1 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

1-9

Pokok bahasan : (1.) Terminologi Modulasi (2.) Modulasi Analog (3.) Modulasi Digital

Review Jenis Modulasi

(a) Modulasi Analog

Modulasi Analog Akronim Fungsi atau Method

Amplitude modulation AM ammod, amdemod Frequency modulation FM fmmod, fmdemod

Phase modulation PM pmmod, pmdemod Single sideband SSB ssbmod, ssbdemod

(b) Modulasi Digital

Modulasi Digital Akronim Fungsi atau Method

Differential Phase Shift Keying DPSK

modulate method on modem. dpskmod object, demodulate method

on modem. dpskdemod object

Frequency Shift Keying FSK fskmod, fskdemod

General Quadrature Amplitude General QAM

modulate method on modem. genqammod object, demodulate method on modem.genqamdemod object

Minimum Shift Keying MSK

modulate method on modem.mskmod object, demodulate method on

modem.mskdemod object

Offset Quadrature Phase Shift Keying OQFSK

modulate method on modem. oqpskmod object, demodulate method on modem.oqpskdemod object

Phase Shift Keying PSK

modulate method on modem.pskmod

object, demodulate method on modem.pskdemod object

Pulse Amplitude Modulation PAM

modulate method on modem.pammod object, demodulate method on

modem.pamdemod object

Quadrature Amplitude Modulation QAM

modulate method on modem.qammod

object, demodulate method on modem.qamdemod object

2 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

2-9

Terminologi Modulasi (1) Modulasi adalah proses dimana suatu sinyal pembawa diubah sesuai dengan informasi dalam sinyal pesan. Frekuensi pembawa, dilambangkan Fc, adalah frekuensi dari sinyal pembawa. Sampling rate adalah tingkat di mana sinyal pesan adalah sampel selama simulasi. Frekuensi dari sinyal pembawa biasanya jauh lebih besar dari frekuensi tertinggi dari sinyal pesan masukan. Teorema Sampling Nyquist mensyaratkan bahwa pengambilan sampel simulasi Fs tingkat lebih besar dari dua kali jumlah frekuensi pembawa dan frekuensi tertinggi dari sinyal termodulasi agar demodulator untuk memulihkan pesan dengan benar

Modulasi Analog (2)

(a) Represetasi Sinyal Analog

Fs = 8000; % Sampling rate is 8000 samples per second.

Fc = 300; % Carrier frequency in Hz

t = [0:.1*Fs]'/Fs; % Sampling times for .1 second

x = sin(20*pi*t); % Representation of the signal

y = ammod(x,Fc,Fs); % Modulate x to produce y.

figure;

subplot(2,1,1); plot(t,x); % Plot x on top.

subplot(2,1,2); plot(t,y)% Plot y below.

Luaran

(b) Sample Modulasi Sinyal Analog

% Prepare to sample a signal for two seconds,

% at a rate of 100 samples per second.

Fs = 100; % Sampling rate

t = [0:2*Fs+1]'/Fs; % Time points for sampling

3 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

3-9

% Create the signal, a sum of sinusoids.

x = sin(2*pi*t) + sin(4*pi*t);

Fc = 10; % Carrier frequency in modulation

phasedev = pi/2; % Phase deviation for phase modulation

y = pmmod(x,Fc,Fs,phasedev); % Modulate.

y = awgn(y,10,'measured',103); % Add noise.

z = pmdemod(y,Fc,Fs,phasedev); % Demodulate.

% Plot the original and recovered signals.

figure; plot(t,x,'k-',t,z,'g-');

legend('Original signal','Recovered signal');

Luaran

Modulasi Digital (3)

(a) Represetasi Sinyal Digital

Untuk memodulasi sinyal menggunakan modulasi digital dengan alfabet memiliki simbol M, mulailah dengan sebuah sinyal pesan nyata yang nilai bilangan bulat dari 0 sampai M-1. Mewakili sinyal dengan daftar nilai-nilainya dalam vektor, x. Atau, Anda dapat

4 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

4-9

menggunakan matriks untuk mewakili sinyal multichannel, di mana setiap kolom dari matriks mewakili satu saluran. Sebagai contoh, jika modulasi menggunakan alfabet dengan delapan simbol, maka vektor [2 3 7 1 0 5 5 2 6] 'adalah single-channel masukan yang valid ke modulator. Sebagai contoh multichannel, matriks dua kolom.

(b) Sinyal Modulasi Baseband Jika Anda menggunakan modulasi baseband untuk menghasilkan y amplop kompleks dari modulasi sinyal pesan x, maka y adalah sinyal kompleks-nilai yang berhubungan dengan output dari modulator passband. Jika sinyal termodulasi memiliki gelombang

dimana fc adalah frekuensi pembawa dan adalah fase awal sinyal pembawa, maka simulasi baseband mengakui bahwa ini sama dengan bagian nyata dari

dan model hanya bagian di dalam kurung persegi. Berikut j adalah akar kuadrat dari -1. Y vektor kompleks adalah contoh dari sinyal kompleks

Jika Anda lebih suka bekerja dengan sinyal passband bukan sinyal baseband, maka Anda dapat membangun fungsi yang mengkonversi antara keduanya. Sadarilah bahwa passband modulasi cenderung lebih komputasi intensif dari baseband modulasi karena sinyal pembawa biasanya harus sampel pada tingkat tinggi.

(c) Signal Modulasi Gray-Encoding

Untuk PSK, DPSK, FSK, QAM, dan modulasi PAM jenis, Gray konstelasi diperoleh dengan memilih parameter Gray dalam fungsi modulasi yang sesuai atau metode. Untuk obyek modulasi, Anda dapat mengatur properti untuk simbol untuk Gray untuk mendapatkan Gray-dikodekan modulasi. Contoh berikut menunjukkan penggunaan properti urutan simbol. Plot Tebar menunjukkan simbol termodulasi adalah Gray-encoded. y = [0:7];

xmap = modulate(modem.pskmod('M',8,'SymbolOrder','Gray'),y);

k=log2(8);

scatterplot(xmap);

set(get(gca,'Children'),'Marker','d','MarkerFaceColor','auto');

hold on;

for jj=1:length(xmap)

text(real(xmap(jj))-0.15,imag(xmap(jj))+0.15,...

dec2base(jj-1,2,3));

end

set(gca,'yTick',(-(k+1)/4:(k+1)/4),'xTick',(-(k+1)/4:(k+1)/4),...

5 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

5-9

'XLim',[-(k+1)/2 (k+1)/2],'YLim',[-(k+1)/2 (k+1)/2],...

'Box','on','YGrid','on', 'XGrid','on');

hold off;

Luaran

(d) Sample Signal Modulasi dan Demodulasi

% Create a random digital message

M = 16; % Alphabet size

x = randint(5000,1,M);

% Use 16-QAM modulation to produce y.

y=modulate(modem.qammod(M),x);

% Transmit signal through an AWGN channel.

ynoisy = awgn(y,15,'measured');

% Create scatter plot from noisy data.

scatterplot(ynoisy);

% Demodulate ynoisy to recover the message.

z=demodulate(modem.qamdemod(M),ynoisy);

% Check symbol error rate.

[num,rt]= symerr(x,z)

Output dan ikuti scatter plot. Hasil numerik dan plot mungkin bervariasi, karena misalnya menggunakan angka acak. num =

83

6 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

6-9

rt =

0.0166

(e) Konstelasi Plotting Signal Untuk plot konstelasi sinyal yang terkait dengan proses modulasi, ikuti langkah berikut:

(1.) Jika ukuran alfabet untuk proses modulasi adalah M, kemudian membuat sinyal [0: M-1]. Sinyal ini mewakili semua masukan mungkin untuk modulator.

(2.) Gunakan fungsi modulasi yang sesuai untuk memodulasi sinyal ini. Jika diinginkan, skala output. Hasilnya adalah himpunan semua titik konstelasi sinyal.

(3.) Terapkan fungsi sebar ke output dimodulasi untuk membuat plot. Contoh Sinyal konstelasi

1) Constellation for 16-PSK M = 16;

x = [0:M-1];

scatterplot(modulate(modem.pskmod(M),x));

luaran

7 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

7-9

2) Constellation for 32-QAM M = 32;

x = [0:M-1];

y = modulate(modem.qammod(M),x);

scale = modnorm(y,'peakpow',1);

y = scale*y; % Scale the constellation.

scatterplot(y); % Plot the scaled constellation.

% Include text annotations that number the points.

hold on; % Make sure the annotations go in the same figure.

for jj=1:length(y)

text(real(y(jj)),imag(y(jj)),[' ' num2str(jj-1)]);

end

hold off;

luaran

8 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

8-9

3) Gray-Coded Signal Constellation

M = 8;

x = [0:M-1];

y = modulate(modem.qammod('M',M,'SymbolOrder','Gray'),x);

% Plot the Gray-coded constellation.

scatterplot(y,1,0,'b.'); % Dots for points.

% Include text annotations that number the points in binary.

hold on; % Make sure the annotations go in the same figure.

annot = dec2bin([0:length(y)-1],log2(M));

text(real(y)+0.15,imag(y),annot);

axis([-4 4 -4 4]);

title('Constellation for Gray-Coded 8-QAM');

hold off;

luaran

4) Customized Constellation for QAM

% Describe constellation.

inphase = [1/2 -1/2 1 0 3/2 -3/2 1 -1];

quadr = [1 1 0 2 1 1 2 2];

inphase = [inphase; -inphase]; inphase = inphase(:);

quadr = [quadr; -quadr]; quadr = quadr(:);

const = inphase + j*quadr;

% Plot constellation.

scatterplot(const,1,0,'*');

hold on;

axis([-3 3 -3 3]);

title('Customized Constellation for QAM');

hold off;

luaran

9 Bahan Ajar Komunikasi Data tanggal 16122011 Sinyal Modulasi Analog dan Digital berbasis Matlab

9-9

Daftar Pustaka

[1] Jeruchim, M. C., P. Balaban, and K. S. Shanmugan, Simulation of Communication Systems, New York, Plenum Press, 1992.

[2] Proakis, J. G., Digital Communications, 3rd ed., New York, McGraw-Hill, 1995. [3] Sklar, B., Digital Communications: Fundamentals and Applications, Englewood Cliffs, NJ,

Prentice-Hall, 1988.

[4] Viterbi, A. J., "An Intuitive Justification and a Simplified Implementation of the MAP Decoder for Convolutional Codes," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 16, No. 2,

pp. 260264, Feb. 1998.