ANALISIS KINERJA MODULASI ASK PADA KANAL ADDITIVE WHITE GAUSSIAN NOISE (AWGN)

Transkripsi

1 ANALISIS KINERJA MODULASI ASK PADA KANAL ADDITIVE WHITE GAUSSIAN NOISE (AWGN) JOSUA RINGIGAS BARAT HUTABARAT Program Studi Teknik Elektro Konsentrasi Teknik Telekomunikasi Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jl. H.M JONI No. 70 A MEDAN Indonesia joshuabarat.jb@gmail.com ABSTRAK Modulasi adalah proses perubahan suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal yang mampu membawa suatu informasi. Modulasi ASK (Amplitudo Shift Keying) suatu bentuk modulasi yang digambarkan sebagai variasi data digital pada amplitudo sinyal pembawa. Tugas Akhir ini menganilisis kinerja dari modulasi ASK pada kanal AWGN, dimana digunakan beberapa parameter yaitu, BER dan P, modulasi akan dilakukan simulasi menggunakan bahasa pemrograman MATLAB. Hasil simulasi menunjukkan ketika dilakukan variasi level amplitudo carrier bit 1 dengan noise yang tetap, maka nilai akan semakin tinggi sedangkan P akan semakin turun dan nilai BER akan semakin kecil ketika amplitudo Carrier bit 1 semakin besar. Simulasi kedua dilakukan dengan variasi level amplitudo noise, hasil simulasi menunjukkan, semakin besar amplitudo noise nilai semakin kecil dan P semakin besar dan BER akan semakin besar ketika nilai amplitudo noise semakin besar. Kata kunci : Modulasi ASK, Kanal AWGN,, BER, P 1. 1 Latar Belakang Modulasi ASK (Amplitudo Shift Keying) adalah suatu bentuk modulasi yang mewakili data digital sebagai variasi amplitudo dari gelombang pembawa. ASK merupakan suatu modulasi dimana logika 1 diwakili dengan adanya sinyal dan logika 0 diwakili dengan adanya kondisi tanpa sinyal. Pada teknik modulasi ASK data digital yang ditumpangkan direpresentasikan dengan cara mengubah-ubah amplitudo gelombang pembawa. Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisa kinerja modulasi ASK dengan menggunakan MATLAB. Analisa dilakukan berupa pemodelan dan simulasi modulasi ASK terhadap adanya kanal noise yaitu AWGN. Adapun parameter yang dianalisis adalah, BER, P. a. Menganalisis prinsip kerja modulasi ASK dengan sinyal carrier 10 KHz dan data 50 bit. b. Menganalisis kanal AWGN c. Menganalisis modulasi ASK pada kanal AWGN 1.3. Tujuan Penulisan Tujuan penelitian dan Tugas Akhir ini adalah untuk menganalisis parameter modulasi ASK pada kanal AWGN Rumusan Masalah Adapun Rumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1

2 2.1 Modulasi digital Modulasi dapat diartikan pula sebagai proses pengubahan sinyal baseband menjadi sinyal bandpass atau lebih jelasnya modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal yang mampu membawa suatu informasi. Secara singkat prinsip kerja modulasi diperlihatkan pada Gambar 2.1. [7] b. Sinyal ASK Gambar 2.3 Pembentukan Sinyal ASK oleh Input Biner 2.3 Parameter Kinerja modulasi ASK a. (Signal To Noise Ratio) E c (t) = E c sin(ω c t + ) Gambar 2.1 Blok Diagram Prinsip Kerja Modulasi Digital Dimana: E c (t) = merupakan sinyal termodulasi E c = Merupakan nilai besar amplitudo dari sebuah sinyal, ω c t = Merupakan nilai frekuensi sebuah sinyal, = Merupakan nilai fasa dari sebuah sinyal 2.2 Modulasi ASK Amplitudo shift keying (ASK) adalah suatu bentuk modulasi yang digambarkan sebagai variasi data digital amplitudo pada sinyal pembawa. Modulasi ASK dengan input biner diperlihatkan pada Gambar 2.2. [7]. Signal to noise ratio () adalah perbandingan daya suatu sinyal terhadap daya noise yang muncul pada titik tertentu dalam transmisi. Biasanya, diukur pada sebuah penerima, karena nantinya untuk memproses sinyal yang diterima dan menghilangkan derau yang tidak diinginkan dengan persamaan 2.3.[8] ()db = 10 log 10 ( Ps )... (2.3) Pn = 20 log V A1 V N... (2.4) Dimana V A1 = Amplitudo Carrier bit 1 V N = Amplitudo Noise b. BER (Bit Error Rate) Dari seluruh pesan (dalam hal ini bit atau bisa saja simbol) yang dikirim pemancar berapa bagian yang diterjemahkan secara benar oleh penerima dan berapa bagian yang salah. Bagian yang salah dalam satu satuan waktu (detik) dan disebut sebagai prosen error per detik atau lebih dikenal sebagai bit error rate (BER). [7] BER = Jumlah bit Salah Jumlah Total bit... (2.6) Gambar 2.2 Modulasi Digital ASK oleh Input Biner a. Input Biner Gambar 2.4 Grafik hubungan antara BER terhadap E b /N o 2

3 c. P (Peak Signal To Noise Ratio) Kanal AWGN Peak signal to noise ratio (P) adalah perbandingan antara nilai maksimum dari sinyal yang diukur dengan besarnya derau yang berpengaruh pada sinyal tersebut. P biasanya diukur dalam satuan decibel. Sinyal Carrier Signal Informasi Digital Modulasi ASK Noise Hasil Demodulasi sinyal informasi Digital yang Ditrima P = 10 log 10 ( P2 s ) P 2 s +P 2 n 2P s P n V4 s P = 10 log ( v 4 s +v 4 n 2v 2 s v n 2)... (2.10) 3. Metodologi Penelitian Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini menggunakan simulasi software MATLAB. Untuk menganalisa hasil output dari penelitian ini digunakan beberapa parameter yaitu, BER, P Diagram Alir Penelitian Berikut adalah alur penelitian yang akan dilakukan ditunjukkan diagram alir pada Gambar 3.1 Mulai Perencanaan Sistem Modulasi, demodulasi ASK Pemodelan Sistem Modulasi Demodulasi ASK pada Simulink MATLAB Simulasi Sistem Modulasi Demodulasi ASK Gambar 3.2 Diagram Blok Modulasi ASK 4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Analisis Kinerja Modulasi ASK Dari hasil simulasi yang telah dilakukan dengan variasi sinyal carrier dan variasi sinyal AWGN didapatkan nilai, BER dan P. Tabel 4.1 dan 4.2 memperlihatkan kinerja modulasi ASK yaitu, BER dan P. Hasil simulasi dari variasi yang telah dilakukan. Tabel 4.1 Analisi Variasi Amplitudo Sinyal Carrier No A 1 A 0 BER P Tabel 4.2 Analisi Variasi Amplitudo Sinyal AWGN No A 1 A 0 BER P Analisis Hasil Simulasi Dengan Parameter (, BER, P) Selesai Dari tabel 4.1, maka diperoleh hubungan antara amplitudo sinyal carrier terhadap, BER dan P. Hubungan-hubungan parameter tersebut diperlihatkan pada grafik gambar 4.11, 4.12 dan Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 3.2. Perancangan Program pada MATLAB Berikut perancanagan program untuk setiap blok pada penelitian ini. Berikut diagram blok perancangan program penelitian yang akan dilakukan. 3

4 NR BER P BER 200 Vs. Amplitudo Carrier A1 BER Vs. Amplitudo AWGN AN BER Gambar 4.11 Analisis Vs. Amplitudo Carrier A 1 Gambar 4.15 Analisis BER Vs. Amplitudo AWGN BER Vs. Amplitudo P Vs. Amplitudo AWGN A1 BER 100 AN P Gambar 4.12 Analisis BER Vs. Amplitudo Carrier A 1 Gambar 4.16 Analisis P Vs. Amplitudo AWGN 02 P Vs. Amplitudo Carrier 3 4 A P 5. Penutup 5.1. Kesimpulan Berdasarkan hasil simulasi modulasi ASK yang telah dilakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: Gambar 4.13 Analisis P Vs. Amplitudo Carrier A 1 Kemudian dari tabel 4.2, maka diperoleh hubungan antara amplitudo sinyal carrier terhadap, BER dan P. Hubungan-hubungan parameter tersebut diperlihatkan pada grafik gambar 4.14, 4.15 dan Vs. Amplitudo AWGN 0 AN Gambar 4.14 Analisis Vs. Amplitudo AWGN 1) Dari hasil simulasi yang dilakukan semakin besar level amplitudo sinyal carrier dengan amplitudo noise yang tetap maka nilai BER akan semakin kecil dan level P akan semakin besar. 2) Dari hasil simulasi yang dilakukan, semakin besar daya noise yang diberikan maka BER yang terjadi akan semakin besar dan juga semakin banyak informasi bit yang dikirimkan dengan satuan waktu tertentu maka akan semakin besar juga jumlah error bit yang terjadi. 3) Dari simulasi yanng dilakukan juga dapat disimpulkan bahwa semakin besar level maka semakin kecil kemungkinan terjadinya BER. 5.2 Saran 1) Program simulasi ini sebaiknya dilengkapi dengan interface yang dapat memudahkan dalam melakukan setiap percobaan tanpa harus merubah sintaks pada source matlabnya. 2) Program simulasi ini juga sebaiknya dapat dilengkapi dengan membandingkan kinerja dari parameter lainya dan juga sistem modulasi lainnya. 4

5 Daftar Pustaka [1] Arfiandi, Yoyong Analisis Stuktur dengan Program MATLAB dan FreeMat. Yogyakarta : Cahaya Atma Pustaka. [2] Doni, dkk Komunikasi Data, Yogyakarta: Andi Offset [3] Hapsara, Agra Kurniawan Kinerja Modulasi Digital dengan Metode PSK ( PHASE SHIFT KEYING). Jurnal Penelitian: Universitas Diponegoro. [4] Sianipar, R.H Simulik Matlab Belajar dari Contoh. Yogyakarta: Andi Offset. [5] Sai yanti, Noviana Purwita Pembuatan Modul Praktikum Teknik Modulasi Digital FSK, BPSK dan QPSK dengan Menggunakan Software.Jurnal Penelitian: PENS ITS. [6] Hapsara, Agha Kurniawan Kinerja Modulasi Digital Dengan Metode PSK (Phase Shift Keying). Jurnal Penelitian: Universitas Diponegoro. [7] Hidayat, Wisnoe Saputro: Kinerja Butterworth Low-Pass Filter pada Teknik Modulasi Digital ASK Terhadap Paket Data yang dipengaruhi oleh Derau. Jurnal Penelitian: Universitas Mercubuana. [8] Arjuni Budi. P, dkk Modul Dasar Sistem Telekomunikasi. Bandung: FPTK Universitas Pendidikan Indonesia. [9] Irawan, Ardhitya Dasar-dasar Quadcopter dan Setup KKBoard 2.0 pada Quadcopter (Mode X). dasarquadcopter-dan-setup-kkboard-2-0-pada-quadcoptermode-x/ [Diakses 21 Juli 2016] 5