Instructions for Preparing Papers

PROSIDING SEMINAR NASIONAL RITEKTRA 2010
ISBN: 978-XXX-XXXXX-X-X
Implementasi Prototipe Software Defined Radio pada
Komunikasi Peer to Peer dengan Menggunakan Kanal VHF
Primatar Kuswiradyo
Pascasarjana Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro
ITS, Surabaya 60111, INDONESIA.
Email: [email protected]
Abstrak
SDR atau disebut juga Software Defined Radio adalah suatu teknologi pemrosesan
sinyal yang mengoptimalkan pemakaian PC sebagai perangkat pendukungnya.
Dengan pengaplikasian SDR ini pada sistem modem komunikasi maka memungkinkan
adanya kemudahan dan fleksibilitas di dalam rekayasa DSP (Digital Signal
Processing) tanpa perlu melakukan perubahan pada hardwarenya. Dalam penelitian
ini akan dipelajari tentang implementasi prototip SDR pada komunikasi nirkabel peer
to peer yang menggunakan kanal VHF sebagai kanal transmisinya. Penelitian
dilakukan dengan metode simulasi laboratorium menggunakan PC dan hardware
elektronika yang mendukung konversi analog dan digital sekaligus transceiver VHF.
Hasil penelitian diharapkan dapat digunakan untuk pengembangan implementasi SDR
pada jaringan nirkabel VHF khususnya serta pada jaringan nirkabel secara umum
sehingga diharapkan akan menghasilkan alternatif bagi ketersediaan pelayanan
komunikasi wireless di masa mendatang.
Kata kunci: Software Defined Radio, jaringan nirkabel, Digital Signal Processing.
1. PENGANTAR
Software-Defined-Radio (SDR) atau
dapat disebut juga dengan software-radio,
umumnya didefenisikan sebagai berikut
[1] : Sofware-radio adalah sebuah
teknologi
yang
muncul
untuk
membangun sistem radio yang fleksibel,
multiservice, multistandard, multiband,
reconfigurable dan reprogrammable
dengan
menggunakan
software.
Penggunaan SDR sebagai pendukung di
dalam
sistem
telekomunikasi
memudahkan pengguna untuk mendesain
sebuah modem digital dikarenakan
pengguna dapat mengubah-ubah mode
modulator yang digunakan tanpa perlu
melakukan perubahan pada sisi hardware
yang digunakan. Teknologi SDR ini
mengoptimalkan fungsi dari sebuah PC
untuk melakukan pemrosesan sinyal
digital.
Dalam percobaan ini prototype SDR
akan dicoba diimplementasikan pada
komunikasi peer to peer nirkabel yang
akan dilakukan pada kanal VHF dengan
frekuensi 145 MHz yang disesuaikan
dengan frekuensi kerja dari radio HT
yang digunakan.
Sebagai langkah awal sebelum menuju
dalam mempelajari SDR yang lebih
dalam maka penulis memutuskan untuk
memproses sinyal baseband terlebih
dahulu dikarenakan cara ini adalah yang
paling mudah dilakukan sebelum
mempelajari pemrosesan sinyal digital
yang lebih lanjut.
Pada percobaan kali ini penulis
menggunakan sound card standar PC
yang digunakan sebagai hardware untuk
konversi sinyal digital ke analog,
sedangkan untuk konversi dari sinyal
analog ke digital akan dilakukan dengan
menggunakan hardware ADC standar.
Melalui penelitian ini diharapkan dapat
membantu
menyediakan
alternative
sarana komunikasi nirkabel yang
fleksibel dan diharapkan mendukung
untuk daerah minim infrastruktur
sehingga
pada
akhirnya
dapat
PROSIDING SEMINAR NASIONAL RITEKTRA 2010
ISBN: 978-XXX-XXXXX-X-X
memberikan akses telekomunikasi yang
merata bagi masyarakat.
2. KAJIAN PUSTAKA
2.1 Software Defined Radio
Software-Defined-Radio (SDR) atau
dapat disebut juga dengan software radio,
umumnya didefenisikan sebagai berikut
[1] : Sofware-radio adalah sebuah
teknologi
yang
muncul
untuk
membangun sistem radio yang fleksibel,
multiservice, multistandard, multiband,
reconfigurable dan reprogrammable
dengan
menggunakan
software.
Penelitian
untuk
pengembangan
Software-Defined-Radio (SDR) telah
banyak dilakukan untuk mengembangkan
kemampuan hardware radio tanpa
memerlukan penggantian hardware radio
tersebut.
Ada beberapa paper yang membahas
dasar perancangan SDR ini antara lain [2]
mengenai teori fundamental yang harus
dipelajari untuk pengembangan SDR itu
sendiri serta pada [1] mengenai konsep
dasar untuk perancangan SDR. Akan
tetapi paper-paper rujukan di atas masih
belum difokuskan secara mendetail untuk
pengembangan SDR yang ditujukan bagi
pemula yang memiliki keterbatasan
hardware serta pengetahuan lanjut
mengenai pemrosesan sinyal digital
dengan menggunakan PC.
Gambar 1 adalah sebuah gambaran
sebuah SDR yang ideal. Akan tetapi
untuk penelitian kali ini hanya akan lebih
lanjut. Gambar 2 adalah bagan prototype
SDR yang dipergunakan dalam penelitian
ini.
Gambar 1. Ideal SDR
Gambar 2. Bagan Prototipe SDR
Fleksibilitas dari sebuah sistem SDR
terlihat dari kapabilitasnya untuk
dioperasikan pada lingkungan multiservis
tanpa terikat pada standar-standar
terpisah tapi dapat menawarkan (secara
teoritis)
pelayanan-pelayanan
dari
beberapa sistem standar yang telah ada
maupun sistem-sistem masa depan untuk
tersebut.
2.2 Komunikasi Nirkabel Peer to Peer
pada Kanal VHF
Kanal VHF sering dipergunakan
sebagai kanal komunikasi karena
memiliki bandwith yang cukup lebar
serta jarak jangkauan yang lumayan jauh
[3].
Dalam penelitian ini dipergunakan 2
buah radio HT VHF sebagai terminal
nirkabelnya.
2.3 On Off Keying
On Off Keying atau sering disebut juga
dengan ASK (Amplitudo Shift Keying)
adalah salah satu modulasi digital dasar
yang memiliki perubahan pada amplitude
sinyalnya [4].
Gambar 3. OOK
Biasanya direpresentasikan dengan :
PROSIDING SEMINAR NASIONAL RITEKTRA 2010
ISBN: 978-XXX-XXXXX-X-X
S(t) = A sin (2пft) untuk binary 1 (1)
= 0 untuk binari 0
2.4 Pengolahan Sinyal Digital
Pengolahan terhadap sinyal komunikasi
sangat penting guna mendapatkan
informasi yang terkandung dalam sinyal
tersebut. Pengolahan Sinyal adalah
pemrosesan
sinyalyang
mempunyai
kaitan
dengan
penyajian,perubahan
bentuk, dan manipulasi dari isi sinyal dan
informasi [5]. Sedangkan Pengolahan
Sinyal Digital adalah pemrosesan
sinyal yang mempunyai kaitan dengan
penyajian, perubahan bentuk, dan
manipulasi dari isi sinyal dan informasi
dalam bentuk digital [5].
Ada beberapa keuntungan yang didapat
dari pengolahan sinyal secara digital ini
[6] antara lain :
1. Hasil pengolahannya dapat mudah
diduplikasi.
2. Sistem digital dapat dengan mudah
diimplementasikan pada hardware yang
berbeda.
3.
Robust
(level
sinyal
dapat
diregenerasi).
Akan tetapi juga memiliki beberapa
kekurangan [5] yaitu :
1. Limitasi pada frekuensi.
2. Kompleksitas pada sisi A/D maupun
D/A.
3. METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai
metodologi penelitian secara terurut.
S(t) = sin (2п 4KHz) untuk binary 1 (2)
= 0 untuk binari 0
Jadi di dalam rentang waktu 1 detik
dibangkitkan sekitar 60 bit data dengan
bentuk sinyal sinusoida yang kemudian
dirangkai menjadi satu lalu dikonversi
menjadi file wav.
File wav ini kemudian diputar dengan
menggunakan pemutar file wav digital.
Dengan menggunakan pemutar wav
digital maka akan memungkinkan sound
card pada PC untuk menjadi DAC
(Digital to Analog Converter). Untuk
memeriksa bentuk sinyal yang dihasilkan
oleh sound card maka digunakan
osciloskop sehingga dapat diketahui
bentuk sinyal sinusoidal yang dihasilkan.
3.2 Konfigurasi Komunikasi Peer to
Peer
Pada tahap ini dilakukan sambungan
dari output sound card pada PC menuju
input radio HT VHF untuk kemudian
ditransmisikan pada frekuensi kerja 145
MHz. Pada sisi penerima, radio HT VHF
yang berfungsi sebagai penerima
dihubungkan ke input dari hardware
ADC yang telah diprogram pada bagian
IC microcontrollernya sehingga bias
berfungsi sebagai mana mestinya.
Dari output hardware ADC kemudian
disambungkan
menuju
input
PC
penerima melalui port komunikasi serial.
(lihat gambar 2).
3.3 Melakukan konfigurasi di Sisi
Penerima
3.1 Pembangkitan Sinyal Melalui PC
Untuk membangkitkan sinyal digital,
penulis menggunakan software audacity
yang didapat secara gratis dari internet.
Pada pembangkitan sinyal digital ini
penulis menggunakan modulasi digital
amplitude
shift
keying,
dimana
digunakan referensi sebagai berikut :
Setelah melakukan berbagai
konfigurasi yang diperlukan maka di sisi
penerima diperlukan sebuah software
yang mampu membaca data mentah dari
masukan komunikasi serial. Dengan
menggunakan software rekonstruksi ini
maka data mentah yang didapatkan dari
hasil sampling oleh ADC akan
PROSIDING SEMINAR NASIONAL RITEKTRA 2010
ISBN: 978-XXX-XXXXX-X-X
direkonstruksi menjadi data-data biner
sehingga bisa didapatkan bit-bit yang
dikirim sebelumnya.
4. ANALISA DATA &
PEMBAHASAN
Berikut adalah gambar dari sinyal
dalam
bentuk
wav
yang
telah
dibangkitkan di audacity (gambar 4).
Untuk memastikan bahwa sound card
bisa mengirimkan sinyal yang telah
dibangkitkan di PC maka digunakan
pengukuran
dengan
menggunakan
osciloskop.
Gambar 4. Cuplikan sinyal pada audacity
Dari gambar 5 di bawah terlihat bahwa
sound card berhasil mengeluarkan output
yang sama persis dengan yang telah
dibangkitkan dengan software pada PC
akan tetapi dengan bentuk yang sudah
dianalogkan.
Dari hasil metode sample dengan
teknik integrator untuk rentang waktu
tertentu pada data yang diterima dari
Gambar 5. Tampilan sinyal di Osciloskop
Gambar 6. Tampilan pada sisi penerima
ADC melalui port serial maka akan
didapatkan kembali raw bit yang telah
dikirimkan tadi (gambar 6).
5. KESIMPULAN & SARAN
Dari hasil penelitian sementara yang
telah dilakukan maka dapat disimpulkan
bahwa metode dalam penelitian ini cocok
untuk para pemula yang ingin
mempelajari teori sekaligus implementasi
SDR secara sederhana.
Dengan eksplorasi serta modifikasi
yang lebih lanjut maka akan didapatkan
hasil yang lebih spesifik untuk berbagai
jenis metode modulasi digital sehingga
akan memperkaya alternative komunikasi
nirkabel di Indonesia.
DAFTAR PUSTAKA
1. Enrico Buracchini, CSEL T
(September 2000). The Software
Radio Concept. IEEE
Comm.Magazine, hal. 138-143.
2. Gerald Youngblood (2002). A
Software-Defined Radio for the
Masses. Part 1,http://www.flexradio.com/Data/Doc/qex1.pdf.
3. Shibuya, Shigekazu (1983). A
Basic Atlas of Radio-Wave
Propagation. John Wiley & Sons.
4. Prasad, K.V. (2003). Principles of
Digital Communication Systems and
Computer Networks. Charles River
Media.
5. Steven W. Smith,The Scientist
and Engineer's Guide to Digital
Signal Processing, Second Edition.
California: Technical Publishing San
Diego.
6. J. G. Proakis and D. G. Manolakis
(1992). Digital Signal Processing:
Principles, Algorithms and
Applications. MacMillan Publishing.