyaknya bit yang dikirim melalui suatu media dalam satuan waktu. Delay Waktu tunda yang disebabkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya. Interferensi Kondisi dimana dua gelombang atau lebih berjalan melalui bagian yang sama dari suatu ruangan pada waktu yang bersamaan, hal ini mengakibatkan terjadinya superposisi dari gelombang-gelombang tersebut sehingga menghasilkan pola intensitas baru.

16 Interleaving Cara menyusun data tanpa berdekatan untuk meningkatkan kinerja Modulasi Teknik yang dipakai untuk memasukan informasi dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus. Multimedia Istilah bagi transmisi data dan manipulasi semua bentuk informasi, baik berbentuk katakata, gambar, video, musik, angka, atau tulisan tangan. Bagi komputer, bentuk informasi tersebut, semuanya diolah dari data digital (yang terdiri dari nol dan satu). Multipath Fenomena dimana sinyal dari pengirim (transmitter) tiba di penerima (receiver) melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda. Point-to-multipoint Sitem transmisi dari satu transmitter ke banyak receiver Propagasi Proses perambatan gelombang radio di udara, berawal saat sinyal radio dipancarkan di titik pengirim dan berakhir saat sinyal radio tersebut ditangkap di titik penerima. Transceiver Singkatan dari transmitter dan receiver. Wireless Teknologi komunikasi data dengan koneksi yang tidak menggunakan kabel untuk menghubungkan antar suatu perangkat dengan perangkat lainnya.