BAB II TEORI DASAR

BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Komunikasi memegang peranan penting dalam kehidupan ini, setiap manusia
membutuhkan manusia yang lain baik langsung maupun tidak langsung. Kebutuhan
terhadap komunikasi ini mendorong manusia untuk terus berinovasi membuat
terobosan untuk membuat alat komunikasi yang sesederhana mungkin. Kebutuhan
berkomunikasi ini selain antar individu dan kepetingan skup kecil, kini merambah
sampai ke dunia bisnis dan militer. Selain menyampaikan pesan dan informasi berupa
suara, kini menyampaikan beragam bentuk data seperti video. Karena semakin hari
transfer data yang dilakukan semakin besar maka dibutuhkan suatu sistem komunikasi
yang bisa memfasilitasinya. Selain besarnya data ada lagi kebutuhan lain yaitu
keamanannya.
Dari berbagai kebutuhan terhadap komunikasi ini maka manusia membuat teknologi
komunikasi. Salah satu sistem komunikasi yang bisa berperan adalah sistem multiple
acces yang berupa CDMA.
1.2
Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Bahasan dalam laporan ini adalah tentang sistem komunikasi wireless. kondisi
penduduk yang konsumtif dengan memakai teknologi tanpa tahu prinsip sistem
komunikasinya sendiri merupakan suatu kemunduran, seharusnya kita pakai
teknologinya namun sedikit banyak masyarakat juga harus belajar tentang prinsip
komunikasi tersebut oleh karena itu akan dibahas secara umum salah satu teknologi
komunikasi yaitu CDMA yang akan dibahas mulai dari dasarnya tentang sistem
komunikasi.
1.3
Tujuan
Tujuan dari laporan ini adalah :
a. mengetahui teknologi komunikasi
b. memahami prinsip telekomunikasi CDMA
1
c. mengetahui sistem komunikasi nirkabel/wireless/tanpa kabel.
1.4
Sistematika Laporan
Laporan ini disusun mulai dari pendahuluan, lalu di teruskan lewat dasar teori
yang mencakup : Pendahuluan dan Perkembangan Komunikasi Wireless, Jenis-jenis
aplikasi Komunikasi Wireless dan Manfaatnya, Komunikasi Analog Radio
Frekuensi., Digital Radio Frekuensi, Komunikasi Digital frekuensi radio, komponen
sistem komunikasi digital frekuensi radio, Teknik multiple acces untuk komunikasi
wireless, Prinsip CDMA, Simulasi CDMA Sederhana. Terakhir ditutup dengan
kesimpulan.
2
BAB II TEORI DASAR
2.1
Pendahuluan dan Perkembangan Komunikasi Wireless
Sistem komunikasi wireless atau wireless communication system merupakan
sebuah sistem komonikasi tanpa kabel yang sudah dikembangkan sejak dulu sekitar
tahun 1920, yang perkembangan pertamanya bersamaan dengan ditemukannya radio
oleh Marconi, perkembangan komunikasi nirkabel ini semakin pesar seiring dengan
laju perubahan jaman yang selalu menuntut kemudahan dalam berinteraksi jarak jauh,
dan sistem komunikasi ini mengalami perkembangan eksponensial pada masa-masa
peperangan, keinginan untuk menguasai negara lain, dan juga bertahan dari
penindasan negara adidaya, maka para ahli dari setiap negara berusaha terus untuk
mengembangkan sistem komunikasi yang lebih canggih dan lebih aman dari
gangguan atau interfensi pihak lain. Sistem komunikasi wireless sekarang terus
mengalami perkembangan, dari komunikasi statis sampai mobile/bergerak.
Pemanfaatan teknologi wireless diantaranya adalah
Layanan Bersifat tetap (fixed):
a. Penggunaan sekitar rumah (Cordless-DECT)
b. Sambungan lokal (wireless local loop-WLL)
c. Bluetooth: jarak pendek, kecepatan rendah
d. WiFi: jarang menengah, kecepatan cukup tinggi
e. WIMAX: jarak jauh, kecepatan tinggi
f. Satellite: jangkauan luas, kecepatan menengah
g. RFID: jangkauan sangat kecil
Layanan Bersifat bergerak (mobile):
a. Limited Mobility (Flexi)
b. Cellular (GSM, CDMA, 3G)
c. Satellite (GMPCS
2.2
Dasar Teori Komunikasi Wireless
Dalam sistem komunikasi wireless ada perangkat atau bagian umum gelombang
yang berperan yang menjadi bagian utuh dari sistem komunikasi ini,yaitu :
3
1. gelombang radio
2. gelombang mikro
3. gelombang infra merah
4. elektormagnetik
Sistem komunikasi wireless dengan frekuensi radio terdiri dari perangkat-perangkat
yang diantaranya adalah :
1. Data (input)
2. modem
3. transmitter
4. Receiver
2.2.1 Data
Data dalam komunkasi wireless ini bisa berupa video, audio, dan data-data yang
lain. data yang masuk sebagai input analog akan diubah menjadi data digital lalu
ditransmisikan dan diterima receiver berikutnya akan diubah dari data digital menjadi
data analog, pembahasan lengkapnya akan disampaikan pada bab berikutnya.
2.2.2. Modem
Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga
menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi,
suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu
gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat
tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan
frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal
informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi.
Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan
peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses
modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses
tersebut disebut modem.
4
Modem berasal dari singkatan MOdulator DEModulator. Perangkat keras ini
digunakan untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog sehingga data dari
komputer bisa dikirimkan melalui saluran telepon atau saluran lainnya.
Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital diberikan kepada modem untuk
diubah menjadi sinyal analog. Sinyal analog tersebut dapat dikirimkan melalui
beberapa media telekomunikasi seperti telepon dan radio.
Setibanya di modem tujuan, sinyal analog tersebut diubah menjadi sinyal digital
kembali dan dikirimkan kepada komputer. Terdapat dua jenis modem secara fisiknya,
yaitu modem eksternal dan modem internal.
Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital sehingga terdapat dua
jenis modulasi yaitu

modulasi analaog

modulasi digital
2.2.2.1 Modulasi Analog
Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informsi
sinyal analog.
Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog :

Modulasi berdasarkan sudut
a. Modulasi Fase (Phase Modulation - PM)
b. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulatio - FM)

Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM)
a.
Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the
radio AM band)
b.
Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)
c.
Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)
d.
Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM), very similar to singlesideband suppressed carrier modulation (SSB-SC)
5
e.
Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM)
f.
Quadrature amplitude modulation (QAM)
2.2.2.2 Modulasi Digital
Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran
data digital.
Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah terbatas simbol alternatif. Teknik yang
umum dipakai adalah :
a. Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan
fase.
b. Frekeunsi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas
berdasarkan frekuensi.
c. Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas
amplitudo.
2.2.3 Transmitter
Transmitter adalah bagian dari sistem komunikasi wireles yang berfungi untuk
mengirimkan data ke tempat lain berupa gelombang radio. Prondip kerja dari
transmitter ini adalah adanya induksi medan magnetik dari sumber potensial yang
menyebabkan arus dan menginduksi rangkian lainnya.
Secara sederhana tarnsmitter dapat dibuat dengan cara mengubah on dan off bateri
yang dihubungkan dengan kabel
.
6
Swith diatas harus dibuat lebih halus yang akan membentuk gelombang sinus seperti
pada gambar
,karena jika tidak maka akan berupa squre
ketika menghubungkan ke batere makan di kabel akan 1,5 volt jika diputus akan
nol,jika dilakukan secara cepat akan seperti apda gmabar diatas
Transmitter diatas yang berupa gelombang sinnus ternyata tidak mengandung
informasi apapun, maka diperlukan modulasi untuk menyampaikannya. Jenisnya ada
3 yaitu pulse modulation, amlitude modulation dan frequency modulation.
2.2.4 Receiver
Receiver merupakan bagian yang berfungsi untuk menerima sinyal atau data
yang dikirimkamn oleh transmitter. Bagian sederhana dari trasnmitter dapat tersusun
dari komponen berikut :
7
Dioda, kabel, batang logam untuk antena dan ground, dan earphone, seperti terlihat
pada gambar
2.3
Jenis-jenis Aplikasi Komunikasi Wireless dan Manfaatnya
Teknologi wireless sangat banyak sekali manfaatnya yang kita gunakan dalam
kehidupan sehari-hari, hidup tanpa komunikasi ini akan sangat menderita, bukan hal
yang utama tetapi perannya sangat vital sekali, sebab semua aspek kehidupaan dalam
bermasyarakat sekarang kita membutuhkan sarana komunikasi yang cepat dan
nyaman. Baik untuk keperluan sosial, bisnis, militer , pendidikan, perdangagan,
hubungan diplomatik dll.
Pemanfaatan teknologi wireless diantaranya adalah
Layanan Bersifat tetap (fixed):
h. Penggunaan sekitar rumah (Cordless-DECT)
i. Sambungan lokal (wireless local loop-WLL)
j. Bluetooth: jarak pendek, kecepatan rendah
k. WiFi: jarang menengah, kecepatan cukup tinggi
l. WIMAX: jarak jauh, kecepatan tinggi
m. Satellite: jangkauan luas, kecepatan menengah
n. RFID: jangkauan sangat kecil
8
Layanan Bersifat bergerak (mobile):
d. Limited Mobility (Flexi)
e. Cellular (GSM, CDMA, 3G)
f. Satellite (GMPCS)
9
BAB III KOMUNIKASI WIRELESS DENGAN RADIO FREQUENSI
3.1
Gambaran Umum
Sistem
komunikasi
wireless
(nirkabel/tanpa
kabel)
merupakan
sistem
penyampaian informasi (berupa data,suara, gambar, video ) tanpa media kabel sebagai
perantaranya, tetapi menggunakan media yang lain berupa udara yang dibawa lewat
gelombang. Sistem Komunikasi menggunakan frekuensi/spektrum radio, yang
memungkinkan transmisi (pengiriman/penerimaan) informasi tanpa koneksi fisik.
Sistem komunikasi ini bisa dilakukan dimana saja, tidak terlalu terpaku tempat, sebab
tidak terikat dengan koneksi fisik
Dalam Komunkasi wireless beberapa kata kunci yang terkait melibatkan :
Gelombang / Frekuensi radio sebagai sinyal transmisi dan Gelombang,
elektromagnetik sebagai carrier, Modem, Transmitter, Receiver.
Gelombang Radio
Radio adalah sinyal transmisi wireless dengan modulasi dari gelombang
elektromanetik dengan frekuesni cahaya tampak. Gelombang radio pada frekuensi 350 MHz dapat dipantulkan oleh lapisan ionosfer, suatu lapisan yang terbentuk dari ion
dan elektron pada ketinggian sekitar 60 km sampai dengan 600 km di atas permukaan
bumi. Dengan pemantulan oleh lapisan ionosfer ini, maka komunikasi radio pada
band ini bisa mencapai jarak lebih dari 2.000 km tanpa perangkat pemancar ulang
(repeater). Ini berbeda dengan komunikasi pada band VHF-tinggi (50-300 MHz) dan
UHF (300-3.000 MHz). Untuk mencapai jarak yang jauh, maka komunikasi pada
band ini memerlukan perangkat repeater, dan untuk band orde gigahertz (lebih dari
1.000 MHz) bisa memanfaatkan satelit sebagai "pemantul" dan "penguat" buatan.
Dikarenakan komunikasi radio pada band HF dan VHF-rendah memanfaatkan lapisan
ionosfer sebagai pemantul, propagasi gelombangnya akan sangat bergantung pada
kondisi lapisan tersebut. Pada saat kondisi ionosfer baik dan frekuensi kerja yang
digunakan sesuai dengan kondisi lapisan tersebut, maka peluang keberhasilan
komunikasi juga besar sehingga komunikasi radio menjadi lebih optimal. Penjalaran
10
radiasi elektromagnetik artinya adalah osilasi medan elektromagnetik yang melewati
udara atau ruang vakum. Gelombang ini tak memerlukan medium dalam
perambatannya. Informasi dibawa secara sistematis lewat mengubah amplitudo dan
frekuensi. Ketika gelombang radio melewati konduktor listrik, medan osilasi akan
menginduksi sehingga timbul arus ac di konduktor yang lain.
Gambar Spektrum elektromagnetik dan diagram transmisi sinyal audio
3.2
Komunikasi Analog Radio Frekuensi
Pengertian Sinyal Analog
Sinyal analog adalah sinyal yang berupa gelombang elektromagnetik dan
bergerak atas dasar frekuensi. Frekuensi adalah jumlah getaran bolak-balik sinyal
analog dalam satu silkus lengkap per detik. Satu siklus lengkap terjadi pada saat
gelombang berada pada titik bertegangan nol, menuju titik bertegangan positif
tertinggi pada gelombang, menurun ke titik tegangan negatif dan menuju ke titik nol
kembali.semakin tinggi kecepatan, semakin banyak siklus lengkap yang terjadi dalam
suatu periode tertentu. Kecepatan frekuensi tersebut dinyatakan dalam Hertz (Hz).
11
Sebagai contoh sebuah gelombang yang berayun bolak-balik sebanyak sepuluh kalu
setiap detik berarti memiliki kecepatan 10 Hz.
Sinyal analog dapat digunakan dalam media tertutup seperti kabel coaxial, TV
kabel dan kabel tembaga. Sinyal analog dapat pula digunakan melalui media terbuka
seperti gelombang mikro, telepon rumah tanpa kabel dan telepon seluler.
Pengiriman sinyal analog dapat dianalogikan mengirim air melalui pipa.
Aliran pipa kehilangan tenaganya saat disalurkan melalui sebuah pipa. Semakin jauh
pipa, semakin banyak tenaga yang terkurang dan aliran menjadi semakin lemah.
Demikian pula sinyal analog juga memungut interferensi elektrik atau noise dari
dalam jalur. Kabel listrik, petir dan mesin listrik semua menginjeksikan noise dalam
bentuk elektrik pada sinyal analog. Untuk mengatasi kelemahan tersebut maka
diperlukan alat penguat sinyal yang disebut amplifier.
3.3
Komunikasi Digital Radio Frekuensi
Pengertian Sinyal Digital
Sebagai pengganti gelombang maka sinyal pada sistem digital ditransmisikan
dalam bentuk bit bit biner. Sistem biner adalah sistem on – off (atau sistem 1-0), jadi
apabila ada tegangan atau on maka akan diangkakan 1, sedangkan bila tidak ada
tegangan atau off maka akan diangkakan 0. meski memiliki kelemahan terhadap noise
interferensi listrik apabila jarak semakin jauh, namun sinyal digital masih dapat
diperbaiki atau “direparasi” artinya dengan cara membangkitkan ulang bit bit tersebut
dengan tidak meregenerasikan noise.
Kelebihan pada sinyal sistem digital dibandingkan sinyal analog adalah :
a. Kualitas suara lebih jernih, selain lebih jelas signal digital memiliki sedikit
kesalahan.
b. Kecepatan dari sinyal digital lebih tinggi dibandingkan sinyal analog
c. Sinyal digital memiliki lebih sedikit kesalahan daripada sinyal analog.
12
d. Untuk sinyal digital memerlukan tenaga pendukung yang tidak terlalu kompleks
Selanjutnya, perangkat radio komunikasi dapat diperoleh dengan harga dari puluhan
ribu hingga ratusan ribu rupiah.
3.4
Komponen Sistem Komunikasi Digital Frekuensi Radio
Source Coding
Bagian ini merupakan sumber data yang berupa sinyal. Ada bagian encode dan
decode, bagian encode yaitubagian sinyal berupa input awal yang akan dikirimkan
sedangkankan dcode merupakan sinyal yang telah diterima receiver. Jika data yang
ditransmisikan berupa audio maka nanti penerima akan mendapakan data suara atau
audia juga, yang sesuai dengan aslinya.
13
Channel Coding
Ini merupakan bagian pengkodean yaitudata yang menjadi input yaitusource
code akan dilakukan proses pengkodean sehingga bisa didapatkandata sesuai aslinya
dan ada keamanan dalam pengirimannya.
Multiple Access
Adalah suatu teknik yang memungkinkan suatu titik ( Base Station ) untuk dapat
diakses oleh beberapa titik yang saling berjauhan ( Subriber Station ) dengan tidak
saling mengganggu.
Fungsi Multiple Accesss:
•
Digunakan untuk mengorganisasi user dalam memberikan komunikasi yang
bebas interferensi
•
Menyalurkan beberapa informasi secara serentak dalam satu spektrum.
Jenis multiple access
1. Fdma (frequency division multiple accesss ):
2. Tdma (time domain multipel accesss :
3. CDMA (code domain multiple accesss)
FDMA
Masing-masing pengguna menggunakan frekuensi tertentu (privat) dalam proses
komunikasinya, tiap kanal pembicaraan dibedakan berdasarkan pembagian frekuensi.
Tiap-tiap kanal menempati satu frekuensi dengan lebar band 30 KHz. Jadi hanya satu
pemakai yang dapat memakai kanal frekuensi tersebut dalam setiap waktunya.
TDMA
Masing-masing pengguna menggunakan frekuensi khusus namun hanya selama
time slot tertentu.jika telah melampaui time slotnya maka frekuensinya akan
14
digunakan oleh yang lain, Sedangkan pada sistem TDMA menerapkan pembagian
waktu untuk meningkatkan kapasitas sistem. Satu kanal frekuensi dibagi lagi menjadi
beberapa time slot sehingga kapasitas sistem lebih meningkat. TDMA diterapkan
antara lain pada seluler GSM dimana satu band frekuensi dibagi menjadi delapan time
slot.
CDMA
Untuk membedakan pengguna yang satudengan pengguna yang lain menggunakan
code yang tertentu yang berbeda-beda dalam sinyal yang sama (waktu dan frekuensi
yang sama),interferensi terjadi karena pengguna yang banyak yang saling
berdekatan.Semua pemakai seluler memakai frekuensi pancar yang sama dengan lebar
band 1,25 MHz dimana masing-masing kanal dibedakan oleh kode unik tertentu.
Modulasi
Modulasi adalah teknik-teknik yang dipakai untuk menumpangkan sinyal pada
sinyal atau memasukan informasi dalam suatu gelombang pembawa. Alatnya adalah
modulator dan alat yangmelaukan fungsi sebaliknya adalah demodulator. Jika bisa
dua-duanya dalam satu alat disebut modem. Modulasi ini ada modalasi analog dan
modulasi digital (seperti telah di bahas di bab dasar teori).
15
BAB IV KOMUNIKASI WIRELESS CDMA
4.1
Teknik Multiple Acces Spread Spektrum
Spread spectrum adalah teknik memancarkan sinyal pada pita frekuensiyang
jauh lebih lebar dari pita frekuensi yang dibutuhkan pada transmisi standard (misal;
TDMA, FDMA). Sebagai contoh adalah CDMA IS-95 menggunakanlebar pita
frekuensi 1.25 MHz, sedangkan AMPS hanya 30 kHz untuk menyalurkansinyal suara.
Proses pelebaran pita frekuensi ini disebut dengan spreading.Spread spectrum signal
digunakan untuk mentransmisikan informasi digital yang dipengaruhi oleh
karakteristik bandwidth W yang lebih besar dari information rate R dalam bits/s,
sehingga daya yang dibutuhkan sedikit.
Pengertian lain dari teknik spread spectrum adalah suatu teknik yang
memungkinkan beberapa user menggunakan bandwidth yang sama pada waktu yang
sama tanpa terjadi interferensi satu sama lain.
Suatu sistem dapat disebut sistem spread spectrum jika memenuhi persyaratan:
1. Sinyalnya membutuhkan bandwidth yang besar untuk mengirimkan informasi.
2. Spreading signal atau disebut code signal merupakan data independen.
3. Pada receiver, despreading dilakukan dengan menyesuaikan spread sinyal yang
diterima dengan replika sinkronisasi dari spread sinyal informasi.
Sinyal spread spectrum digunakan untuk:
1. Menghilangkan atau menekan efek interferensi detrimental pada jamming,
interferensi dari user lain pada kanal dan interferensi karena multipath propagation.
Jammer
harus
dihilangkan
karena
akan
mengganggu
komunikasi
karena
membingungkan penerima. Interferensi dari user lain terjadi karena user berbagi kanal
bandwidth yang sama untuk mengirimkan berbagai informasi ke berbagai tujuan pada
saat yang bersamaan.
2. Menyembunyikan sinyal dengan mentransmisikan pada daya rendah yang tertutup
oleh noise. Penyembunyian pesan dibalik noise dilakukan dengan menyebarkan
bandwidthnya dengan coding dan transmitting sinyal resultan pada daya rendah. Pada
keadaan ini probabilitas pendengar lain untuk mengetahui isi pean sangat rendah, atau
dikenal dengan Low-probability-ofintercept (LPI).
16
3. Memberi pesan pribadi tanpa didengar user lain. Hal ini dilakukan dengan
superimposing pola pseudo-random dalam pentransmisian pesan. Pesan dapat
didemodulasi oleh receiver yang dimaksud, yang mengetahui pola pseudo-random
atau kode yang digunakan transmiter, sedangkan receiver lain yang tidak mengetahui
kode ini tidak dapat menerima pesan tersebut.
Pada aplikasi lain selain untuk komunikasi, spread spectrum signal digunakan
untuk menghasilkan perhitungan time delay yang akurat dan rata-rata kecepatan pada
radar dan navigasi.
2 jenis teknik spread sektrum :
1. Frequency Hoping
Frequency
hoping
pembawaberdasarkan
diperoleh
waktu
dengan
dengan
pola
yang
merubah-rubah
mendekati
acak,
frekuensi
pseudo
random.Sedangkan CDMA diperoleh dengan memodulasi sinyal informasi dengan
spreadingsequence yang dikenal sebagai pseudo noise (PN) sinyal digitalyang
menjadikan sinyal informasi berpita lebar dan berbentuk seperti derau (noise). .
Gambar Bentuk spektrum sinyal Frequency Hoping (atas) dan CDMA (bawah).
2. DS(Direct Sequence)-CDMA
17
Direct Sequence adalah teknik Spread Spectrum paling populer. Sinyal data
dikalikan dengan kode Pseudo Random Noise (PN-code).
PN-code adalah urutan chips bernilai -1 dan 1 (polar) atau 0 dan 1 (non-polar).
Jumlah chip dalam satu kode disebut periode kode. PN-code adalah kode yang
menyerupai noise (noise-like code) dengan properti properti tertentu.
Ada beberapa kelas binary (2-phase) PN-codes: M-sequences (base), Goldcodes dan Kasami-codes. PN-code dapat dibuat dengan satu atau lebih shiftregisters.
Jika panjang dari shiftregister adalah n, secara umum periode N dapat dinyatakan sbb:
N = 2n -1
Dalam kasus paling sederhana, PN-code dikalikan dengan satu bit data (lihat gambar,
dalam contoh ini N = 7). Bandwidth sinyal data dikalikan dengan faktor N, faktor ini
disebut sebagai processing gain.
4.2 Prinsip DS-CDMA
CDMA adalah teknik multiple access
yang menggunakan modulasi spread
spectrum dari masing-masing akses dengan masing-masing kode yg unik pada
spektrum yang sama. Merupakan teknik modulasi dan multiple accesss berdasarkan
teknik spread spectrum direct sequence dimana pengiriman sinyal menduduki lebar
pita frekuensi melebihi spektrum minimal yang dibutuhkan.
Dalam teori dasar telah di jelaskan tentang multiple acces dan modulasi secara
umum,sekarang kita akan bahas terkait peng-kode-an. Dalam metode spektrum
tersebar, setiap sektor dibedakan dengan Pseudo-noise (PN) atau pseudorandom
sequence.
4.2.1 PN-Sequence
Pseudo-noise (PN) atau pseudorandom sequence adalah biner sequens dengan
autokorelasi yang mirip dalam 1 periode. Pseudonoise sequens memiliki banyak
karakteristik yang hampir sama dengan sequens biner yang memiliki nilai mendekati
1 dan 0, yaitu korelasi yang sangat rendah, pergeseran sequens dan korelasi silang
antara 2 sequens.
18
PN sequens tidak benar-benar random, tapi merupakan sinyal periodik yang
diketahui baik oleh penerima maupun pengirim. Ada 3 properti dasar yang dapat
diterapkan pada setiap biner sequens untuk memeriksa keacakan, yaitu:
1. Balance property, besarnya biner 1 berbeda dengan biner 0 pada setiap digit.
2. Run property, run merupakan sequens dari run merupakan jumlah digit dari run.
Diantara run 0 dan 1 pada setiap periode sebanding dengan 1 ½ run pada setiap tipe
dari panjang 1, 1 ¼ panjang 2 dan 1 1/8 panjang 3.
3. Correlation property. Jika periode sekuens dibandingkan untuk setiap tingkat,
sangat baik bila jumlah yang diterima dibandingkan dengan jumlah yang gagal, tidak
lebih dari 1.
4.2.2 Pembangkitan Pn-Sequence
PN sequence dihasilkan oleh Pseudo Random Generator (PRG), yang terdiri
dari beberapa bagian. Sebuah feedback shift register memiliki 4 tingkat register untuk
menyimpan dan menggeser, sebuah modulo-2 adder, dan jalur feedback dari adder ke
input register. Operasi shift register dikontrol oleh pulsa clock sequens. Pada setiap
pulsa clock, isi dari setiap tingkat bergeser 1 tingkat ke kanan. Dan isi dari tingkat X3
dan X4 ditambahkan dan hasilnya diumpanbalikan ke Xl.
Shift register generator menghasilkan sequens yang tergantung pada banyaknya
tingkat, hubungan feedback tap, dan kondisi inisiasi. Untuk setiap n tingkat umpan
balik linear, sequens mengulang periode clock pulsa p sebesar:
Autokorelasi fungsi Rx( ) pada gelombang periodik x(t), dengan periode To
(normalisasi);
19
Sebagai contoh:
Untuk mengetes output PN sequens pada shift register untuk korelasi random properti
ketiga. Output :
000100110101111
100010011010111
daaddadaddddaaa
Digit yang diterima diberi tanda a dan yang ditolak diberi tanda d. Pemilihan titik
umpan balik dilakukan dengan bantuan tabel irreducible polynomial, dengan aturan:
1. bila panjang deret adalah bilangan prima, maka semua irreducible polynomial yang
ada akan menghasilakan PN-sequence.
2. bila panjang deret bukan bilangan prima maka hanya primitive irreducible
polynomial saja yang menghasilkan PN-Sequence.
4.2.3 Fungsi Korelasi Sendiri PN-Sequence
Korelasi sendiri dari sebuah deret adalah sebuah besaran yang menunjukan
tingkat kemiripan atau kesesuaian deret tersebut dengan replikanya sendiri. Untuk
deret bipolar f(t) ber periode Tp, fungsi korelasi sendirinya adalah
Dimana g(f) adalah fungsi satuan impulse, M adalah bilangan bulat.
Sifat-sifat spektral yang penting:
1. Garis-garis spektrum diskrit terdapat pada kelipatan bulat dari 1 / NTc
2. Bila panjang deret (N) diperbesar, maka jarak antara garis-garis spektrum
diskrit tersebut akan merapat, dan daya masing-masing garis spektrum akan
berkurang.
3. Selubung (envelope) dari kerapatan spektral daya berbentuk fungsi sin2 yang null
to null-nya ditentukan oleh peride chip Tc.
4. Selubung dari kerapatan spektral daya pada f=0 adalah sebesar 1/N.
20
5. Pada f=0 terdapat komponen DC sebesar 1 /N2. Komponen DC ini tidak
diinginkan, karena akan menyebabkan munculnya komponen sinyal pembawa pada
sinyal DS-SS yang dihasilkan. Untuk mengurangi komponen DC ini harus dipakai
panjang deret (N) yang cukup besar.
4.2.4. Perhitungan PN-Sequence
Untuk menentukan PN -Sequence dengan menggunakan shift register adalah
dengan cara berikut:
Misalnya kode awal yang dimasukan adalah 1000, maka untuk setiap langkah
pergeseran:
1. 0100 isi register 3 dan 4 di XOR( 0 XOR 0 = 0) hasilnya mengisi X1
2. 0010, 1 XOR 0 = 1, hasilya mengisi X1
3. 1001
4. 1100
5. 0110
6. 1011
7. 0101
8. 1010
9. 1101
10.1110
11.1111
12.0111
13.0011
14.0001
15.1000
Setelah 15 kali clock bit maka isi dari bit yang telah digeser dan di XOR akan kembali
ke pola awalnya. Untuk memperoleh kode PN-Sequence yang digunakan, maka
diambil dari isi dari shift register 4 untuk setiap langkahnya, maka akan diperoleh
000100110101111
Untuk menspread dan menyembunyikan sinyal informasi yang akan dikirimkan, maka
setiap bit dari sinyal informasi di-XOR dengan kode PN-Sequence. Misal sinyal
informasi bitnya 10:
Sinyal asli: 1 0
21
Kode PN:
000100110101111000100110101111
Sinyal transmisi:
111011001010000000100110101111
Pada receiver sinyal yang diterima akan di-XOR lagi dengan kode PNSequence
sehingga diperoleh sinyal aslinya:
Sinyal diterima :
11101100101000000010110101111
Kode PN :
000100110101111000100110101111
XOR :
111111111111111000000000000000
Recovery : 1 0
Jumlah bit dari informasi bisa kembali ke bentuk awalnya, karena setiap user
memiliki kode yang berbeda yang tidak diketahui user lain.
22
4.3
Simulasi Peng-kode-an DSCDMA
Tampilan simulasi sederhana pengiriman sinyal cdma yang ditransformasi oleh kode
PN code sehinga keamanan data yang disampaikan bisa lebih terjaga.
23
Pada bagian payload to be sent adalah sinyal dari data sebenarnya yang akan
kita kirimkan ketujuant tertentu. Bagian paling atas adalah gambar sinyal dari PNCode lalu dua sinyal tersebut akan dimultiplikasi sehingga akan didapatkan bagian
ketiga yaitu sinyal yang akan ditransmisikanyang merupakan hasil penggabungan dua
sinyal.
Berikutnya sinyal akan ditransmisikan oleh transmitter dan akan diterima oleh
receiver, di sini sinyal akandi demodulasi dan di decoding, sehingga sinyaltrasnmisi
yang diterima receiver akan di ubah menjadi kode sebenarnya.
24
BAB V KESIMPULAN
5.1
Kesimpulan
Sistem komunikasi wireless atau wireless communication system merupakan
sebuah sistem komonikasi tanpa kabel yang sudah dikembangkan sejak dulu sekitar
tahun 1920. Sistem komunikasi wireless (nirkabel/tanpa kabel) merupakan sistem
penyampaian informasi (berupa data,suara, gambar, video ) tanpa media kabel sebagai
perantaranya, tetapi menggunakan media yang lain berupa udara yang dibawa lewat
gelombang.
Sistem Komunikasi menggunakan frekuensi/spektrum radio, yang memungkinkan
transmisi (pengiriman/penerimaan) informasi tanpa koneksi fisik. Sistem komunikasi
ini bisa dilakukan dimana saja, tidak terlalu terpaku tempat, sebab tidak terikat dengan
koneksi fisik.
Sinyal analog adalah sinyal yang berupa gelombang elektromagnetik dan bergerak
atas dasar frekuensi. Sebagai pengganti gelombang maka sinyal pada sistem digital
ditransmisikan dalam bentuk bit bit biner.
Sistem komunikasi wireless dengan frekuensi radio terdiri dari perangkatperangkat yang diantaranya adalah :
1. Data (input)
2. modem
3. transmitter
4. Receiver
Fungsi Multiple Accesss:
•
Digunakan untuk mengorganisasi user dalam memberikan komunikasi yang
bebas interferensi
•
Menyalurkan beberapa informasi secara serentak dalam satu spektrum.
Jenis multiple access
1. Fdma (frequency division multiple accesss ):
2. Tdma (time domain multipel accesss :
3. CDMA (code domain multiple accesss)
Spread spectrum adalah teknik memancarkan sinyal pada pita frekuensiyang
jauh lebih lebar dari pita frekuensi yang dibutuhkan
25
2 jenis teknik spread sektrum :
1. Frequency Hoping
2. DS(Direct Sequence)-CDMA
CDMA adalah teknik multiple access
yang menggunakan modulasi spread
spectrum dari masing-masing akses dengan masing-masing kode yg unik pada
spektrum yang sama. Merupakan teknik modulasi dan multiple accesss berdasarkan
teknik spread spectrum direct sequence dimana pengiriman sinyal menduduki lebar
pita frekuensi melebihi spektrum minimal yang dibutuhkan.
Sistem komunikasi wireless dengan CDMA bisa menjamin keamanan data yang
disampaikan, karena ada prinsip pengkodean, Dalam metode spektrum tersebar, setiap
sektor dibedakan dengan Pseudo-noise (PN) atau pseudorandom sequence.
Jumlah bit dari informasi bisa kembali ke bentuk awalnya, karena setiap user
memiliki kode yang berbeda yang tidak diketahui user lain.
26
Daftar Pustaka
1. Rapport,Theodore,”Wireless
Communications”.1996.Prentice
Hall:New
Jersey.
2. Yang C,Samuel,”CDMA RF System Engineering”.1998.Artech House :
Noorwood.
3. www.en.wikipedia.org
4. www.howstuffwork.com
27