Perencanaan Jumlah dan Lokasi Menara Transceiver Station ...
802.11 Transceiver (2.4 GHz)
description
Transcript of 802.11 Transceiver (2.4 GHz)
1
802.11 Transceiver (2.4 GHz)
2
Transceiver Masa Depan
3
Sistem KomunikasiSistem Komunikasi
Tujuan dari sistem komunikasi adalah untuk mentransfer informasi dari pengirim ke penerima.
4
Sistem Komunikasi Radio
ModulatorRF
power amp
Carrier(oscillator)
m(t) Demodulator
RF amp
LocalOscillator
m(t)IFampMixer
Sinyal informasi m(t) dikirim dengan cara menumpangkan-nya pada suatu sinyal pembawa (carrier)
5
ModulasiModulasiModulasi adalah proses dimana suatu sinyal yang berisi informasi (message signal) digunakan untuk mengontrol parameter dari suatu sinyal pembawa (carrier signal)
Sinyal Informasi (Message Signal)
Sinyal informasi (message signal atau modulating signal) dapat berupa:• Sinyal analog – dinyatakan dengan m(t)• Sinyal digital – dinyatakan dengan d(t)
Sinyal Pembawa (Carrier)
Sinyal pembawa (carrier) dapat berupa ‘ gelombang sinusoid' atau 'pulse train'.
6
ModulasiModulasi
Pandang suatu ‘message signal‘ digital d(t) :
• Jika d(t) mengontrol amplitudo – diperoleh AMPLITUDE SHIFT KEYING (ASK)• Jika d(t) mengontrol frekuensi – diperoleh FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK)• Jika d(t) mengontrol fasa – diperoleh PHASE SHIFT KEYING (PSK)
Pandang sinyal pembawa (carrier) dlm bentuk sinusoid :
cccc φ+tωV=tv cos
• Jika m(t) mengontrol amplitudo – diperoleh AMPLITUDE MODULATION (AM)• Jika m(t) mengontrol frekuensi – diperoleh FREQUENCY MODULATION (FM)• Jika m(t) mengontrol fasa – diperoleh PHASE MODULATION (PM)
7
Multi-Level Message SignalMulti-Level Message Signal
Suatu message signal dapat berupa multi-level atau m-level dimana setiap level direpresentasikan sebagai suatu pola bit 'informasi’. Sebagai contoh untuk m = 4 level
8
• n bit per codeword akan menghasilkan 2n = m level berbeda.• Sinyal ini disebut m-ary (untuk m=2 disebut binary).• Jadi, untuk m = 4 level pada: Amplitudo menghasilkan 4ASK or 4-ary ASK Frekuensi menghasilkan 4FSK or 4-ary FSK Phase menghasilkan 4PSK or 4-ary PSK
4-level PSK disebut QPSK(Quadrature Phase Shift Keying).
Multi-Level Message SignalMulti-Level Message Signal
9
Carrier berupa Pulse Train Carrier berupa Pulse Train
• 3 parameter pada Carrier adalah:Amplitudo Pulsa ELebar Pulsa τ Posiisi Pulsa T
Jadi:• Jika m(t) mengontrol E – diperoleh PULSE AMPLITUDE MODULATION
(PAM)• Jika m(t) mengontrol τ – diperoleh PULSE WIDTH MODULATION (PWM)• Jika m(t) mengontrol T – diperoleh PULSE POSITION MODULATION (PPM)
10
DemodulasiDemodulasi
Demodulasi adalah adalah kebalikan dari proses modulasi untuk me-recover message signal m(t) atau d(t) pada sisi penerima.
11
Teknik Modulasi (1)Teknik Modulasi (1)
12
Teknik Modulasi (2)Teknik Modulasi (2)
13
Teknik Modulasi (3)Teknik Modulasi (3)
14
Teknik Modulasi (4)Teknik Modulasi (4)
15
Teknik Modulasi (5)Teknik Modulasi (5)
16
Jenis Modulasi: AM, FM, PAMJenis Modulasi: AM, FM, PAM
17
Jenis Modulasi: AM, FM, PAMJenis Modulasi: AM, FM, PAM
18
Jenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSKJenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSK
19
Jenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSKJenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSK
20
Jenis Modulasi – 4 Level ASK, FSK, PSKJenis Modulasi – 4 Level ASK, FSK, PSK
21
Jenis Modulasi – 4 Level ASK, FSK, PSKJenis Modulasi – 4 Level ASK, FSK, PSK
22
Modulasi Amplitudo (AM)Modulasi Amplitudo (AM)
vc(t) = Vc cos(ct), amplitudo = Vc,
frekuensi carrier = c rps.
Karena c = 2fc, maka
frekuensi = fc Hz dimana fc = 1/T.
Pandang suatu sinyal pembawa (carroer) berbentuk ‘gelombang sinusoid'.
Amplitude Modulation (AM)Pada AM, sinyal informasi (modulating signal atau message signal) m(t) ‘ditumpangkan' pada amplitudo dari sinyal pembawa (carrier).
23
Sinyal Informasi Sinyal Informasi mm((tt))Pada umumnya m(t) akan berupa suatu band dari sinyal; sebagai contoh, sinyal video.
Notasi atau konvensi untuk menyatakan sinyal baseband m(t) terlihat di bawh ini
24
Sinyal Informasi Sinyal Informasi mm((tt))
Pada umumnya lebar band dari sinyal m(t) terbatas
(m(t) disebut band limited).
Pandang, sebagai contoh, suatu sinyal suara via mikrofon.
Envelope dari spektrum sinyal tersebut terlihat di bawah ini:
25
Persamaan untuk AMPersamaan untuk AM
tωtm+tωV=tv ccDCs coscos
26
Persamaan untuk AMPersamaan untuk AMMisalkan m(t) = Vm cos mt, i.e. suatu sinyal 'test', maka
tωtωV+tωV=tv cmmcDCs coscoscos
Dengan menggunakan BA+B+A=BA coscos2
1coscos
tωωV
+tω+ωV
+tωV=tv mcm
mcm
cDCs cos2
cos2
cos
diperoleh
Komponen: Carrier upper-sideband (USB) lower-sideband (LSB)
Amplitudo: VDC Vm/2 Vm/2
Frekuensi: c c + m c – m
fc fc + fm fc + fm
Persamaan di atas merepresentasikan Double Amplitude Modulation – DSBAM
27
Spektrum dan Bentuk GelombangSpektrum dan Bentuk GelombangSpektrum dari sinyal-sinyal input, yaitu spektrum dari (VDC + m(t)), dengan m(t) = Vm cos mt, dan carrier cos ct terlihat di bawah ini.
Juga terlihat bentuk gelombang dalam domain waktu
28
Diagram di bawah memperlihatkan spektrum dan bentuk gelombang sinyal output, yang persamaannya dinyatakan dg:
tωωV
+tω+ωV
+tωV=tv mcm
mcm
cDCs cos2
cos2
cos
Spektrum dan Bentuk GelombangSpektrum dan Bentuk Gelombang
29
Modulation Depth Modulation Depth Pandang persamaan DSBAM
tωtωV+V=tv cmmDCs coscos
yang dapat dituliskan kembali sebagai
Nisbah didefinisikan sebagai modulation depth, m,
tωtωV
V+V=tv cm
DC
mDCs coscos1
DC
m
V
V
VDC
Vm
2Emin
2Emax
30
2Emax = maximum peak-to-peak of waveform2Emin = minimum peak-to-peak of waveform
Modulation Depth minmax
minmax
E+E
EE=m
22
22
Dapat diperlihatkan bahwa:
mDCmax V+V=E 22 mDCmin VV=E 22
mDCmDC
mDCmDC
VV+V+V
V+VV+V=m
2222
2222
DC
m
V
V
4
4
DC
m
V
V= =
Modulation Depth Modulation Depth
31
Modulasi Modulasi Double Sideband (DSB)Double Sideband (DSB)
Ada 3 jenis DSB
• Double Sideband Amplitude Modulation, DSBAM – dengan carrier
• Double Sideband Diminished (Pilot) Carrier, DSB Dim C
• Double Sideband Suppressed Carrier, DSBSC – tanpa carrier
32
Representasi Grafis DSBAMRepresentasi Grafis DSBAM
33
Representasi Grafis DSBDimC dan DSBSCRepresentasi Grafis DSBDimC dan DSBSC
34
Ringkasan Representasi GrafisRingkasan Representasi GrafisDSBAM VDC >> Vm, m 1
DSBDimC 0 < VDC < Vm, m > 1 (1 < m < )
DSBSC VDC = 0, m =
35
Keperluan Bandwidth untuk DSBAMKeperluan Bandwidth untuk DSBAM
36
Modulasi Single Sideband (SSB)Modulasi Single Sideband (SSB)
Jenis SSB bisa jadi SSBAM (dengan komponen carrier yang ‘besar’), SSBDimC atau SSBSC tergantung dari besar VDC pada input.
37
Modulasi Single Sideband (SSB)Modulasi Single Sideband (SSB)
38
Modulasi Single Sideband (SSB)Modulasi Single Sideband (SSB)
dengan m(t) = Vm cos mt, diperoleh:
tωωV
+tω+ωV
+tωV=tv mcm
mcm
cDCs cos2
cos2
cos
Filter SSB filter meredam LSB sehingga output bisa dinyatakan sebagai
tω+ωV
+tωV=tv mcm
cDCs cos2
cos
Catatan, output dapat berupaSSBAM, VDC besarSSBDimC, VDC kecil
SSBSC, VDC = 0
Untuk SSBSC, sinyal output =
tω+ωV
=tv mcm
s cos2
39
Demodulasi Sinyal AMDemodulasi Sinyal AM
Ada 2 metoda utama untuk Demodulasi AM:
• Envelope (Non-coherent) Detection/Demodulation.
• Synchronized (Coherent) Demodulation.
40
Sederhana, murah, tetapi sinyal input AM harus DSBAM dengan m << 1, jadi tidak dapat digunakan untuk demodulasi DSBDimC, DSBSC atau SSB.
Detektor Envelope untuk AM terlihat berikut ini:
Envelope (Non-Coherent) DetectionEnvelope (Non-Coherent) Detection
41
Jika modulation depth > 1, maka akan terjadi distorsi
Kerja Detektor Kerja Detektor EnvelopeEnvelope
42
Demodulasi Sinkron (Coherent)Demodulasi Sinkron (Coherent)
Blok diagram demodulator sinkron (coherent) terlihat di bawah ini
Local Oscillator (LO) harus sinkron (coherent), dkl. mempunyai frekuensi dan fasa yang dengan the carrier pada sinyal input AM. Mahal dan tidak sederhana.
Tetapi demodulator ini dapat digunakan untuk semua bentuk sinyal input AM , yaituDSBAM, DSBDimC, DSBSC or SSBAM, SSBDimC, SSBSC.
43
Demodulasi Sinkron (Coherent)Demodulasi Sinkron (Coherent)
Jika sinyal input AM mengandung komponen pada frekuensi carrier (baik besar maupun kecil), LO bisa diperoleh dari sinyal tersebut sbb.
44
CatatanCatatan
Modulasi Amplitudo (AM) merupakan basis bagi:
• Modulasi Digital – Amplitude Shift Keying ASK• Modulasi Digital – Phase Reversal Keying PR• Multiplexing – Frequency Division Multiplexing
FDM• Up Conversion – Pada Pemancar Radio • Down Conversion – Pada Penerima Radio
45
Modulasi Modulasi AngleAngle
• VHF (30M-300M) untuk high-fidelity broadcast• Wideband FM (FM TV), narrow band FM (two-
way radio)• Ditemukan oleh Armstrong pada 1933 tetapi
baru berhasil secara komersial pada 1949.• Digital: Frequency Shift Keying (FSK), Phase
Shift Keying (BPSK, QPSK, 8PSK,…)• AM/FM: Transverse wave/Longitudinal wave
46
Modulasi Angle vs. AMModulasi Angle vs. AM• Sifat Modulasi Amplitudo (AM)
– Modulasi Amplitudo bersifat linear• Hanya memindahkan spektrum dari baseband
ke passband, bentuk spektrum tidak berubah. – Spektrum: S(f) merupakan versi translasi dari M(f)– Bandwidth ≤ 2W
• Sifat Modulasi Angle
– Modulasi Angle bersifat nonlinear• Bentuk spektrum berubah
– S(f) bukan hanya versi translasi dari M(f)– Bandwidth umumnya jauh lebih besar dari 2W
47
Pro/Kontra Aplikasi Modulasi Pro/Kontra Aplikasi Modulasi AngleAngle
• Kelebihan– Pengurangan Noise yang lebih baik
– Memperbaiki fidelity dari sistem komunikasi
• Kekurangan– Efisiensi bandwidth rendah
– Implementasinya tidak sederhana (kompleks)
• Aplikasi– Radio (broadcast) FM
– Komunikasi sinyal suara TV
– Two-way mobile radio
– Radio Selular
– Komunikasi Satelit dan Microwave
48
Frekuensi Frekuensi InstantaneousInstantaneous
( ) cos ( ) ,
where : carrier amplitude, ( ) : angle (phase)c i
c i
s t A t
A t
( )1( )
2i
i
d tf t
dt
Modulasi Angle mempunyai 2 bentuk- Modulation Frekuensi (FM): message signal direpresentasi kan sebagai variasi dari frekuensi sesaat (instantaneous frequency) dari carrier- Modulasi Phase (PM): message signal direpresentasi kan sebagai variasi dari fasa sesaat (instantaneous phase) dari carrier
( ) cos 2 ( )c cs t A f t t Dimana Φ(t) merupakan fungsi dari sinyal informasi m(t)
49
Modulasi Fasa (PM)Modulasi Fasa (PM) Sinyal PM (phase modulation)
( ) cos 2 ( )c c ps t A f t k m t ( ) ( ), : phase sensitivity
( )instantanous frequency ( )
2
p p
pi c
t k m t k
k dm tf t f
dt
50
Modulasi Frekuensi (FM)Modulasi Frekuensi (FM)• Sinyal FM (frequency modulation)
0( ) cos 2 2 ( )
t
c c fs t A f t k m d
0
0
: frequency sensitivity
instantanous frequency ( ) ( )
angle ( ) 2 ( )
2 2 ( )
f
i c f
t
i i
t
c f
k
f t f k m t
t f d
f t k m d
51
Karakteristik FMKarakteristik FM Karakteristik sinyal FM
– Zero-crossing tidak regular
– Envelope-nya konstan
– Sinyal FM dan PM serupa
52
Hubungan antara FM dan PMHubungan antara FM dan PM
53
Deviasi FrekuensiDeviasi Frekuensi• Deviasi Frekuensi Δf
– Selisih antara frekuensi sesaat maksimum dengan frekuensi carrier
– Definisi:
– Hubungan dengan frekuensi sesaat
max | ( ) |f m ff k A k m t
single-tone ( ) case: cos(2 )
general case: i c m
c i c
m t f f f f t
f f f f f
54
Indeks ModulasiIndeks Modulasi
• Indeks Modulasi menyatakan berapa besar variabel modulasi (frekuensi instantaneous) berubah disekitar level tanpa-modulasi (frekuensi sinyal message )
• Bandwidth
max | ( ) |AM (envelope): ,
1max | ( ) |
FM (frequency):
a
f
m
k m t
k m t
f
t
dmta )()(
...sin)(
!3cos)(
!2sin)(cos))(Re()( 3
22
2
twtak
twtak
twtaktwAtt cf
cf
cfc
55
Narrow Band Angle ModulationNarrow Band Angle Modulation
1)( tak f
twtaktwAt cfc sin)(cos)( Definisi
Persamaan
56
ContohContoh
57
Diagram Blok Pembangkitan sinyal NBFM Diagram Blok Pembangkitan sinyal NBFM
58
Wide Band FMWide Band FM Sinyal Wideband FM
Representsai dalam Fourier Seies
( ) cos(2 )
( ) cos 2 sin(2 )m m
c c m
m t A f t
s t A f t f t
( ) ( ) cos 2 ( )
( ) ( ) ( ) ( )2
c n c mn
cn c m c m
n
s t A J f nf t
AS f J f f nf f f nf
( ) : -th order Bessel function of the first kindnJ n
59
ContohContoh
60
Bandwidth dari sinyal FMBandwidth dari sinyal FM• Secara teoritis sinyal FM mempunyai
bandwidth tak terhingga• Pada kenyataannya, daya pada komponen
side frequencies menjadi sangat kecil diatas suatu titik tertentu sengga bisa diabaikan, dengan demikian sinyal FM dapat dianggap mempunyai bandwidth yang berhingga
• Aproksimasi besar bandwidth suatu sinyal FM signal dinyatakan oleh– Aturan Carson (merupakan batas bawah)
61
Aturan CarsonAturan Carson Hampir seluruh daya sinyal FM terdapat pada bandwidth
– Untuk sinyal message single-tone dengan frekuensi fm
– Untuk sinyal message m(t) dengan bandwidth (atau komponen frekuensi tertinggi) W
2 2 2( 1)T m mB f f f
2 2 2( 1)TB f W D W
max | ( ) |f m ff k A k m t