Makalah Fix Print

32
UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI Perancangan dan Analisa Kinerja Transmisi DVB-T2 dengan Menggunakan Parameter SNR, BER dan AWGN Disusun Oleh: 1. Adam Vrileuis ( 93113012 ) 2. Dwi Ermawati ( 93113023) 3. Ryanuargo ( 93113036 ) 4. Vebriyanti Hayoto ( 93113038 ) Makalah ini ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Proyek dan Seminar Jakarta 2014

Transcript of Makalah Fix Print

Page 1: Makalah Fix Print

UNIVERSITAS GUNADARMA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

Perancangan dan Analisa Kinerja Transmisi DVB-T2 dengan

Menggunakan Parameter SNR, BER dan AWGN

Disusun Oleh:

1. Adam Vrileuis ( 93113012 )

2. Dwi Ermawati ( 93113023)

3. Ryanuargo ( 93113036 )

4. Vebriyanti Hayoto ( 93113038 )

Makalah ini ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah

Proyek dan Seminar

Jakarta

2014

Page 2: Makalah Fix Print

i

ABSTRAK

Digital Video Broadcasting – Second Generation Terrestrial (DVB-T2)

yang merupakan ekstensi/generasi lanjutan dari standar televisi DVB-T, yang

dikeluarkan oleh konsorsium DVB, dirancang untuk transmisi siaran televisi digita l terrestrial. DVB-T2 merupakan sebuah standar teknis dari sistem yang digunakan

untuk mentransmisikan siaran TV / video digital hingga sampai ke pengguna akhir dengan menggunakan pemancar terestrial bumi. Standar DVB-T yang ditetapkan ETSI (European Telecommunications Standards Institute) mengatur struktur

pembingkaian, pengkodean kanal, dan teknik modulasi yang digunakan. Pada penulisan ini dibuat simulasi system DVB-T2 dengan program

SIMULINK menggunakan teknik modulasi OFDM (Orthogonal Frequency Divison Multiplexing) 64QAM dan FFT 32k. Jenis kanal yang digunakan adalah AWGN (Additive White Gaussian Noise). Unjuk kerja sistem diamati dengan

mengukur laju bit (Bit Rate) dan membandingkan nilai BER (Bit Error Ratio) dan input berupa sinyal random integer dengan output dengan parameter SNR 10 dB,

40 dB, dan 50 dB sebagai acuan untuk melihat pola propagasi OFDM, frekuensinya, hingga Power Spectral Density.

Kata kunci: DVB-T2, OFDM, SNR, DVB-S2.

Page 3: Makalah Fix Print

ii

DAFTAR ISI

ABSTRAK................................................................................................................i

DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. iii

DAFTAR TABEL.................................................................................................. iv

BAB 1 PENDAHULUAN...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Batasan Masalah ....................................................................................... 1

1.3 Tujuan Penulisan....................................................................................... 2

1.4 Metode Penelitian ..................................................................................... 2

1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................... 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 4

2.1 DVB-T2 .................................................................................................... 4

2.1.1 Fitur DVB-T2 .................................................................................. 4

2.2 Modulasi pada DVB-T2........................................................................... 9

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 12

3.1 Diagram Desain Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 .................. 12

3.2 Blok Komponen Pendukung DVB-T2. ................................................... 13

3.3 Desain Sistem Keseluruhan .................................................................... 14

3.3.1 Input............................................................................................... 15

3.3.2 BCH Encoder/Decoder .................................................................. 16

3.3.3 LPDC Encoder/Decoder ................................................................ 17

3.3.4 Interleaver/deinterleaver ................................................................ 18

3.3.5 64 QAM Modulator/Demodulator................................................. 18

3.3.6 OFDM Transmitter/Receiver......................................................... 19

3.3.7 Output ............................................................................................ 20

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISA..................................................... 21

4.1 Hasil Simulasi Rangkaian Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 .. 21

4.1.1 Scatter Plot dan Spectrum Scope Menggunakan SNR 10 dB ....... 22

BAB 5 KESIMPULAN........................................................................................ 26

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 26

5.2 Saran........................................................................................................ 26

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 27

Page 4: Makalah Fix Print

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arsitektur Physical- layer dari transmitter DVB-T2 .............. 5

Gambar 2.2 Diagram Blok OFDM............................................................ 10

Gambar 2.3 Definisi cyclic prefix sebagai guard interval pada OFDM ... 10

Gambar 3.1 Urutan dalam Mendesain Digital Video Broadcasting –

Terrestrial 2 ........................................................................... 12

Gambar 3.2 Block diagram Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2... 13

Gambar 3.3 Block diagram Desain DVB-T2 ............................................ 14

Gambar 3.4 Desain DVB-T2 pada Simulink.............................................. 15

Gambar 3.5 Blok Input .............................................................................. 15

Gambar 3.6 Blok BCH Encoder/Decoder .................................................. 17

Gambar 3.7 LPDC Encoder/Decoder......................................................... 17

Gambar 3.8 Blok Interleaver/Deinterleaver ............................................... 18

Gambar 3.9 Blok 64 QAM Modulator/Demodulator ................................. 19

Gambar 3.10 OFDM Transmitter/Receiver................................................. 19

Gambar 3.11 Output Rangkaian .................................................................. 20

Gambar 4.1 Nilai output dengan parameter LDPC Bit Error Rate, Packet

Error Rate, dan Error Rate Calculation .................................. 22

Gambar 4.2 Scatter Plot dan Spectrum Scope dengan menggunakan

SNR 10 dB............................................................................. 23

Gambar 4.2 Scatter Plot dan Spectrum Scope dengan menggunakan

SNR 40 dB............................................................................. 24

Gambar 4.3 Scatter Plot dan Spectrum Scope dengan menggunakan

SNR 50 dB............................................................................. 25

Page 5: Makalah Fix Print

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Mode yang Tersedia di DVB-T dan DVB-T2.. 7

Tabel 2.2 Contoh mode MFN di Inggris .................................................. 8

Page 6: Makalah Fix Print

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknologi di bidang penyiaran televisi semakin berkembang. Semakin

banyak stasiun televisi yang berdiri dari tahun ke tahun. Setiap stasiun televis i

membutuhkan kanal frekuensi untuk menyiarkan siarannya. Dengan bertambahnya

stasiun televisi, maka semakin banyak kebutuhan akan kanal frekuensi. Di sisi lain,

kanal frekuensi tidak mungkin ditambah. Jika hal ini dibiarkan, semakin lama

stasiun televisi akan mencapai batas maksimumnya, sehingga satu-satunya cara

yaitu dengan mengembangkan teknologi penyiaran televisi secara digital yaitu,

DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terresterial).

Teknologi DVB-T dikembangkan menjadi DVB-T2 guna memenuhi

kebutuhan akan kualitas layanan yang lebih baik seperti warna, gambar dan suara.

DVB-T2 menggunakan teknik modulasi OFDM (Orthogonal Frequency Divison

Multiplexing) dengan pilihan tipe modulasi QPSK, 16QAM atau 64QAM.

Pada penulisan ini dilakukan simulasi sistem DVB-T2 yang merupakan

kombinasi dari tiga ukuran bandwidth yang berbeda, dua pilihan jumlah sub-

pembawa, tiga pilihan laju pengkodean konvolusi, dan tiga pilihan teknik modulasi.

Selanjutnya, dilakukan pengujian untuk mengetahui besar laju bit dan kinerjanya

terhadap derau yang disebabkan oleh kanal AWGN.

1.2 Batasan Masalah

Pada penulisan ini, masalah dibatasi dengan melakukan perancangan

sederhana DVB-T2 menggunakan Simulink Matlab. DVB-T2 menggunakan teknik

modulasi OFDM (Orthogonal Frequency Divison Multiplexing) dengan pilihan tipe

modulasi 64QAM dan menggunakan standarisasi ukuran FFT sesuai dengan

standar yang digunakan oleh IEEE802 untuk DVBT-2 yakni 32k.Setelah

melakukan perancanan DVB-T2, selanjutnya dilakukan analisa terhadap beberapa

parameter. Pengujian yang dilakukan terhadap scatter plot dan spectrum scope

dengan menggunakan SNR 10 dB, 40 dB dan 50 dB. Simulasi tersebut ditujukan

Page 7: Makalah Fix Print

2

untuk mengetahui besar nilai Power Spectral Density yang dihasilkan dengan

membandingkan nilai LDPC BER (Bit Error Ratio), Erro Rate Calculation dan

Packet Error Rate di penerima.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan ini adalah untuk merancang, menganalisa, serta

membandingkan hasil keluaran dari DVB-T2 sesuai dengan parameter yang

diujikan.

1.4 Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut.:

1. Studi Pustaka

Mempelajari mengenai prinsip kerja sistem DVB-T2, konsep dasar OFDM,

BER, SNR dan AWGN melalui sumber-sumber yang berasal dari internet, buku,

maupun jurnal terkait hal-hal tersebut.

2. Perancangan dan Simulasi

Perancangan dilakukan dengan menggunakan program simulasi Simulink yang

di rancang sesuai dengan parameter DVB-T2 yang menjadi standar IEE802 dan

selanjutnya hasil rancangan dijalankan pada program Simulink.

3. Observasi

Observasi dilakukan secara langsung dengan simulasi, mengamati, mempelajar i

dan membandingkan sistem DVB-T2 yang dirancang dengan sistem DVB-S2

model lain yang telah ada sebelumnya.

1.5 Sistematika Penulisan

Penulisan ini dilakukan dengan sistematika sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan, metode

penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini menjelaskan teori yang mendukung penulisan ini. Teori ini terdiri dari

penjelasan mengenai DVB-T2 dan teori lain yang mendukung penelitian.

Page 8: Makalah Fix Print

3

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini fokus pada perancangan DVB-T2 dengan standarisasi yang sudah

ditetapkan oleh standar dari DVB-T2. Perancangan DVB-T2 dilakukan dengan

menggunakan aplikasi Simulink Matlab.

BAB 4 HASIL SIMULASI DAN ANALISA

Pada bab ini berisi mengenai hasil keluaran dari simulasi rancangan DVB-T2 dan

menganalisa hasil keluaran sesuai dengan parameter yang telah diujikan.

BAB 5 KESIMPULAN

Pada bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran dari penulisan ini.

Page 9: Makalah Fix Print

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DVB-T2

DVB-T2 adalah sistem transmisi terrestial digital yang dikembangkan oleh

proyek DVB. Ini adalah sistem yang paling maju di dunia dan memperkena lkan

modulasi terbaru dan teknik coding untuk menyediakan efisien yang tinggi dalam

penggunaan spektrum terresetial untuk pengiriman audio, video dan layanan data

ke perangkat tetap, portabel dan mobile.(DVB-T2 factsheet)

2.1.1 Fitur DVB-T2

Perkembangan spesifikasi DVB-T2 terbaru menggabungkan modulasi dan

Error Protection untuk meningkatkan kapasitas bit-rate dan meningkatkan sinyal

ketahanan. Untuk mencapai peningkatan ini, perubahan yang rinci telah dibuat

dengan fitur lapisan fisik, untuk konfigurasi jaringan, dan mengoptimalkan kinerja

sesuai dengan karakteristik propagasi frekuensi channel.

A. Fitur Physical layer

Seperti standar DVB-T, spesifikasi DVB-T2 menggunakan OFDM

(Orthogonal Frequency Division Multiplex) modulasi. Ketersediaan sejumlah besar

mode memungkinkan untuk tingkat yang sama fleksibilitas untuk memenuhi area

spesifik aplikasi seperti dengan standar DVB-T. Namun, penambahan modus 256

QAM dalam spesifikasi DVB-T2 memungkinkan untuk kemampuan untuk

meningkatkan jumlah bit dilakukan per sel data dan manfaat dari peningkatan FEC

(forward error correction) yang memberikan dorongan kapasitas besar.

Seperti standar DVB-S2, spesifikasi DVB-T2 yang menggunakan kode

LDPC (Low Density Parity Check) dalam kombinasi dengan BCH (Bose

Chaudhuri Hocquengham) untuk melindungi terhadap tingkat kebisingan yang

tinggi dan gangguan. Sebagai perbandingan standar DVB-T, yang menggunakan

Page 10: Makalah Fix Print

5

coding convolutional dan Reed-Solomon dua tingkat kode lebih lanjut telah

ditambahkan.

Seperti dengan standar DVB-T, spesifikasi DVB-T2 yang menggunakan

pola percobaan yang tersebar untuk digunakan oleh penerima untuk

mengkompensasi perubahan saluran sebagai akibat dari waktu dan frekuensi.

Spesifikasi DVB-T2 memiliki fleksibilitas tambahan yang disediakan oleh pilihan

delapan pola percobaan tersebar yang dapat dipilih berdasarkan pada ukuran FFT

dan fraksi Guard Interval diadopsi untuk memaksimalkan data payload.

Spesifikasi DVB-T2 menawarkan pilihan berbagai tingkat ketahanan dan

perlindungan untuk setiap layanan secara terpisah dalam transportasi stream yang

dibawa oleh sinyal yang diberikan unruk saluran. Hal ini memungk inkan setiap

layanan untuk memiliki mode modulasi unik yang tergantung pada sinyal

ketahanan yang dibutuhkan oleh penggunaan Physical Layer Pipes(PLP).

Gambar 2.1. Arsitektur Physical-layer dari transmitter DVB-T2

Page 11: Makalah Fix Print

6

B. Kofigurasi Jaringan

Spesifikasi DVB-T2 memungkinkan untuk kemungkinan memaksimalkan

kinerja dalam aplikasi jaringan frekuensi tunggal. Dibandingkan dengan standar

DVB-T, mode operator terbaru telah ditambahkan untuk meningkatkan kinerja

SFNS dan meningkatkan periode simbol.

Peningkatan dalam periode simbol, pada gilirannya, memungkinkan untuk

pengurangan proporsional ukuran dari guard interval yang sementara masih

menangani refleksi multipath. Mode coding tambahan Alamouti ini juga tersedia

dalam pilihan untuk SFNs sederhana yang mana Penerima bisa mendapatkan

keuntungan dari sinyal secara bersamaan menerima dari lebih dari satu pemancar.

Menggunakan fitur ini, telah diperkirakan bahwa penggunaan SFNS dapat

memungkinkan untuk kapasitas ukuran Gain hingga 67% dibandingkan dengan

ketahanan modus DVB-T.

Dibandingkan dengan standar DVB-T, spesifikasi DVB-T2 memungkinkan

untuk penurunan puncak untuk daya rata-rata yang digunakan dalam stasiun

pemancar. Rata-rata puncak power amplifier dikurangi 25% yang secara signifikan

dapat mengurangi jumlah total daya yang harus disediakan untuk fungsi tinggi dari

stasiun transmisi listrik. Hal ini dicapai melalui penggunaan nada reservasi dan

teknik ACE (Active Constellation Extension).

Spesifikasi DVB-T2 didefinisikan dengan profil tunggal yang menggabungkan

Time-Slicing tapi tidak Time-Frequency-Slicing (TFS). Fitur yang akan

memungkinkan dimasa depan adlah implementasi dari TFS (untuk penerima

dengan dua tuner / Front-End) dapat ditemukan di Lampiran E (ETSI EN302755).

TFS mungkin di masa depan memungkinkan besar multipleks sinyal yang akan

tersebar di beberapa frekuensi terkait dan dengan demikian manfaat dari potensial

Gain yang signifikan dalam kapasitas sebagai akibat dari statistic multiplexing dan

Gain dalam perencanaan jaringan sebagai akibat dari keragaman peningkatan

frekuensi. Analisis awal dalam DVB menunjukkan bahwa TFS memungkinkan

keuntungan kapasitas sekitar 20% dan Gain perencanaan jaringan 3-4 dBs.

Page 12: Makalah Fix Print

7

Tabel 2.1 Perbandingan mode yang tersedia di DVB-T dan DVB-T2

C. Keuntungan Efisiensi Spektrum Yang Diharapkan

Peningkatan kapasitas yang tepat yang dapat dicapai dengan menggunakan

spesifikasi DVB-T2 dibandingkan dengan standar DVB-T belum sepenuhnya

diketahui. Persyaratan komersial menyerukan kenaikan kapasitas 30%

dibandingkan dengan DVB-T dalam kondisi penerimaan setara. Namun, mode

transmisi saat ini yang dipilih oleh Inggris menunjukkan bahwa kapasitasnya

sebanyak 66%.

Contoh mode MFN di Inggris

Tabel 2.2 Contoh mode MFN di Inggris

Penggunaan SFN nasional dapat memungkinkan untuk efisiensi spektrum yang

lebih besar. Namun, SFNs nasional membatasi kemampuan untuk penyiaran dalam

menyediakan layanan regional dan lokal.

Page 13: Makalah Fix Print

8

D. Status (pilots, announced launches)

Saat ini, Inggris dan Finlandia telah mengumumkan rencana untuk meluncurkan

layanan HDTV pada platform terestrial menggunakan spesifikasi DVB-T2.

Percobaan DVB-T2 yang berlangsung baik atau telah selesai adalah di Finland ia,

Jerman, Italia, Spanyol, Swedia, dan Inggris.

Di Inggris, komunikasi regulator Ofcom telah memutuskan untuk

mengalokasikan salah satu dari enam perusahaan multipleks DTT (Multiplex B)

pada pita frekuensi UHF untuk penyediaan layanan HD menggunakan spesifikas i

DVB-T2 dalam kombinasi dengan MPEG-4 AVC teknologi kompresi. Ini telah

mengalokasikan slot layanan program televisi 4 HD untuk penyiaran dengan

layanan pada analog saat ini platform televisi terestrial (BBC, ITV, Channel 4 /

S4C, dan Lima).

Pelepasan Multiplex B ini dimungkinkan karena peningkatan kapasitas yang

tersedia di multiplexes lainnya DTT setelah selesainya analog switch-off. Layanan

SD di Multiplex B akan dipindahkan ke multiplexes lain sehingga tidak ada layanan

program SD perlu dikorbankan.

Di Finlandia, operator telekomunikasi seluler DNA Oy telah dialokasikan

lisensi untuk mengoperasikan dua multiplexes DVB-T2 menggunakan frekuensi di

pita frekuensi VHF. Sementara arsitektur jaringan belum diketahui, dua pilihan saat

ini sedang dievaluasi. Ada kemungkinan bahwa DNA Oy bisa mengoperas ikan

jaringan baik dengan DVB-T2 menggunakan serangkaian pemancar kecil yang

terletak di tiang-tiang telepon selular atau sebaliknya, DNA Oy bisa mengadopsi

jaringan siaran tradisional menggunakan situs transmisi dengan tiang-tiang yang

tinggi dan daya tinggi untuk menargetkan atap antena. Pilihan kedua adalah

implementasi yang diharapkan dari spesifikasi DVB-T2 seperti yang telah

dipertimbangkan oleh Project DVB dalam perkembangan standar.

Dua multiplexes DVB-T2 akan menggunakan MPEG-4 AVC format kompresi

dan membuat antara layanan program televisi 8-10 HD tersedia untuk pemirsa.

Peluncuran layanan ini diharapkan pada tahun 2010 dengan cakupan 60% dari

populasi yang akan dicapai pada akhir tahun 2011.

Page 14: Makalah Fix Print

9

2.2 Modulasi pada DVB-T2

Seperti standar DVB-T, spesifikasi DVB-T2 menggunakan OFDM

(Orthogonal Frequency Division Multiplex) modulasi. Orthogonal Frequency

Division Multiplexing (OFDM) merupakan sebuah teknik transmisi yang

menggunakan beberapa buah frekuensi pembawa (multicarrier) dalam satu saluran

dimana setiap frekuensi pembawa tersebut saling orthogonal (tegak lurus). Semua

data carrier pada frame OFDM dimodulasi oleh QPSK, 16-QAM, atau 64-QAM.

A. Prinsip Dasar OFDM

Prinsip dari OFDM yaitu merubah pengiriman informasi yang tadinya

berbentuk serial menjadi bentuk paralel. Sebagai contoh pengiriman informasi yang

terdiri atas data empat bit yang dikirimkan dengan waktu empat detik. Pada

pengiriman data serial maka tiap bit hanya mempunyai durasi satu detik. Sedangkan

jika pengiriman data dengan menggunakan OFDM, data tersebut akan dibagi

menjadi paralel dan dikirim secara bersamaan sehingga waktu yang diperlukan oleh

tiap bit adalah empat detik. Selain itu OFDM juga mengurangi kompleksitas seperti

penggunaan equalizer pada pengimplementasian sistem data kecepatan tinggi jika

dibandingkan dengan teknik single carrier.

Pembagian pita frekuensi pada OFDM hampir sama dengan Frequency

Division Multiplexing (FDM) yaitu membagi pita lebar yang ada ke dalam berbagai

frekuensi pembawa hanya saja pada OFDM membaginya lebih efisien.

Dikarenakan pada setiap frekuensi pembawa tersebut sudah saling orthogonal maka

akan terjadi tumpang tindih pada setiap frekuensi pembawa yang bersebelahan

dimana pada setiap frekuensi pembawa tersebut dipisahkan guard interval atau yang

lebih dikenal dengan cyclic prefix. Sistem OFDM sederhana dapat ditunjukkan

pada diagram blok gambar 1 berikut :

Page 15: Makalah Fix Print

10

Gambar 2.2. Diagram Blok OFDM

B. Guard Interval

Ketika saluran melewati saluran dispertif waktu, orthogonalitas dari OFDM

dapat berubah. Cyclic prefix (CP) dapat membantu menjaga ke-orthogonalitas-an

dari sinyal OFDM tersebut. Pada mulanya sebelum ada cyclic prefix (CP) jarak

antara subcarrier di isi dengan guard interval. Dalam prakteknya ternyata antara

subcarrier tersebut yang berisikan guard interval menimbulkan intercarr ier

interference (ICI) karena adanya crosstalk antara subcarrier yang berbeda sehingga

hal tersebut akan menimbulkan hilangnya orthogonalitas dari sinyal OFDM. Cyclic

prefix merupakan salinan dari bagian akhir simbol OFDM yang ditaruh di depan

pada saat pengiriman sinyal OFDM. Ketika sampai di penerima maka cyclic

tersebut akan dibuang. Gambar 2 memperlihatkan definisi cyclic prefix yang

digunakan sebagai guard interval pada sistem OFDM.

Gambar 2.3 Definisi cyclic prefix sebagai guard interval pada OFDM

Page 16: Makalah Fix Print

11

C. Outer Coding dan Outer Interleaving

Pengkodean Reed-Solomon (RS), bekerja dengan cara menambahkan bit-

bit tambahan (data yang bersifat redundan) pada data asli. Data yang sudah

dikodekan kemudian ditransmisikan, dalam proses transmisi biasanya bit bit yang

ada dalam data akan terganggu oleh noise transmisi sehingga dapat menimbulkan

error pada bit–bit tersebut. Bit–bit redundan yang telah ditambahkan bisa digunakan

untuk memeriksa bit mana saja yang mengalami error dan kemudian juga dapat

melakukan koreksi terhadap bit yang mengalami error tersebut.

Page 17: Makalah Fix Print

12

BAB 3

METODOLOGI PENILITIAN

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai desain penelitian berbasis pada teor i

yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya dan mendemonstrasikan desain dari

“Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 menggunakan Simulink”

3.1 Diagram Desain Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2

Gambar 3.1 Urutan dalam Mendesain Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2

Pada desain diagram Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 yang

ditampilkan pada gambar 3.1 langkah pertama yang dilakukan dengan

mengumpulkan segala informasi, studi literatur dan referensi yang digunakan

dalam desain Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2. Selanjutnya pada urutan

kedua adalah membuat blok diagram Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2

yang menggunakan basis diagram DVB-T dan DVB-S2. Pada langkah terakhir

Studi Literatur

Membuat Rancangan Diagram DVB-T2

berbasis Diagram DVB-T dan DVB-S2

Membuat Diagram Blok Desain DVB-T2

dengan Menggunakan Simulink

Page 18: Makalah Fix Print

13

dilakukan pendesainan pada program Simulink dengan melakukan modifikasi pada

diagram DVB-T dan DVB-S2 sebagai basis diagram yang digunakan dalam desain.

Pada gambar 3.2 adalah blok diagram sederhana dari desain Digital Video

Broadcasting – Terrestrial 2.

Gambar 3.2 Block diagram Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2.

3.2 Blok Komponen Pendukung Desain Digital Video Broadcasting –

Terrestrial 2.

Pada desain Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 memiliki banyak

blok komponen pendukung seperti modulator/demulator dan encoder/decoder.

Untuk menentukannya harus diketahui terlebih dahulu dari spesifikasi dari Digita l

Video Broadcasting – Terrestrial 2 sebelum melakukan simulasi. Dalam spesifikas i

Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 (DVB-T2) ada beberapa parameter

encoder/decoder dan modulator/demulator yang yang harus diikuti sesuai dengan

standarisasi yang berlaku untuk DVB-T2 antara lain :

FEC yang sama dengan DVB-S2 (BCH+LDPC)

COFDM (1K, 2K, 4K, 8K, 16K and 32K mode)

Modulasi yang digunakan QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM

Bandwidth 10, 8, 7, 6, 5, 1.7 MHz

Pada penilitian ini. Penulis menggunakan komponen-komponen sesuai

dengan standar DVB-T2 yang telah ditetapkan oleh IEEE802 dengan modulasi

yang digunakan adalah 64 QAM dan COFDM pada mode 32K.

.

Page 19: Makalah Fix Print

14

3.3 Desain Sistem Keseluruhan

Pada desain penilitian ini, software simulasi yang digunakan adalah

Simulink dimana penulis membuat desain rangkaian menggunakan blok-blok yang

disediakan serta mengatur variabel-variabel input dan nilai modulasi serta sinyal

sesuai dengan penilitian yang dilakukan. Berikut blok diagram dari desain DVB-

T2 seperti Gambar 3.3 :

Gambar 3.3 Block diagram Desain DVB-T2

Penjelasan dari Desain sebagai berikut :

Input berupa masukan berupa data input berupa video

BCH Encoder/Decoder merupakan jenis encoding data dimana output yang

sama persis dengan data yang dikirim.

LPDC Encoder/Decoder, dimana akan mengubah bit dari BCH Encoder

menjadi kode linear blok.

Blok Interleaver/Deinterleaver, berfungsi untuk mengurangi burst.

64 QAM Modulator, merupakan modulator yang memodulasi hasil output

dari blok interleaver.

OFDM Transmitter/Receiver merupakan modulasi yang digunakan pada

AWGN pada simulasi

Output hasil akhir dari simulasi dimana akan dibandingkan dengan nilai

input untuk mendapatkan nilai BER.

Input

BCH Encoder

LPDC Encoder

BLOK

Interleaver

Output

BCH

Decoder

OFDM

Transmitter

BLOK Denterleaver

LPDC Decoder

64 QAM

Modulator

64 QAM

Modulator

Page 20: Makalah Fix Print

15

Blok-blok tersebut kemudian akan dirangkai menjadi desain Digital Video

Broadcasting – Terrestrial 2 pada simulator SIMULINK. Gambar 3.4 merupakan

gambar dari desain blok pada Simulink.

Gambar 3.4 Desain DVB-T2 pada Simulink

3.3.1 Input

Desain DVB-T pada simulator Simulink memiliki input berupa random

interger yang memiliki output data bertipe integer uint8 dengan M-ary 256 dan

sample 188 perframe. Input yang diterima oleh BCH Encoder adalah binary,

sehingga input yang bertipe interger uint8 harus dikonversikan kebentuk binary

dengan menggunakan blok Integer to Bit Converter dengan output bit order MSB

first dan Output data type Boolean

Gambar 3.5 Blok Input

Page 21: Makalah Fix Print

16

3.3.2 BCH Encoder/Decoder

Sebelum masuk atau keluar dari BCH Encoder/Decoder, input masuk pada

generator Frame Base Band (BBFRAME). Blok ini berkaitan dengan tingkat coding

yang digunakan, sama dengan BCH ukuran input encoder. Bit informasi atau

disebut data field (DFL) dapat dihitung seperti yang diberikan dalam rumus berikut:

DataField =Kbch – 80 (1)

Dimana :

Kbch : ukuran FEC pada masukan Encoder BCH

80 : ukuran header BBFrame.

Sementara jumlah paket MPEG yang dapat dipasang dalam satu BBFRAME dapat

dihitung:

(2)

Untuk memenuhi ukuran BBFRAME dan mencocokkan dengan input BCH

encoder, maka digunakan zero padding. Pada sisi penerima block Unbuffer ing

bertanggung jawab untuk tidak menambahkan zero pads dan BBHeader untuk

menghasilkan paket MPEG dari frame yang diterima. Jumlah zero pad ditambahkan

dapat ditampilkan sebagai:

ZeroPadNo=Kbch−((NumberofPackets*1504)+80) (3)

DVB-T2 menggunakan BCH yang merupakan standar koreksi kesalahan ke

depan yang digunakan untuk mengurangi BER dalam transmisi menggunakan BCH

Error Correction seperti pada DVB-S2. Output blok buffer BBFrame dari pengirim

adalah frame dari bit kbch dimana BCH (Nbch, Kbch) merupakan koreksi

kesalahan dengan kekuatan mengoreksi t sesuai yang diterapkan.

Page 22: Makalah Fix Print

17

Output dari BCH encoder merupakan frame BCHFEC untuk menambahkan cek

paritas bit untuk membuat frame sesuai dengan ukuran Nbch.

Gambar 3.6 Blok BCH Encoder/Decoder

3.3.3 LPDC Encoder/Decoder

Nbch output dari encoder BCH akan menjadi masukan dalam encoder FEC

yang diproses pada LDPC encoder untuk menghindari kesalahan dengan paritas bit.

Gambar 3.7 Blok LPDC Encoder/Decoder

Page 23: Makalah Fix Print

18

LDPC encoder mendukung 11 tingkat coding. Harga coding adalah rasio

antara bit informasi (Nbch bit) dan LDPC kode blok bit yang FECFRAME tersebut.

Setiap 1 bit informasi yang dikirim dari luar coder FEC (BCH), akan ada 3 bit cek

paritas ditambahkan dalam LDPC encoder. Semakin rendah rasio ini semakin baik

perlindungan data terhadap kesalahan yang dilakukan di LDPC encoder. Ini akan

menghasilkan transmisi data yang lebih kuat, dan itu akan mengurangi kesalahan

sistem. Pada sisi penerima, LDPC decoder akan memeriksa urutan yang diterima

sampai cek paritas sesuai hingga 50 iterasi. Koreksi kesalahan ini menggunakan

matriks paritas-cek dengan algoritma pengambilan keputusan.

3.3.4 Interleaver/deinterleaver

Proses interleaving menciptakan baris dalam matriks dari output LDPC

encoder sesuai dengan urutan modulasi M, sehingga setiap baris akan berisi simbol

siap untuk dipetakan di blok berikutnya yang akan dimodulasi. Pada sisi penerima

deinterleaver blok akan menerima output dari demodulator blok sebagai masukan

dan akan menerapkan proses sebaliknya untuk menciptakan output serial untuk.

Gambar 3.8 Blok Interleaver/Deinterleaver

3.3.5 64 QAM Modulator/Demodulator

Bit-bit yang telah dipetakan kemudian dimodulasi dengan menggunakan 64

QAM, dimana modulasi ini digunakan untuk komunikasi digital. 64 QAM ini

memiliki 64 poin rasi. Modulator ini akan mengubah tipe data menjadi double

outputnya dimana input sebelumnya adalah bertipe binary.

Page 24: Makalah Fix Print

19

Gambar 3.9 Blok 64 QAM Modulator/Demodulator

Pada desain DVB-T2 menggunakan modulasi ini karena memilik i

keuntungan yaitu bentuk tatanan yang lebih tinggi dari sisi modulasi dan sebagai

hasilnya mampu membawa lebih banyak bit informasi per simbol. Dengan memilih

format yang lebih tinggi dari QAM, laju data link dapat ditingkatkan.

3.3.6 OFDM Transmitter/Receiver

DVB-T2 menggunakan metode pengkodean data digital pada beberapa

frekuensi carrier yang disebut dengan OFDM. Metode ini merupakan frekuensi-

division multiplexing (FDM) skema yang digunakan sebagai metode modulasi

multi-carrier digital.

Gambar 3.10 OFDM Transmitter/Receiver

OFDM ini digunakan pada sistem DVB-T2 karena memiliki keuntungan

memiliki bandwidth yang besar. Selain itu OFDM menggunakan banyak sinyal

narrowband termodulasi bukan satu sinyal wideband yang termodulasi cepat.

Page 25: Makalah Fix Print

20

Tingkat simbol yang rendah membuat penggunaan guard interval antara simbol-

simbol menjadi terjangkau, sehingga memungkinkan untuk menghilangkan

interferensi antar (ISI) dan memanfaatkan gema dan waktu penyebaran (di TV

analog ini terlihat sebagai ghosting dan kabur)

3.3.7 Output

Output yang keluar merupakan hasil keluaran dari blok BBFRAME yang

memiliki tipe data Boolean. Hasil output kemudian dihubungkan pada blok packet

error rate dan bit error rate untuk kemudian menampilkan perbandingan bit error

dalam bentuk BER.

Gambar 3.11 Output Rangkaian

Page 26: Makalah Fix Print

21

BAB 4

HASIL SIMULASI DAN ANALISA

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai hasil simulasi dan analisa, berbasis

pada teori yang telah diterangkan sebelumnya dan rancangan blok Digital Video

Broadcasting – Teresstrial 2 dengan menggunakan Simulink.

4.1 Hasil Simulasi Rangkaian Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, desain rangkain Digital Video

Broadcasting – Terrrestrial 2 ini menggunakan kombinasi antar 2 rangkain Digita l

Video Broadcasting lainya, yakni menggunakan DVB-T dan DVBS-2. Secara

keseluruhan blok dapat dilihat pada gambar 3.4. Pada penelitian kali ini, penulis

membuat tiga parameter ukuran untuk melihat hasil keluaran dari rangkaian Digita l

Video Broadcasting – Terrestrial 2, diantara lain LDPC Bit Error Rate, Packet Error

Rate, dan Error Rate Calculation yang diterima receiver pada rangkaian DVBT-2.

Dengan menggunakan Simulink, penulis dapat menganalisa Scatter Plot dan juga

Spectrum Scope dari rangkaian DVBT-2. Sebelumnya, dalam desain rangkaian

DBVT-2 ini, penulis menggunakan parameter ukuran SNR 10 dB, 40 dB, dan 50

dB sebagai acuan untuk melihat pola propagasi OFDM, frekuensinya, hingga

Power Spectral Density. Penulis menggunakan standarisasi ukuran FFT sesuai

dengan yang digunakan oleh IEEE802 untuk DVBT-2 yakni 32k, dengan modulasi

OFDM, QPSK 64-QAM.

Page 27: Makalah Fix Print

22

Gambar 4.1 Nilai output dengan parameter LDPC Bit Error Rate, Packet Error

Rate, dan Error Rate Calculation.

4.1.1 Scatter Plot dan Spectrum Scope Menggunakan SNR 10 dB

Pengukuran Scatter Plot dan Spectrum Scope mulanya menggunakan nilai

SNR 10 dB. Ini dilakukan untuk melihat aktivitas propagasi sinyal OFDM. Gambar

4.1 memperlihatkan propagasi penyebaran sinyal OFDM yang acak dan penuh,

serta didapatkan Power Spectral Density yang kecil. Artinya, dengan nilai SNR

(Signal Noise to Ratio) yang rendah akan mengakibatkan terjadinya informasi yang

tersampaikan tidak terkirim sempurna. Mengingat pola pengiriman atau transmis i

sinyal DVBT-2 ini mirip dengan DVBT, maka jarak transmisi dari pemancar ke

receiver pun sangat berpengaruh besar. Selain noise yang terdapat dalam proses

transmisinya, pemancar harus memperhitungkan secara benar Line of Sight (LOS)

agar proses transmisi sinyal ke receiver berjalan dengan baik. Pada umumnya SNR

dipakai untuk melihat power sinyal secara keseluruhan dengan mengesampingkan

jumlah energi bit dan peforma dari batas Shannon limit. Maka dari itu, dengan nilai

SNR 10 dB didapatkan output LDPC Bit Error Rate sebesar ±0.5, nilai ini masih

bisa ditoleransi mengingat rasio BER masih tidak melebihi 1. Nilai SNR 10 dB juga

mempunyai output Error Rate Calculation sebesar ±0.5. Namun sistem mengalami

Packet Error Rate (PER) bernilai 1, PER tersebut terjadi karena adanya bit yang

error dari input data pada saat mengkonversi nilai integer ke bit. Secara

Page 28: Makalah Fix Print

23

keseluruhan, Parity-Check Failures tidak mendeteksi adanya error kembali dengan

jumlah penglangan (literasi) sebanyak 3 kali.

Gambar 4.2 Scatter Plot dan Spectrum Scope dengan menggunakan SNR 10 dB

4.1.2. Scatter Plot dan Spectrum Scope Menggunakan SNR 40 dB

Selanjutnya, penulis mengukur Scatter Plot dan Spectrum Scope rangkaian

DVBT-2 dengan nilai SNR 40 dB. Dalam pengukuran ini didapatkan hasil yang

signifikan, dimana nilai Power Spectral Density yang didapat sangat besar dan

bandwidth yang didapat pun besar. Bandwidth yang didapat besar, maka frekuensi

yang dihasilkan pun besar. Ini sangat mendukung sistem daripada DVBT-2,

menggunakan frekeunsi dan bandwidth tinggi untuk performa siaran yang

maksimal.

Page 29: Makalah Fix Print

24

Gambar 4.3 Scatter Plot dan Spectrum Scope dengan menggunakan SNR 40 dB

Pada gambar 4.3 diperlihatkan bahwa propagasi penyebaran sinyal OFDM

membentuk sebuah pola yang rapi. Transmisi sinyal dari pemancar ke receiver

terlihat baik, didukung power yang kuat. Dengan nilai SNR 40 dB didapat nilai

LDPC Bit Error Rate sebesar ±0.5, dengan nilai Error Rate Calculation pun sebesar

±0.5. Nilai SNR 40 dB masih terdapat Packet Error Rate sebesar 1, diakibatkan

adanya kesalahan bit saat mengkonversi Integer ke Bit. Secara keselurahan Parity-

Check Failures tidak mendeteksi adanya kesalahan dengan jumlah literasi sebanyak

3 kali.

4.1.3. Scatter Plot dan Spectrum Scope Menggunakan SNR 50 dB

Selanjutnya, penulis menggunakan nilai SNR sebesar 50 dB. Dalam

pengukuran ini didapatkan hasil yang sangat berbeda jauh dengan menggunakan

Page 30: Makalah Fix Print

25

nilai SNR lainnya. Didapatkan hasil Power Spectral Density yang besar dengan

pola propagasi OFDM yang rapi. Pola propagasi ini sudah sesuai dengan standard

yang ada. Dalam pengukuran ini pun didapat nilai frekuensi dan bandwidth yang

besar.

Gambar 4.4 Scatter Plot dan Spectrum Scope dengan menggunakan SNR 40 dB

Hampir sama dengan analisa nilai SNR 10 dB dan 40 dB, hasil keluaran

nilai LDPC Bit Error Rate adalah ±0.5, dengan nilai Error Rate Calculation pun

sebesar ±0.5. Terdapat nilai Packet Error Rate sebesar 1 akibat adanya kesalahan

bit saat mengkonversi integer ke bit. Parity-Check Failures tidak mendeteksi adanya

error pada sistem dengan jumlah literasi sebanyak 3 kali.

Page 31: Makalah Fix Print

26

BAB 5

KESIMPULAN

Dalam bab ini akan membahas kesimpulan dan saran yang diperlukan dalam

perancangan Digital Video Broadcasting – Terrestrial 2 menggunakan Simulink.

5.1 Kesimpulan

Penelitian ini membahas rancangan Digital Video Broadcasting –

Terrestrial 2 menggunakan Simulink. Dari hasil analisa dapat disimpulkan:

Penelitian ini focus pada bagaimana menghasilkan Power Spectral Density

yang besar yang diperlukan dalam sistem Digital Video Broadcasting –

Terrestrial 2.

Dengan nilai SNR 10 dB didapatkan hasil propagasi OFDM yang acak dan

penuh, dengan nilai Power Spectral Density yang rendah.

Dengan nilai SNR 50 dB didapatkan hasil propagasi sinyal OFDM yang

rapi, dengan nilai Power Spectral Density yang besar, frekuensi besar dan

bandwidth yang besar.

Berapapun nilai SNR tidak memberikan dampak yang signifikan untuk nilai

LDPC Bit Error Rate, Error Rate Calculation, dan Packet Error Rate.

Packet Error Rate bernilai 1 dikarenakan terjadi kesalahan bit saat

mengkonversi nilai integer ke bit.

5.2 Saran

Dari hasi penilitian yang dilakukan melalui simulasi Simulink, nilai BER

yang dihasilkan belum sesuai dengan hasil yang diinginkan, dimana nilai BER

mendekati 0. Pada penilitian selanjutnya pada rangkaian ini diharapkan dapat

menghasilkan output yang sesuai dengan teori dan standar IEE802 dengan nilai

BER mendekati 0.

Page 32: Makalah Fix Print

27

DAFTAR PUSTAKA

[1] NN. “Understanding DVB-T2 Key technical, business, & regulatory

implications”. DigiTAG - The Digital Terrestrial Television Action Group.

Geneva, Switzerland. 2009.

[2] Dian Widi Astuti. “Analisa Simulasi Performansi Penggunaan Orthogonal Frequency Division Multiplexing Pada Sistem Digital Video Broadcasting-Terrestrial”.Teknik Elektro.Universitas Mercu Buana.

[3] Dedi Usman Effendy, Agung Darmawansyah, Rudy Yuwono. “Analisis

Unjuk Kerja Sistem Digital Video Broadcast (DVB)”. Jurnal EECCIS Vol. III, No. 2. Desember 2009.

[4] V. Deksnys, A. Čitavičius.” Simulation of Lithuanian Version of DVB–T

System”. Department of Electronics and Measurements Systems, Kaunas

University of Technology. 2009.

[5] ETSI EN 302 755 V1.3.1 (2012-04). “Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)”. 650 Route des

Lucioles F-06921 Sophia Antipolis Cedex – FRANCE.2012

[6] Rodhe & Schwarz.”Introduction to DVB-T2”.Training center munich.2010. [7] Erna Supriyatna, Imam Santoso, Ajub Ajulian Z.” KINERJA SISTEM

TRANSMISI DVB-T STANDAR ETSI EN 300 744”. TRANSIENT, VOL.2, NO. 1, MARET 2013, ISSN: 2302-9927, 196. Jurusan Teknik Elektro,

Universitas Diponegoro. Semarang. 2013. [8] Bahman Azarbad, Aduwati Binti Sali. “DVB-S2 Model in Matlab: Issues

and Impairments”. University Putra Malaysia, Malaysia. 2012.