Simulasi Pengiriman Dan Penerimaan Informasi Menggunakan Teknologi Spread Spektrum Ria Puasasi 1, Aries Pratiarso 2, Arifin 3 1 Mahasiswa Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Jurusan Teknik Telekomunikasi 2 Dosen Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember 3 Dosen Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Surabaya 60111 e-mail : riapuasasi@student.eepis-its.edu e-mail : aries@eepis-its.edu e-mail : arifin@eepis-its.edu Abstrak Pada proyek akhir ini akan dibuat Simulasi pengiriman dan penerimaan sinyal informasi yang dapat mendiskripsikan proses kerja teknik teknik spread spectrum secara lebih jelas dan terarah sehingga para praktisi dapat benarbenar jelas memahami gambaran proses kerja dari pengiriman dan penerimaan teknik Direct Sequence Spread Spectrum, Frequency hopping Spread Spectrum dan Spread Spectrum metode Hibrid. Pada pembuatan software simulasi ini menggunakan bahasa pemprograman MATLAB agar dapat menampilkan grafik hasil proses pengiriman dan penerimaan dari ketiga teknik spread spectrum tersebut. Penelitian ini membuat program pada tiap-tiap blok transmitter dan receiver pada setiap teknik Direct Sequence Spread Spectrum, Frequency hopping Spread Spectrum dan Spread Spectrum metode Hibrid. Pengujian sampai sebatas keakuratan program pada masing masing blok. Dari pengujian dikatakan sukses apabila sinyal yang diterima disisi transmiter sama dengan sinyal yang dikirim pada sisi receiver dan telah sesuai dengan teori. Keyword: MATLAB,DSSS,FHSS,Hybrid 1. PENDAHULUAN Kebutuhan akan Sistem Komunikasi yang dapat mengatasi masalah interferensi, dapat menjamin kerahasiaan informasi yang dikirim dan dapat beroperasi pada tingkat S/N (Signal to Noise Ratio) yang rendah atau tahan terhadap pada derau yang besar. Dalam sistem komunikasi sekarang ini, dimana penggunaan frekuensi sudah cukup padat sehingga interferensi dan noise dari transceiver lain cukup besar. Dalam sistem komunikasi radio kita juga sering mendengar adanya penyadapan pembicaraan pada handphone oleh pesawat radio lain. Namun dengan sistem Spread Spektrum ketakutan yang dialami pada sistem komunikasi di atas akan dapat di atasi karena data yang dipancarkan pada sistem spread spectrum adalah data acak yang dikenal noise. Jadi jika penerima tidak mengetahui kode yang digunakan untuk melebarkan data maka penerima hanya akan menerima sinya noise saja. Pada proyek akhir ini, akan dibuat sebuah system yang dapat menggambarkan aliran data pengiriman informasi dari transmitter hingga sampai receiver sesuai blok diagram system komunikasi direct sequence spread spectrum, frekuensi hopping spread spectrum, dan metode hybrid. Sistem yang dibuat yaitu berupa perangkat lunak (software). Perangat llunak atau software yang dibuat, diharapkan dapat menggambarkan bentuk sinyal (visualisasi) dari setiap blok komunikasi yang dilalui oleh sinyal informasi, sehingga kita dapat mengetahui secara pasti aliran perjalanan sinyal informasi mulai dari sisi pengirim sampai dengan pada penerima. Hal ini dapat memudahkan dalam mempelajari sistem komunikasi dengan menggunakan teknologi spread spektrum. 2. TEORI PENUNJANG Direct sequence spread spectrum Direct sequence spread spectrum merupakan jenis spread spectrum yang paling luas dikenal dan paling banyak digunakan, karena sistem ini dikenal paling mudah implementasinya dan memiliki data rate yang tinggi. Sebagian besar peralatan atau piranti LAN nirkabel yang ada di pasaran sekarang ini menggunakan teknologi DSSS. DSSS merupakan suatu metode untuk mengirimkan data dimana sistem pengirim dan penerima keduanya berada pada set frekuensi yang lebarnya adalah 22 MHz. Saluran yang lebar ini memungkinkan piranti untuk memancarkan lebih banyak informasi pada data rate yang lebih tinggi dibanding FHSS system yang ada sekarang.
Gambar 2.1 Blok Diagram transmitter dan receiver dari system DSSS Frequency hopping Spread Spectrum Pada system frekuensi Hopping, carrier mengubah frekuensi, atau hops, tergantung pada pseudorandom sequence.pseudorandom sequence merupakan daftar dari beberapa frekuensi dimana carrier akan melompat pada interval waktu yang dispesifikasikan sebelum terjadi berulang-ulang. Transmitter menggunakan sequence hop untuk memilih transmisi frekuensi. dikalikan dengan data terspreading dan hasilnya dimodulasi kemudian sinyal tersebut ditransmisikan melalui udara. Pada sisi receiver sinyal yang diterima di akuisi dengan frekuensi sintetiser yang dipicu oleh PN code yang berada hasil akuisi kemudian dikalikan langsung dengan PN code receiver sehingga menjadi data dispreading atau data informasi kembali. Gambar 2.3 Blok Diagram Transmitter dari system Hibrid Gambar 2.3 Blok Diagram Receiver dari system Hibrid 3. PERENCANAAN DAN PEMBUATAN SOFTWARE Gambar 2.2 Blok Diagram transmitter dan receiver dari system FHSS METODE HIBRID Antara teknologi FHSS dan DSSS keduany a memiliki kelebihan dan kekurangan, Spread spectrum dengan metode hibrid adalah metode penggabungan keduanya yakni data digital /informasi di-xor-kan dengan PN Code sehingga menjadi data ter spreading, selanjutnya PN code tersebut dipakai untuk pemicu frekuensi sintetiser mengubah- ubah frekuensi. frekuensi tersebut Perancangan pada pembuatan software teknik Direct Sequence Spread Spectrum, Frequency hopping Spread Spectrum dan Spread Spectrum metode Hibrid akan dimulai dengan pembuatan program di MATLAB pada masing- masing teknik spread spectrum sesuai dengan blok-blok diagramnya baik di sisi pengirim maupun di sisi penerima. Selanjutnya akan dicari BER dari masing msing teknik modulasi tersebut yang kemudian program tersebut akan ditampilkan lewat MATLAB GUI Berikut ini adalah interface DSSS, FHSS dan HIBRID dengan matlab GUI.
Pengujian DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum ) Pengaturan Pertama Gambar 4.1 Tampilan pengaturan pada DSSS pertama Pada Tampilan konfigurasi pertama: 1. Kita Memilih tipe kode PN pertama dank ode PN yang kedua pada sisi transmitter dan receiver diatur sama nilainya. misalnya dipilih PN pertama = 435 dan PN pasangan goldcodenya = 747. biner nya, misalnya Sinyal informasinya adalah 01000011 transmitter dan hasil sinyal padda sisi receiver dapat dilihat dalam gambar 4.2 dan gambar 4.3: Gambar 4.2 Tampilan hasil sinyal transmitter DSSS Gambar 4.3 Tampilan hasil sinyal receiver DSSS Dari perbandingan hasil sinyal pada sisi receiver didapatkan sinyal input sama dengan sinyal output. Hal ini dikarenakan pemilihan tipe PN code sama antara PN code transmitter dan PN code receiver sehingga didapatkan BER=0 karena tidak ada bit yang eror.
Pengaturan Kedua Gambar 4.4 Tampilan pengaturan pada DSSS kedua Pada Tampilan konfigurasi kedua: 1. Kita Memilih tipe kode PN pertama dan kode PN yang kedua pada sisi transmitter dan receiver diatur berbeda nilainya. misalnya pada transmitter dipilih PN 1 = 435 dan PN pasangan goldcodenya = 747. Pada reciver PN1 = 435 dan Pn pasangannya = 703 2. Selanjutnya data informasi biner nya tetap sama dengan pengaturan pertama, Sinyal informasinya adalah 1 0 0 1 1 1 1 0 transmitter dan hasil sinyal padda sisi receiver dapat dilihat dalam gambar 4.5 dan gambar 4.6: Gambar 4.5 Tampilan hasil sinyal transmitter2 DSSS Gambar 4.6 Tampilan hasil sinyal receiver2 DSSS Dari perbandingan kedua hasil sinyal pada sisi transmitter dan hasil sinyal pada sisi receiver didapatkan sinyal input transmitter tidak sama dengan sinyal output receiver. Hal ini dikarenakan pemilihan tipe PN code tidak sama antara PN code transmitter dan PN code receiver sehingga didapatkan BER=0.5 karena ada 4 bit yang eror dari 8 bit jumlah datanya.
Pengujian FHSS ( Frequency Hopping Spread Spectrum ) Pengaturan Pertama Gambar 4.8 Tampilan hasil sinyal transmitter FHSS Gambar 4.7 Tampilan pengaturan pada FHSS pertama Pada Tampilan konfigurasi pertama: 1. Kita Memilih tipe kode PN pertama dank ode PN yang kedua pada sisi transmitter dan receiver diatur sama nilainya. misalnya dipilih PN pertama = 435dan PN pasangannya = 747. biner nya, misalnya Sinyal informasinya adalah 0 1 0 0 0 0 1 1 sis receiver untuk melihat hasil sinyal receiver dapat dilihat dalam gambar 4.8 dan gambar 4.9: Gambar 4.9 Tampilan hasil sinyal receiver FHSS Dari perbandingan kedua hasil sinyal pada sisi receiver didapatkan sinyal input pada transmitter sama dengan sinyal output receiver. Hal ini dikarenakan pemilihan tipe PN code yang sama antara PN code transmitter dan PN code receiver sehingga didapatkan BER=0 karena tidak ada bit yang eror.
Pengaturan Kedua Gambar 4.11 Tampilan hasil sinyal transmitter2 FHSS Gambar 4.10 Tampilan pengaturan pada FHSS kedua Pada Tampilan konfigurasi kedua: 1. Kita Memilih tipe kode PN pertama dan kode PN yang kedua pada sisi transmitter dan receiver diatur tidak sama nilainya. misalnya pada transmitter dipilih PN pertama = 435 dan PN pasangannya = 747. Dan pada receiver dipilih PN pertama = 545 dan PN pasangannya 747 biner nya, misalnya Sinyal informasinya adalah 0 1 0 0 0 0 1 1 receiver dapat dilihat dalam gambar 4.11 dan gambar 4.12: Gambar 4.12 Tampilan hasil sinyal receiver2 FHSS Dari perbandingan kedua hasil sinyal pada sisi receiver didapatkan sinyal input tidak sama dengan sinyal output. Hal ini dikarenakan pemilihan tipe PN code transmitter sama dan PN code receiver dipilih sama sehingga didapatkan BER=0.5 karena ada 4 bit yang eror dari jumlah data informasi 8 bit.
Pengujian Hybrid method ( DS-FH ) Pengaturan Pertama Gambar 4.13 Tampilan pengaturan pada HIBRID pertama Pada Tampilan konfigurasi pertama: 1. Kita Memilih tipe kode PN pertama dan kode PN yang kedua pada sisi transmitter dan receiver diatur sama nilainya. Misalnya pada transmiter dipilih PN pertama = 435 dan PN pasangannya = 703. Pada receiver PN pertama = 435 dan PN pasangannya = 703 biner nya, misalnya Sinyal informasinya adalah 0 1 1 1 1 0 1 1 receiver dapat dilihat dalam gambar 4.14 dan gambar 4.15: Gambar 4.14 Tampilan hasil sinyal transmitter HIBRID Gambar 4.15 Tampilan hasil sinyal receiver HIBRID Dari perbandingan kedua hasil sinyal pada sisi receiver didapatkan sinyal input sama dengan sinyal output. Hal ini dikarenakan pemilihan tipe PN code yang sama antara PN code transmitter dan PN code receiver sehingga didapatkan BER = 0 karena tidak ada bit yang eror.
Pengaturan Kedua Gambar 4.16 Tampilan pengaturan pada HIBRID kedua Pada Tampilan konfigurasi pertama: 1. Kita Memilih tipe kode PN pertama dan kode PN yang kedua pada sisi transmitter dan receiver diatur tidak sama nilainya. misalnya pada transmitter dipilih PN pertama = 435 dan PN pasangannya = 703. Pada receiver PN pertama = 543 dan PN pasangannya = 703 biner-nya, misalnya Sinyal informasinya adalah 01000011 receiver dapat dilihat dalam gambar 4.17 dan gambar 4.18: Gambar 4.17 Tampilan hasil sinyal transmitter2 HIBRID Gambar 4.18 Tampilan hasil sinyal receiver2 HIBRID Dari perbandingan kedua hasil sinyal pada sisi receiver didapatkan sinyal input tidak sama dengan sinyal output. Hal ini dikarenakan pemilihan tipe PN code tidak sama antara PN code transmitter dan PN code receiver sehingga didapatkan BER=0.75 karena ada 6 bit yang eror dari jumlah data informasi 8 bit.
4. KESIMPULAN Dari pembahasan perencanaan dan pembuatan Software Simulasi Pengiriman Dan Penerimaan Informasi Menggunakan Teknologi Spread Spektrum yaitu pada bab-bab sebelumnya maka penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada Simulasi Pengiriman Dan Penerimaan Informasi Menggunakan Dirrect Sequence Spread Spektrum akan terjadi Processing gain yang tinggiakibat penggabungan sinyal dengan data rate yang tinggi sehingga meningkatkan tahanan sinyal terhadap interferensi. 2. Pada Simulasi Pengiriman Dan Penerimaan Informasi Menggunakan Frequency Hopping Spread Spektrum dengan menggunakan teknik FHSS, sinyal informasi yang mempunyai bandwidth terbatas dapat di tebarkan pada frekuensi BW transmisi yang jauh lebih besar. sehingga sangat sulit untuk dapat dideteksi dan diganggu oleh penerima yang tidak dikehendaki (lawan) 3. Pada Simulasi Pengiriman Dan Penerimaan Informasi Menggunakan Spread Spektrum metode Hibrid mempunyai keunggulan lebih karena metode ini adalah penggabungan DS dan FH, sehingga bebas interferensi dan tidak bias dideteksi oleh pihak lain. 5. REFERENSI [1]. A. Wautier and S. Ammari, Rake Receiver Sensitivity to Spreading Sequence, Vehicular Technology Conference, Spring 2001, pages 2001-2005. [2]. A.J. Viterbi, CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication, Addison-Wesley, 1995. [3]. J. B. Dabney and T. L. Harman, Mastering Simulink, Prentice Hall, 2004.Engineering and Computer Science, Hochschule Ostwestfalen - Lippe, Lemgo, Germany, 2009. [4]. John G Proakis and Masoud Salehi, Contemporary Communication System Using MATLAB, 2000. [5]. K. Cheun, Performance of Direct-Sequence Spread Spectrum RAKE receivers with Random Spreading Sequences, IEEE Trans. Comm., September 1997. [6]. Pangera, Abas Ali, Perbandingan Frekuensi Hopping Spread Spectrum dan Direct Squence Spread Spectrum. Proyek Akhir, STMIK AMIKOM Yogyakarta. 2009 [7]. Pérez, S.; Rabadán, J.; Delgado, F.; Velázquez, J & Pérez, R. (2003). Design of a synchronous Fast Frequency Hopping Spread Spectrum transceiver for indoor Wireless Optical Communications based on Programmable Logic Devices and Direct Digital Synthesizers, Proceedings of XVIII Conference on Design of Circuits and Integrated Systems, pp. 737-742, ISBN 84-87087-40-X, Ciudad Real, Spain, November, 2003. [8]. Pratiarso, Aries, Sistem Komunikasi Spread Spectrum, Materi kuliah, 2003 [9]. Rustamaji, Elan Djaelani, Aplikasi Rangkaian Terintregasi Direct DigitalSynthetizer (DSS) Sebagai Pembangkit Sinya Frekuensi Hopping Spread Spectrum (FHSS). Proyek Akhir, ITENAS. 2008 [10]. Simon, M.; Omura, J.; Scholtz, R. & Levitt, B. (1994). Spread Spectrum Communications Handbook, McGraw-Hill Professional, ISBN 0071382151, USA [11]. Yulindon,Afrizal Yunanef,Rika Anosa,dan Temisia Ruza, Perancangan Dan Implementasi teknik modulasi digital Menggunakan BPSK,2006.