PENINGKATAN KUALITAS VIDEO

UNTUK TRANSMISI DESKRIPSI JAMAK

PADA KANAL MIMO

Aranda Fadzri Rahardi2207100641Dosen Pembimbing Dr. Ir. Wirawan, DEA

6/27/2010 1

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Fakultas Teknologi Industri

Instiut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2010

Latar Belakang

6/27/2010 2

Informasi teknologi wireless yang semakin berkembang pesat

Pentransmisianvideo melalui media udara sangat rentan mengalami gangguan

yang disebabkan adanya noise, multipath fading ,dan kompresi video yang rentan

error

6/27/2010 3

Teknik Multiple Description Coding dan MIMO memungkinkan dapat

memecahkan permasalahan pentransmisian pada kanal wireless

•Vivik K.Goyal and Jelena Kovacevic. Generalized multiple

description coding with correlating transforms. IEEE Trans. Info.

Theory, 47(6):21992224, 09 2001

Mendapat gagasan jika semua semua bitsream diterima dengansempurna oleh receiver maka image atau video dapatdirekonstruksi dengan kualitas yang bagus (tinggi) namun jikaada beberapa komponen bitstream yang hilang receiver dapattetap merekonstruksi data tersebut menjadi image dan videodengan mutu atau kualitas yang rendah

•teknik MIMO (Multi Input Multi Output) dapat membuat kanal paralel independen dalam spatial domain untuk mengirimkan data stream yang beragam•teknik ini bisa memperbesar kapasitas kanal tanpa mengurangi bandwidth yang ada

6/27/2010 4

Tujuan

6/27/2010 5

Tujuan pada tugas akhir ini Mensimulasikan teknik MDC 2 deskripsi pada kanal MIMO 2x2 dan kemudian membandingkan hasil pengiriman sinyal video pada Rx terhadap TX

Batasan Masalah

6/27/2010 6

1. Pada tugas akhir ini, sample video yang di gunakan merupakan referensi dari H264 dengan format CIF

2. Video yang ditransmisikan melalui MIMO STBC 2x23. Kondisi kanal multipath bersifat flat fading4. Pada tugas akhir ini metode MDC menggunakan dua buah diskripsi5. Pada tugas akhir ini, masalah dibatasi untuk Operating System dari

PC yang digunakan adalah Windows XP2/66. Pada tugas akhir ini menggunakan software mathlab versi 6.5 dengan

max variable 655367. Pada tugas akhir ini menggunakan software YUVviewer application

.MFC untuk melihat hasil video

Multiple description coding (MDC)

6/27/2010 7

Dimana: x = input D1= output side decoder 1R1 = deskripsi 1 D2= output side decoder2R2 = deskripsi 2 D0= output central decoder

Encoder/decoder H264.avc

6/27/2010 8

H.264 (MPEG-4 Part 10) atau lebih dikenal dengan Advance Video Coding (AVC) merupakan sebuah codec video digital yang memiliki keunggulan dalam rasio kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metoda blok transformasi adaptif yang efektif.

Tujuan lain dari pengembangan H.264 adalah dapat digunakan dalam berbagai macam aplikasi seperti video broadcast,

MIMO 2x2

6/27/2010 9

Dimana : y1 dan y2 = output datah11,h21,h22,h21 = kanal lintasann1 dan n2= noise

Kanal AWGN

6/27/2010 10

AWGN merupakan thermal noise yang terdistribusi normal dengan nilai rata rata nol, serta bersifat menambahkan level sinyal.

+Sinyal kirim Sinyal terima

Noise n(t)

X(t) Y(t) = X(t) + n (t)

“ out_kanal1=awgn(out_kanal,SNR,’measured’)”.

Kanal Rayleigh Fading

6/27/2010 11

Rayleigh biasa digunakan untuk menyatakan distribusi perubahandari selubung sinyal fading yang mempengaruhi sinyal informasi.Distribusi rayleigh ini dapat dibentuk dari jumlah antara dua sinyalberdistribusi gaussian sehingga pada pembangkitan distribusi rayleighdilakukan dengan terlebih dahulu membangkitkan dua buah sinyal yangberdistribusi gausian.

“H = 1/sqrt(2)*[randn(1,len_tx) + j*randn(1,len_tx)];” dimana H menunjukan bilangan complex array fading, len_tx menunjukan panjang data yang dikirimkan atau panjang data yang akan terkena fading

Multipath Fading

6/27/2010 12

Fading merupakan penurunan dan fluktuasi daya sinyal pada penerima.

Fading menyebabkan kondisi dimana sinyal tidak dapat lagi dikenali pada

proses pengembalian sinyal kedalam bentuk informasi.

Flat fading

Flowchart aliran data pengirim

6/27/2010 13

mulai

Input

video.yuv

Proses pembacaan kondisi

frame

Proses pengambilan frame

ganjil dan genap

Penngelompokan

frame ganjil

Penngelompokan

frame genap

flag 1 flag 0

Format data

desimal to biner

Format data

desimal to biner

Data ganjil = flag 1 + data

ganjil dalam bentuk biner

Data genap = flag 1 + data

genapl dalam bentuk biner

A B

A B

Modulasi BPSK Modulasi BPSK

Data di parsial oleh MIMO 2x2

Data di transmisikan

Antena 1

Data di transmisikan

Antena 2

selesai

6/27/2010 14

Paket data di terima

oleh MIMO 2x2

mulai

Proses pemisahan data

berdasarkan flag

Flag = 1 Flag = 0

Data biner diubah ke

desimal oleh decoder

ganjil

Data biner diubah ke

desimal oleh decoder

genap

Proses di dalam decoder

Output Format

video.yuv ganjil

Output Format video.yuv

genap

Data genap + Data ganjil

Output Format video.yuv

Ganjil +Genap

selesai

Interpolasi ganjil Interpolasi genapRekontruksi

Flowchart alirandata penerima

6/27/2010 15

Model Transmisi Video

6/27/2010 16

Encoder

MDC

Mapping

BPSK

Demaping

BPSKDeccoder

MDC

Input

video.yuv

Input video

genap.yuv

Input video

genap.yuv

Input video

gabungan.yuv

Noise AWGNTipe 1

Hasil transmisi 1

17

Plot BER hasil video ganjil Plot BER hasil video genap

Interpolasi tipe 1

6/27/2010 18

Frame ke 30 video genap

PSNR 14,80 dB

Frame ke 15 video ganjil

PSNR 15,00 dB

Recontruksi transmisi tipe 1

6/27/2010 19

PSNR 22,87 dB

Frame ke 15

Encoder

MDC

Mapping

BPSK

Demaping

BPSKDeccoder

MDC

Input

video.yuv

Input video

genap.yuv

Input video

genap.yuv

Input video

gabungan.yuv

Noise AWGN

Multipath

fading

6/27/2010 20

Tipe 2

Hasil transmisi tipe 2

6/27/2010 21

Plot BER hasil video ganjil Plot BER hasil video ganjil

Interpolasi pada transmisi model 2

6/27/2010 22

Frame ke 6 dengan PSNR 13,86 dB

Video genap

Video Ganjil

Frame ke 24 dengan PSNR 14,02 dB

Rekontruksi tipe 2

6/27/2010 23

PSNR 22,82 dB

Frame ke 15

6/27/2010 24

Tipe 3

Encoder

MDC

Mapping

BPSK

MIMO

STBC 2x2

Multipath fading

AWGN

MIMO

STBC 2x2

Demapping

BPSK

Dencoder

MDC

Input

video.yuv

Output

video.yuv

Hasil transmisi 3

6/27/2010 25

Plot BER hasil video ganjil Plot BER hasil video ganjil

Interpolasi tipe 3

6/27/2010 26

Frame ke 12 video genap

Frame ke 20 videoganjil

PSNR 15,04

PSNR 21,02

Rekontruksi tipe 3

6/27/2010 27

Frame ke 1

PSNR 30,25 dB

KESIMPULAN

6/27/2010 28

Metode teknik Multiple Description Coding merupakan solusiyang baik untuk pengiriman transmisi video, dimana semuabitsream diterima dengan sempurna oleh receiver makavideo dapat direkonstruksi dengan kualitas yang bagus(tinggi) namun jika ada beberapa komponen bitstream yanghilang, receiver dapat tetap merekonstruksi data tersebutmenjadi image dan video dengan mutu atau kualitas yangrendah

Noise AWGN dan multipath fading menyebabkan distorsi dalamderetan frame yang dikodekan

5

Dengan MIMO STBC menggunakan prinsip multiple antena transmit dan multiple

antena receive dapat menawarkan perfomansi dan kapasitas sistem yang lebih

baik pada kanal multipath fading

TERIMAKASIH

6/27/2010 29

Menampilkan flowchart MDC denganpenjelasan ya dan tidak

6/27/2010 30

Pertanyaan dari Bu Endang

Metode MDC 2 deskripsi

6/27/2010 31

ENCODER

MDC

FRAME KE 1 FRAME KE 3 FRAME KE n Kanal 1

FRAME KE 0 FRAME KE 2 FRAME KE n Kanal 1

Deskripsi 1

Deskripsi 2

INPUT

Pertanyaan dari bu Devi

6/27/2010 32

Menjelaskan hasil transmisi ganjil genapdengan tipe masing2 transmisi.

6/27/2010 33

SISO dengan AWGN SISO dengan AWGN + Multipath

MIMO dengan AWGN + Multipath

BPSK dengan AWGN (SISO)

6/27/2010 34

NO SNR

(dB)

BER

Ganjil

BER

Genap

Nbit error

Ganjil

Nbit error

Genap

1 0 0.0397 0.0397 9781 9781

2 2 0.0261 0.0261 6430 6430

3 4 0.0142 0.0142 3499 3499

4 6 0.0057 0.0057 1416 1416

5 8 0.0015 0.0015 369 369

6 10 0.0002 0.0002 50 50

7 12 0.0001 0.0001 20 20

8 14 0 0 0 0

6/27/2010 35

NO SNR

(dB)

BER

ganjil

BER

genap

Nbit error

ganjil

Nbit error

genap

1 0 0.0376 0.0376 9251 9251

2 2 0.0272 0.0272 6689 6689

3 4 0.0187 0.0187 4595 4595

4 6 0.0121 0.0121 2969 2969

5 8 0.0076 0.0076 1484 1484

6 10 0.0046 0.0046 1146 1146

7 12 0.0029 0.0029 573 573

8 14 0.0018 0.0018 444 444

9 16 0.0011 0.0011 271 271

10 18 0.0007 0.0007 173 173

11 20 0.0004 0.0004 111 111

12 22 0.0002 0.0002 61 61

13 24 0.0002 0.0002 36 36

14 26 0.0002 0.0002 24 24

15 28 0.0001 0.0001 12 12

16 30 0.0001 0.0001 11 11

AWGN + Fading

6/27/2010 36

NO SNR

(dB)

BER

Ganjil

BER

Genap

Nbit

error

ganjil

Nbit

error

genap

1 0 0.0338 0.0338

8315 8315

2 2 0.0022 0.0022 529 529

3 4 0.0001 0.0001 12 12

4 6 0 0 0 0

MIMO dengan AWGN + Multipath

Pertanyaan dari Bpk Gatot

6/27/2010 37

Tujuan pemilihan deskripsi ganjilgenap?

6/27/2010 38

ENCODER

MDC

FRAME KE 1 FRAME KE 3 FRAME KE n Kanal 1

FRAME KE 0 FRAME KE 2 FRAME KE n Kanal 1

Deskripsi 1

Deskripsi 2

INPUT

Pengkodean sumber harus memberikan

representasi yang efektif cepat dan

handal

Maping BPSK

6/27/2010 39

Bit to symbol maping

Data bit -1

BER Monte Carlo

6/27/2010 40

Pada teknik Monte Carlo, nilai BER yang ingin dicapai akan menentukan

besarnya jumlah data minimum yang harus dibangkitkan. Jika jumlah data

minimal yang harus dibangkitkan pada 10 kali percobaan adalah B, maka

hubungan tersebut dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

Teknik Modulasi Baseband ekivalen

6/27/2010 41

Metode baseband ekivalen merupakan teknik modulasi bandpass yang dibawa

ke level baseband

Pada simulasi baseband ekivalen hanya dipertimbangkan selubung

kompleks dari sinyal bandpass diatas yaitu :

MIMO STBC

6/27/2010 42

6/27/2010 43

TEORI ALAMOUTI