KINERJA ADAPTIVE CODED MODULATION PADA SISTEM OFDM MENGGUNAKAN HYBRID SELECTION/EQUAL GAIN COMBINING DIVERSITY DI BAWAH PENGARUH REDAMAN HUJAN TROPIS

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR - RE 1599 KINERJA ADAPTIVE CODED MODULATION PADA SISTEM OFDM MENGGUNAKAN HYBRID SELECTION/EQUAL GAIN COMBINING DIVERSITY DI BAWAH PENGARUH REDAMAN HUJAN TROPIS Achmad Charis Fahrudin NRP Dosen Pembimbing Prof.Ir. Gamantyo H., M.Eng.Ph.D. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

2 KINERJA ADAPTIVE CODED MODULATION PADA SISTEM OFDM MENGGUNAKAN HYBRID SELECTION/EQUAL GAIN COMBINING DIVERSITY DI BAWAH PENGARUH REDAMAN HUJAN TROPIS TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Untuk Memperolah Gelar Sarjana Teknik Pada Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Menyetujui Dosen Pembimbing, Prof. Ir. Gamantyo Hendrantoro, M.Eng. Ph.D. NIP SURABAYA AGUSTUS, 2009 ii

3 ABSTRAK Permasalahan utama yang dihadapi daerah tropis adalah fading akibat redaman hujan. Fading menurunkan unjuk kerja sistem komunikasi gelombang radio pada frekuensi diatas 10 GHz. Indonesia merupakan Negara tropis yang memiliki curah hujan sangat tinggi. Penelitian ini memanfaatkan OFDM untuk mengurangi pengaruh redaman hujan terhadap sistem komunikasi gelombang millimeter dengan metode penggabungan antara modulasi adaptif, pengkodean rangkap adaptif dan teknik diversity, Hybrid Selection Equal Gain Combining (HS/EGC). Pemodelan sistem transmisi adaptif dilakukan pada komunikasi multilink yang memiliki variasi sudut 45 0, 90 0, dan terhadap Link Timur (0 0 ) sebagai sumbu acuan. Panjang lintasan bervariasi dari 1-4 km untuk pengamatan BER maksimal 10-6 dan Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan menunjukkan bahwa nilai link availability sistem adaptive coded modulation(acm) untuk link 1 km telah mencapai 99,99% pada pengamatan BER 10-6 dan Dan pada sistem ACM yang dikombinasikan dengan teknik HS/EGC diversity telah mencapai jarak 2 km. Kata Kunci: hybrid selection/equal gain combining diversity, link availability, gain diversity. iii

4 ABSTRACT Main problems faced by tropical regions is fading due to rain attenuation. Fading down the performance of communication systems radio waves at a frequency above 10 GHz. Indonesia is a tropical country that has very high rainfall. This study utilizes OFDM to reduce the influence of rain attenuation of millimeter wave communication system with the method of adaptive modulation that using a cluster code and adaptive diversity called by Equal Gain Hybrid Selection combining (HS / EGC). Adaptive transmission system modeling is done on a multilink communication have variations 45 o, 90 o, and 135 o to the East Link (0 o ) as the reference axis. The length of the track varies from 1-4 km to the observed maximum BER 10-6 and Based on the results of the analysis has been done shows that the value of a link adaptive system availability coded Modulation (ACM) for 1 km link has reached 99.99% in the observation BER 10-6 and And full system, ACM with the HS/EGC diversity, have reached the distance of 2 km. Keyword: hybrid selection/equal gain combining diversity, link availability, gain diversity. iv

5 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul: KINERJA ADAPTIVE CODED MODULATION PADA SISTEM OFDM MENGGUNAKAN HYBRID SELECTION/EQUAL GAIN COMBINING DIVERSITY DI BAWAH PENGARUH REDAMAN HUJAN TROPIS Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan pendidikan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Melalui Tugas Akhir ini diharapkan mampu memberikan masukan atau sebagai saran dalam penelitian selanjutnya. Ucapan terimakasih saya haturkan kepada bapak Suwadi dan bapak Gamantyo atas segala bentuk bimbingan, arahan, dan masukan dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini. Penulis sadar bahwa didalam laporan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan yang perlu disempurnakan. Kritik dan saran konstruktif dari semua pihak sangat berguna untuk pengembangan penelitian lebih lanjut. Sebagai penutup, penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Surabaya, Agustus 2009 Penulis v

6 DAFTAR ISI hal JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii v vii xi xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Batasan Masalah Tujuan Metodologi Sistematika Penulisan Relevansi BAB II DASAR TEORI LMDS Konsep LMDS Keuntungan Sistem LMDS Pengaruh Redaman Hujan pada Sistem LMDS Sistem Akses LMDS Pengaruh Redaman Hujan pada Sistem LMDS. 2.2 OFDM Konsep OFDM Transmisi Adaptif pada OFDM Pengkodean Rangkap Kode Konvolusional Kode Reed Solomon Penggabungan Kode Adaptive Coded Modulation. 2.5 Synthetic Storm Technique Rugi-rugi Transmisi Rugi-rugi Free Space Redaman Hujan Diversity Combining Selection Combining vii

7 2.7.2 Equal Gain Combining Maximal Ratio Combining Hybrid Diversity Combining... BAB III METODOLOGI Model Sistem Konfigurasi Sistem Komunikasi Multilink Data kecepatan dan arah angin Surabaya Pengukuran Data Curah Hujan. 3.5 Pengolahan Data Redaman Hujan. 3.6 Perhitungan SNR clear sky Sistem Pengkodean Rangkap Skenario Adaptive Coded modulation Pemakaian Teknik Diversity HS/EGC Perancangan Program Proses Persiapan data Proses Simulasi Perhitungan Nilai CDF Perhitungan Nilai CDF SNRk Perhitungan Nilai CDF SNRk HS/EGC Diversity 3.11 Evaluasi Kinerja Adaptive Coded Modulation Gain diversity Link Availability Efisiensi Bandwidth... BAB IV ANALISA HASIL SIMULASI Intensitas hujan di Surabaya Redaman Hujan di Surabaya Kinerja Sistem Adaptive Coded Modulation Kinerja Sistem BER maksimal Link Availability Efisiensi Bandwidth Kinerja Sistem BER maksimal Link Availability Efisiensi Bandwidth. 4.4 Gain Diversity 4.5 Kinerja Sistem ACM Hybrid Diversity Kinerja Sistem BER maksimal Link availability Efisiensi Bandwidth Kinerja Sistem ACM dengan Diversity pada viii

8 BER maksimal Link Availability Efisiensi Bandwidth Kinerja OFDM pada Sistem Transmisi ACM dengan HS/EGC Sintesis BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN A... LAMPIRAN B... LAMPIRAN C... LAMPIRAN D... RIWAYAT PENULIS ix

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem LMDS... 6 Gambar 2.2 Prinsip Kerja OFDM... 9 Gambar 2.3 Diagram Blok Pemancar OFDM Gambar 2.4 Skema Adaptif pada OFDM Gambar 2.5 Enkkoder Kode Konvolusional Gambar 2.6 Diagram State Gambar 2.7 Diagram Trellis Gambar 2.8 Skema Penggabungan Kode Gambar 2.9 Link Orientasi Barat Timur (E-W) Gambar 2.10 Arah Kecepatan Angin Gambar 2.11 Konfigurasi Multilink Gambar 2.12 Selection Combining Diversity Gambar 2.13 Equal Gain Combining Gambar 2.14 Maximal Ratio Combining Gambar 2.15 Skema HS/EGC Gambar 3.1 Model Sistem Transmisi Adaptif Gambar 3.2 Konfigurasi Sistem Komunikasi Multilink Gambar 3.3 Sistem Pengukuran Curah Hujan Gambar 3.4 Data Curah Hujan (mm/h) menggunakan Software ASDO Gambar 3.5 Grafik Hasil Pengukuran Curah Hujan (mm/h) Gambar 3.6 Blok Diagram Pengkodean pada DVB-T Gambar 3.7 Skema HS/EGC Gambar 3.8 Equal Gain Combining Gambar 3.9 Diagram Alir Perancangan Program Gambar 4.1 Kurva CCDF Curah Hujan di Surabaya Gambar 4.2 Proses Hujan Dua Link Gambar 4.3 Kurva Redaman Hujan Multilink 13 Pebruari Gambar 4.4 Link Availability Link Timur Lintasan 1 km Gambar 4.5 Proses Transmisi Adaptif dan Non Adaptif Gambar 4.6 Kinerja Teknik-Teknik Combining Diversity xi

10 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Data Kecepatan Arah Angin Bulan Februari Tabel 3.2 Parameter Sistem LMDS Jarak 1 km Tabel 4.1 Nilai Link Availability Sistem ACM pada Link Timur untuk BER Tabel 4.2 Perbandingan Nilai Efisiensi Bandwidth pada BER Maksimum Tabel 4.3 Nilai Link Availability Sistem ACM pada Link Timur untuk BER Tabel 4.4 Perbandingan Nilai Efisiensi Bandwidth pada BER Maksimum Tabel 4.5 Gain Diversity Tabel 4.6 Link Availability Sistem dengan Diversity pada BER Maksimal Tabel 4.7 Efisiensi Bandwidth Sistem dengan Diversity pada BER Maksimal Tabel 4.8 Link Availability Sistem dengan Diversity pada BER Maksimal Tabel 4.9 Efisiensi Bandwidth Sistem dengan Diversity pada BER Maksimal xii