LOGO

IMPLEMENTASI MODULASI DAN DEMODULASI M-ARY

QAM PADA DSK TMS320C6416T

2210106006 ANGGA YUDA PRASETYA

Pembimbing 1 : Dr. Ir. Suwadi, MTPembimbing 2 : Ir. Titik Suryani, MT

LOGO

Latar Belakang

1

2

Perkembangan teknologi khususnya pada alat pemrosesan sinyal digital

Membuat sistem modulasi dan demodulasi M-ary QAM secara real

2

TujuanMengimplementasikan sistem modulasi dan demodulasi M-aryQAM secara real ke dalam DSK TMS320C6416T1

Rumusan MasalahBagaimana mengimplementasikan sistem modulasi dandemodulasi M-ary QAM secara real ke dalam DSKTMS320C6416T?1

LOGO

Batasan Masalah

1

Menggunakan DSK TMS320C6416T

untuk menganalisa hasil keluaran

sistem.

2

Pemodelan sistem modulasi dan

demodulasi M-ary QAM

menggunakan software

MATLAB.

3

Interface

pemodelan sistem pada DSK

TMS320C6416T menggunakan software Code

Composer Studio.

3

LOGO

Batasan Masalah

4

Orde QAM yang digunakan dalam sistem ini adalah

orde QAM, 16QAM, dan

64QAM.

5

Frekuensi sinyal info QAM 4000Hz, 16-QAM 2000Hz,

dan 64-QAM 1330Hz.

6

Frekuensi sinyal carrier 8000 Hz.

4

LOGO

Batasan Masalah

7

Pemodelan kanal transmisi untuk menghubungkan

modulator dengan demodulator

menggunakan kanal AWGN.

8

Tidak menghitung besarnya noise yang

timbul pada keluaran sistem.

5

LOGO

Apa itu modulasi?

Modulasi merupakan proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal carrier.

Sinyal informasi tersebut dapat ditumpangkan dengan cara mengubah amplitudo, frekuensi maupun fase dari sinyal carrier.

Untuk meningkatkan kapasitas informasi yang dikirimkan, dapat melakukan perubahan dengan kombinasi dari beberapa parameter tersebut.

6

LOGOQuadrature Amplitude

Modulation

QAM mengkombinasikan antara ASK dan PSK. Konstelasi sinyalnya berubah sesuai amplitude juga berdasarkan phase.

Sinyal informasi yang akan dikirim dibagi menjadi dua komponen, Inphase merupakan bagian real dan Quadrature merupakan bagian imajiner dari sinyal modulasi yang berbeda 90°.

7

LOGO

QAM (cont’)

8

LOGO

DSP Starter Kit TMS320C6416T

Texas Instruments DSK TMS320C6416T adalah low cost development platform untuk aplikasi pemrosesan sinyal digital secara real-time.

Terdiri dari sebuah papan sirkuit kecil berisi DSP TMS320C6416 fixed-point dan interface rangkaian analog (codec) TLV320AIC23 yang terhubung ke PC melalui port USB.

Digital Signal Processor digunakan untuk berbagai aplikasi, dari komunikasi, speech control dan image processing.

9

LOGO

Mengapa menggunakan DSK TMS320C6416T?

Aplikasi umum yang menggunakan DSP yaitu untuk frekuensi 0-96 kHz.

Frekuensi tersebut merupakan standar dalam sistem telekomunikasi untuk sample speech di 8 kHz (satu sampel setiap 0,125 ms).

10

LOGO

DSK TMS320C6416T (cont’)

11

LOGO

Desain Implementasi

12

LOGO

Integrasi Perangkat Lunak

Matlab - Simulink Code Composer Studio (CCS) v3.1

Configuration ParametersBahasa CBahasa Assembly

13

LOGO

Pemodelan Sistem

Konversi 0 : 1ke 0 : ((2^n)-1)

Mapping(Diagram

Konstelasi)

Sinyal Carriercos(2πfct)

Sinyal Carrier-sin(2πfct)

Noise (KanalAWGN)

Multiplier0 : ((2^n)-1) ke 0 : 1

De-Mapping(Diagram

Konstelasi)

Sinyal Carriercos(2πfct)

Sinyal Carrier-sin(2πfct)

Konversi 16-bit double ke biner

Konversi biner ke16-bit double

Data

Modulasi

Demodulasi14

LOGO

Pemodelan Sistem

15

LOGO Implementasi dengan input Bernoulli Binary Generator

atau Pulse Generator

BG / PG

Modulator M-QAM

Kanal AWGN

Demodulator M-QAM

Visual Analyzer

Line Out

Kedua input ini dibangkitkan dari dalam DSK juga, hal ini bertujuan untuk mengetahui kinerja DSK TMS320C6416T dalam melakukan proses modulasi dan demodulasi.

16

LOGO Implementasi dengan input Function Generator melalui

port Line-In

Function Generator

Modulator M-QAM

Kanal AWGN

Demodulator M-QAM

Visual Analyzer

Line Out

Input ini dibangkitkan dari luar DSK, hal ini bertujuan untuk mengetahui kinerja DSK TMS320C6416T dalam melakukan proses modulasi dan demodulasi ketika menerima sinyal input dari port line-in

Line In

17

LOGO Implementasi dengan input suara melalui port

Mic-In

Input Suara

Modulator M-QAM

Kanal AWGN

Demodulator M-QAM

Visual Analyzer

Line Out

Input ini dibangkitkan dari luar DSK, hal ini bertujuan untuk mengetahui kinerja DSK TMS320C6416T dalam melakukan proses modulasi dan demodulasi ketika menerima sinyal input suara dari port mic-in

Mic In

Headset

18

LOGO

Pengujian

1. Sistem diuji sesuai dengan parameter yang digunakan : QAM dengan frekuensi info 4000 Hz 16-QAM dengan frekuensi info 2000 Hz 64-QAM dengan frekuensi info 1330 Hz

2. Pengujian dilakukan dengan mengirimkan 100.000 bit.3. Noise pada kanal AWGN divariasikan nilai Eb/N0

untuk mendapatkan nilai BER.4. Pengambilan data dilakukan sebanyak 3 kali.5. Data dibaca dengan menggunakan blok RTDX.6. Grafik BER vs Eb/N0

19

LOGO Analisa Keseluruhan SistemInput Bernoulli Binary Generator

(teori vs simulasi vs implementasi)

1.00E-04

1.00E-03

1.00E-02

1.00E-01

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

B

E

R

Eb/No (dB)

QAM Teori QAM Simulasi QAM Implementasi

16-QAM Teori 16-QAM Simulasi 16-QAM Implementasi

64-QAM Teori 64-QAM Simulasi 64-QAM Implementasi

PerbandinganM-ary QAM

Sistem Modem QAM lebih baik daripada

16QAM dan 64QAM

Hasil simulasi danimplementasi lebih baik

terhadap teori

20

Nilai BER 1E-05 saatQAM, Eb/N0 ≥ 0dB

16QAM, Eb/N0 ≥ 10dB64QAM, Eb/N0 ≥ 18dB

LOGO Analisa Keseluruhan SistemInput Pulse Generator

(teori vs simulasi vs implementasi)

1.00E-04

1.00E-03

1.00E-02

1.00E-01

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

B

E

R

Eb/No (dB)

QAM Teori QAM Simulasi QAM Implementasi

16-QAM Teori 16-QAM Simulasi 16-QAM Implementasi

64-QAM Teori 64-QAM Simulasi 64-QAM Implementasi

Hasil simulasi danimplementasi lebih baik

terhadap teori

PerbandinganM-ary QAM

Sistem Modem QAM lebih baik daripada

16QAM dan 64QAM

21

Nilai BER 1E-05 saatQAM, Eb/N0 ≥ 0dB

16QAM, Eb/N0 ≥ 13dB64QAM, Eb/N0 ≥ 11dB

LOGOAnalisa Keseluruhan Sistem

input FG via port Line-In

PerbandinganM-ary QAM

Sistem Modem QAM lebih baik daripada

16QAM dan 64QAM

Nilai BER ≤ 1E-03 saatQAM, Eb/N0 ≥ 0dB

16QAM, Eb/N0 ≥ 8dB64QAM, Eb/N0 ≥ 15dB

Rentan terhadap Noise

Hasil implementasilebih buruk terhadap

teori22

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

B

E

R

Eb/No

QAM input FG QAM Teori 16-QAM Input FG

16-QAM Teori 64-QAM input FG 64-QAM Teori

LOGOAnalisa Keseluruhan Sistem

input sinyal suara via port Mic-In

Untuk pengujian dengan input menggunakan microphone dilakukan dengan metode lain yaitu dengan MOS (Mean Opinion Score).

Dari uji ini akan diperoleh 5 jenis nilai MOS sebagai berikut : Nilai MOS 5, artinya opini sangat baik Nilai MOS 4, artinya opini baik Nilai MOS 3, artinya opini cukup baik Nilai MOS 2, artinya opini tidak baik Nilai MOS 1, artinya opini sangat buruk

Eb/No (dB) Suara Music NoiseTanpa

AWGN 4 4 20 4 4 21 4 4 22 4 4 23 4 4 24 4 4 25 4 4 26 4 4 27 4 4 28 4 4 29 4 4 2

10 4 4 2

Pengujian nilai MOS sistem QAM dengan input Mic-In

23

LOGOAnalisa Keseluruhan Sistem

input sinyal suara via port Mic-InPengujian nilai MOS sistem

16QAM dengan input Mic-In

Eb/No (dB) Suara Music NoiseTanpa

AWGN 4 4 30 3 3 41 3 3 42 3 3 43 3 3 44 3 3 45 3 3 36 3 3 37 3 3 38 3 3 39 3 3 3

10 3 3 311 3 3 312 3 3 313 4 4 314 4 4 315 4 4 3

Eb/No (dB) Suara Music NoiseTanpa AWGN 3 3 3

0 1 1 11 1 1 12 1 1 13 1 1 14 1 1 15 1 1 16 1 1 17 1 1 18 1 1 19 1 1 1

10 2 2 211 2 2 212 2 2 213 2 2 214 2 2 215 2 2 316 2 2 317 2 2 318 3 3 319 3 3 320 3 3 3

Pengujian nilai MOS sistem 64QAM

dengan input Mic-In

24

LOGO

Pengujiannya menggunakan metode MOS (Mean Opinion Score).

Didapatkan hasil sistem QAM memiliki nilai MOS paling baik dibandingkan sistem 16-QAM maupun 64-QAM.

Metode MOS dirasakan kurang efektif untuk mengestimasi kualitas audio, hal ini dikarenakan :

Tidak terdapatnya nilai yang pasti terhadap parameter yang mempengaruhi kualitas audio.

Setiap orang memiliki standar yang berbeda-beda terhadap suara yang mereka dengar dengan hanya mendengarkan audio.

Dibutuhkan pendapat banyak orang untuk mengestimasi nilai MOS tersebut.

Analisa Keseluruhan Sisteminput sinyal suara via port Mic-In

25

LOGODokumentasi

Hasil Pengujian

26

(a) Hasil Modulasi QAM (b) Hasil Modulasi 16-QAM

LOGODokumentasi

Hasil Pengujian (cont’)

27

(c) Hasil Modulasi 64-QAM (d) Hasil Demodulasi QAM input Bernoulli

LOGODokumentasi

Hasil Pengujian (cont’)

28

(e) Hasil Demodulasi QAM input Pulse (f) Contoh kesalahan deteksi bit sistem QAM

LOGO

KESIMPULAN

Hasil implementasi terbaik pada kondisi sinkron terdapat padasistem QAM dengan BER=0,00001 dalam pengujian 100.000 bit pada Eb/No ≥ 0dB baik untuk input Pulse Generator maupuninput Bernoulli Binary Generator.

Hasil implementasi terbaik pada kondisi sinkron terdapat padasistem 16-QAM dengan BER=0,00001 dalam pengujian 100.000 bit pada Eb/No ≥ 13dB baik untuk input Pulse Generator danEb/No ≥ 10dB input Bernoulli Binary Generator.

Hasil implementasi terbaik pada kondisi sinkron terdapat padasistem 64-QAM dengan BER=0,00001 dalam pengujian 100.000 bit pada Eb/No ≥ 11dB baik untuk input Pulse Generator danEb/No ≥ 18 input Bernoulli Binary Generator.

29

LOGO

KESIMPULAN

Hasil implementasi terburuk terdapat saat menggunakan sinyalinput dari Function Generator dengan nilai BER<1.00E-04 untuksemua variasi nilai Eb/No.

Hasil implementasi terburuk terdapat pada sistem 64-QAM dibandingkan dengan sistem QAM dan 16-QAM baikmenggunakan input dengan Pulse Generator, Bernoulli Binary

Generator, Function Generator, dan Microphone. Hasil inikarena sistem 64-QAM memiliki nilai BER yang lebih burukdibandingkan berdasarkan variasi nilai Eb/No.

30

LOGO

ANGGA YUDA PRASETYA / 2210106006