TUGAS KOMUNIKASI DIGITAL - ikabuh.files.wordpress.com · Bentuk-bentuk informasi adalah beraneka...

TUGAS KOMUNIKASI DIGITAL CODE DIVISION MULTIPLE ACCES

2012

OLEH

Yustrinana Damantalm (D411 08 366)

Adrianus Bonny (D411 08 370)

Astriana (D411 08 381)

Muh. Hafiansyah (D411 08 329)

JURUSAN ELEKTRO FAKULAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2012

Editor : Putu Nopa Gunawan / Teknik Elektro Unhas

BAB 1

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi informasi saat ini berkembang seiring dengan

revolusi teknologi informasi. Hal ini sesuai dengan kemajuan teknologi dalam

bidang telekomunikasi dunia yang sedang maju dengan pesat serta pengaruh era

globalisasi dan arus informasi yang sangat diperlukan oleh masyarakat modern.

Kemajuan perekonomian serta majunya teknologi telekomunikasi merupakan titik

tolak dan potensi yang besar untuk dapat meningkatkan dan mewujudkan jenis

pelayanan komunikasi yang lebih canggih untuk komunikasi suara, video, dan

data.

Aktifitas kehidupan sehari-hari banyak tergantung dari penggunaan

informasi. Bentuk-bentuk informasi adalah beraneka ragam, antara lain dalam

bentuk bahasa lisan, tertulis atau data tertulis/gambar. Informasi bisa diolah,

disimpan dan disalurkan. Teknologi-teknologi baru telah dikembangkan untuk

melakukan hal-hal tersebut. Salah satu sarana yang paling penting dalam

penyaluran informasi adalah dengan mengkonversikan informasi ke dalam bentuk

sinyal listrik dan mentransmisikannya dalam jangkauan jarak tertentu

menggunakan suatu media komunikasi.

Teknologi yang banyak digunakan sekarang ini adalah CDMA yang

merupkan salah satu teknik akses yang berbasiskan spread spectrum dimana

terdapat baris baris kode dalam penyampaian informasinya sehingga tidak mudah

disadap.


BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah CDMA

CDMA adalah sebuah teknologi militer yang digunakan pertama kali pada

Perang Dunia II oleh sekutu Inggris untuk menggagalkan usaha Jerman

mengganggu transmisi mereka. Sekutu memutuskan untuk mentransmisikan tidak

hanya pada satu frekuensi, namun pada beberapa frekuensi, menyulitkan Jerman

untuk menangkap sinyal yang lengkap.

CDMA menggunakan spektrum frekuensi amat lebar yang dimanfaatkan

secara bersama oleh para pelanggan / pengguna tanpa pembagian waktu maupun

frekuensi. CDMA akan mengisi seluruh spektrum dengan paket informasi / data

yang telah dikodekan

CDMA (code division multiple access) adalah teknologi akses jamak

dimana masing-masing user menggunakan code yang unik dalam mengakses

kanal yang terdapat dalam sistem.Pada CDMA, sinyal informasi pada transmitter

dicoding dan disebar dengan bandwidth sebesar 1.25 MHz (spread spectrum),

kemudian pada sisi repeater dilakukan decoding sehingga didapatkan sinyal

informasi yang dibutuhkan. Para pakar teknologi telepon seluler sepakat bahwa

kecanggihan CDMA jauh melebihi GSM yang sekarang ini banyak dipergunakan

oleh operator telepon seluler di Indonesia. CDMA tarifnya akan jauh berada

dibawah GSM karena biaya investasinya sangat murah.

Teknologi CDMA pada awalnya dipergunakan dalam komunikasi radio

militer Amerika Serikat (AS), mulai tahun 1990 patennya diberikan kepada

Qualcomm, Inc. dan dijadikan sebagai standar seluler digital di AS sejak tahun

1993. Oleh karena itu tidak heran jika teknologi ini sangat aman karena tidak

dapat digandakan (dikloning). Sehingga teknologi ini sangat cocok bagi kegunaan

layanan telepon banking, seperti transfer, cek saldo, dll.


Pada Gbr. diatas terlihat bahwa saat t1 ada sejumlah M paket informasi yang

megakses secara bersama, maka masing-masingnya diberi Pseudo Noise (PN)

Code yang berbeda-beda, sehingga total PN Code juga M.

Dari Gbr. juga terlihat ada N total kanal yang tersedia, dan setiap paket spektrum

akan menyebar / mengisi keseluruhan bandwidth dari N kanal yang tersedia.

Dgn pemanfaatan TDM ( t1,t2 ,t3,t4,t5 ) kapasitas CDMA semakin meningkat

N

.

5

4

3

2

1

………..

………..

………..

………..

1 2 3 4 5 ……………M (PN Code)

t5

t4

t3

t2

t1

Time(sec)

Uplink or uplink CDMA RF

Carrier Channel (MHz)

……..

Gbr. Teknologi CDMA dimana N bandwidth tersedia diisi oleh

spektrum paket informasi/data dgn mengunakan PN Code.

BS

3 dB

3 dB

BSS

Kepadatan spektrum daya

(dBWatt/Hz)

Frekuensi (Hz)

0

2

4

6

8

1

0 1

1 1

2 1

4

16

18

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|


Gbr Spektrum sinyal informasi / data sebelum dan Sesudah

penyebaran

Ide dasar CDMA adalah mentransformasikan sinyal informasi dengan bandwidth

BS kedalam bandwidth yang lebih lebar BSS.

Dengan demikian setiap paket sinyal informasi yang telah dikodekan selebar BS

akan menempati keseluruhan bandwidth BSS sebagaimana terlihat pada Gbr.diatas

2.2 Pengertian Spread Spectrum

Spread spectrum signal digunakan untuk mentransmisikan informasi digital yang

dipengaruhi oleh karakteristik bandwidth W yang lebih besar dari information rate

R dalam bits/s, sehingga daya yang dibutuhkan sedikit. Pengertian lain dari

teknik spread spectrum adalah suatu teknik yang memungkinkan beberapa user

menggunakan bandwidth yang sama pada waktu yang sama tanpa terjadi

interferensi satu sama lain. Suatu sistem dapat disebut sistem spread spectrum jika

memenuhi persyaratan:

1. Sinyalnya membutuhkan bandwidth yang besar untuk mengirimkan informasi.

2. Spreading signal atau disebut code signal merupakan data independen.

3. Pada receiver, despreading dilakukan dengan menyesuaikan spread sinyal yang

diterima dengan replika sinkronisasi dari spread sinyal informasi.

Sinyal spread spectrum digunakan untuk:

1. Menghilangkan atau menekan efek interferensi detrimental pada jamming,

interferensi dari user lain pada kanal dan interferensi karena multipath

propagation. Jammer harus dihilangkan karena akan mengganggu komunikasi

karena membingungkan penerima. Interferensi dari user lain terjadi karena user

berbagi kanal bandwidth yang sama untuk mengirimkan berbagai informasi ke

berbagai tujuan pada saat yang bersamaan.

2. Menyembunyikan sinyal dengan mentransmisikan pada daya rendah yang


tertutup oleh noise. Penyembunyian pesan dibalik noise dilakukan dengan

menyebarkan bandwidthnya dengan coding dan transmitting sinyal resultan pada

daya rendah. Pada keadaan ini probabilitas pendengar lain untuk mengetahui isi

pean sangat rendah, atau dikenal dengan Low-probability-of-intercept (LPI).

3. Memberi pesan pribadi tanpa didengar user lain. Hal ini dilakukan dengan

superimposing pola pseudo-random dalam pentransmisian pesan. Pesan dapat

didemodulasi oleh receiver yang dimaksud, yang mengetahui pola pseudo-random

atau kode yang digunakan transmiter, sedangkan receiver lain yang tidak

mengetahui kode ini tidak dapat menerima pesan tersebut.

Pada aplikasi lain selain untuk komunikasi, spread spectrum signal digunakan

untuk menghasilkan perhitungan time delay yang akurat dan rata-rata kecepatan

pada radar dan navigasi. Diagram Blok dari spread-spectrum:

2.3 Teknik Spreading

Secara garis besar teknik spreading dibedakan atas 2 macam, yakni:

1. Spectrum spreading , yang terdiri dari :

a. Direct Sequence Spread Spectrum

b. Frequency Hoping Spread Spectrum

2. Time spreading (Time hoping ).

DIRECT SEQUENCE SPREAD SPECTRUM

Transmisi Direct Sequence Spread Spectrum punya pengaturan sbb.:


1. Spread spectrum adalah sebuah cara guna mengatur distribusi dari energi

frekuensi radio pada suatu bandwidth.

2. Sebuah pita sempit dari energi radio yang mengandung informasi / data

dimodulasikan sehingga berada dalam bandwidth yang jauh lebih lebar dari

spektrum semula.

3. Direct sequence menunjukkan bahwa informasi yang telah dikodekan ke

dalam bidang frekuensi selebar BSS , selanjutnya dimultipleks dan

ditransmisikan bersama sinyal informasi lainnya.

4. Seluruh informasi suara / data diidentifikasikan dengan kode Pseodo Noise

(PN) yang khas ke terminal bergerak.

1. Chips :

Dalam Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) atau DS-CDMA, tiap bit

informasi disimbolkan oleh sejumlah kode bit yg disebut chips,yakni total

kanal frekuensi yg akan digunakan sebagai tempat pengkodean.

Sebagai contoh:

Suatu informasi yang ditransmisikan dgn kecepatan Rb = 10 KBPS punya

lebar pita BS = 10KHz.

Jika tiap bit-nya dikodekan dengan 100 chips (kanal), maka : Kebutuhan

lebar pita BSS = 100 x 10 KHz = 1 MHz.

2. Processing Gain (PG) / Spreading Factor

Processing Gain adalah perbandingan bandwidth spread spectrum terhadap

kecepatan bit informasi, secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

PG = BSS / Rb …………………………………. VIII-1

PG merupakan salah satu parameter yang sering digunakan mengukur unjuk

kerja DS-CDMA.

Jika data diatas dimasukkan dalam rumus IX-1, maka diperoleh

PG = 1 (MHz) / 10 (KBPS) = 100 kali

= 10 log 100 = 20 dB

Processing Gain / Spreading Factor akan menentukan jumlah kanal /

pengguna yang dapat ditangani oleh sistem.

FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM

Sebuah FH-CDMA dalam sistemnya akan memiliki N kanal frekuensi yang

digunakan untuk menyelenggarakan suatu hubungan yang berpindah-pindah

(hopping) dengan suatu pola tertentu dalam N kanal tersebut.


Jika suatu informasi dengan bandwidth BC KHz akan menggunakan N kanal

hopping maka sebagaimana terlihat pada Gbr.VIII-3, bandwidth yang diperlukan

untuk mentransmisikan informasi tersebut dengan FH-CDMA adalah W = N.BC

(KHz)

Gbr.: Bandwidth W dari teknologi FH-CDMA

Dalam FH-CDMA terdapat 2 macam pola hopping, yakni :

1. FAST HOPPING :

Merupakan pola lompatan yang akan melakuan perpindahan dua kali atau

lebih untuk setiap chipnya.

2. SLOW HOPPING

Merupakan pola lompatan yang akan melakukan satu perpindahan untuk

beberapa chips.

TIME HOPPING / TIME SPECTRUM

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 No. kanal

BC

W

Kanal yang dipakai

pada waktu t

Kanal untuk

hopping

R Rg Rg Rg Rg Rg Rg

1 2 3 4 5 6 6 3 4 5 1 2 t1 t2 t3 t4 t5 t6

T tn

a b


Gbr. Pengiriman sinyal informasi dengan Time Hopping

a. Sinyal informasi awal

b. Sinyal informasi setelah mengalami Time Hopping

Bila sejumlah informasi dengan kecepatan data R membutuhkan waktu kirim

dengan interval T, maka untuk pengakesan dengan metode time hopping,

informasi ini kemudian dibagi-bagi sebesar Rg tiap burst-nya dengan tenggang

waktu atau guard time tn , dikirim secara acak menurut Pseudo Random atau

Pseudo Noise yang dimilikinya, sebagaimana terlihat pada Gbr.VIII-4.

PROSES END TO END SINYAL CDMA PADA SISTEM SELULER

A

B

S1(t-T1) G1(t-T1)+ S2(t-T1).G2(t-T1)

S1(t-T1)

f0 G1(t-T1)

BPF X1(t-T1)

X1(t)

S2(t). G2(t)

S1(t). G1(t)

S2(t)

S1(t)

f0 G1(t)

X2(t)

f0 G2(t)

S1(t-T2) G1(t-T2)+ S2(t-T2).G2(t-T2)

S2(t-T2)

f0

BPF X2(t-T2)

G2(t-T2)

S1(t-T2) G1(t-T2) G2(t-T2) + S2(t-T2) { G2(t-T2) }2

MODEM


Gbr.Proses end to end sistem CDMA di mana:

a. X1(t), X2(t) = sinyal informasi

b. S1(t), S2(t) = sinyal termodulasi

c. G1(t), G2(t) = PN Code

d. T1 , T2) = waktu tunda

Operasi end to end sistem CDMA yg diperlihatkan pada Gbr.diatas terdiri dari 1

Base Station dengan 2 kanal.

Sebelum sinyal informasi X1(t) dan X2(t) ditransmisikan dengan kecepatan data R,

terlebih dahulu harus dimodulasi oleh sinyal carrier f0 yang sama, selanjutnya

setelah sinyal termodulasi ini dikalikan dengan PN Code akan diperoleh sinyal

yang dipancarkan BTS, yakni :

Output BTS yang berasal dari kanal 1 : S1(t). G1(t)

Output BTS yang berasal dari kanal 2 : S2(t). G2(t)

Kedua penerima akan menangkap semua sinyal yang berasal dari BTS, dan sinyal

ini punya waktu tunda propagasi sebesar T detik. sehingga :

Input penerima kanal 1 : S1(t-T1) G1(t-T1)+ S2(t-T1).G2(t-T1)

Input penerima kanal 2 : S1(t-T2) G1(t-T2)+ S2(t-T2).G2(t-T2)

Melalui proses EXNOR, sinyal dipenerima akan dikalikan dengan PN Code.

Perkalian antara 2 PN Code akan memberikan hasil sbb.:

Untuk PN Code yang sama : G1(t-T2) G1(t-T2) = 1

Untuk PN Code yang berbeda : G1(t-T2) G2(t-T2) = 0

Selanjutnya setelah diliwatkan pada BPF akan diperoleh kembali sinyal

termodulasi S1(t-T1) dan S2(t-T2) .

Tahapan akhir dari proses adalah demodulasi S1(t-T1) dan S2(t-T2) dari carrier f0

guna memperoleh kembali sinyal informasi X1(t), X2(t).

PEMBANGKIT KODE PSEUDO NOISE ( PN CODE )

Deret PN yang paling banyak dipakai adalah :

1. Maximal Length Shift Register (MLSR)

2. Deret M yang dapat dibangkitkan oleh shift register n tingkat.


Deret m lebih banyak digunakan karena mudah dibangkitkan dan memiliki

autokorelasi yang baik. Autokorelasi adalah derajat kesamaan antara kode yang

dibangkitkan dipengirim (Base Station) dengan replika kode tersebut dipenerima.

Gbr. Pembangkit deret M dengan Shift Register 4 tingkat.

Gbr.ditas memperlihatkan pembangkit kode PN. Dari gambar terlihat bahwa 2

digit terakhir ( X3 dan X4 ) digabung dengan sebuah penambah module 2 (gerbang

XOR), kemudian diumpan balik sebagai masukan berikutnya. Sedangkan deret

yang dimaksud adalah digit-digit terakhir dari keluaran yang dihasilkan.

Bila masukan awal : 1000

Maka keluaran : 1000 0100 0010 1001 1100 0110 1011 0101 1010

1101 1110 1111 0111 0011 0001 1000

Bila keluaran akhir sama dengan masukan awal, maka proses akan berhenti atau

akan berlangsung selama (2n – 1 ) kali.

Dapat disimpulkan :

Panjang kode PN adalah 15 untuk kasus n = 4

Deret PN adalah 0001 0011 0101 1111 , yang berasal dari nilai digit akhir

atau nilai X4

Nilai PN yang dihasilkan memiliki perioda waktu :

TPN = LTC dimana L = 2n – 1

Deret PN yang dihasilkan disebut juga chip G(t).

SINKRONISASI

Tg

Clock

Output :

0001001101011111

1 0 0 0

X1 X2 X3

X4

Feedback


Gbr. Autokorelasi dengan pergeseran 4 dimana G2 diperoleh dengan menggeser

G1 kekanan sejauh 4 bit untuk nilai autokorelasi 0.460

Penerima harus mengatur agar terjadi sinkronisasi dgn pemancar (BTS).

Sinkronisasi ini dilakukan dengan mengadakan perhitungan autokorelasi antara

PN Code BTS dan MS dalam hal ini adalah G1(t) dan G2(t).

Autokorelasi adalah derajat korespondensi antara suatu deret dengan deret itu

sendiri yang digeser sepanjang waku tertentu.

Gbr.VIII-7 memperlihatkan contoh proses autokorelasi kode penyebar dengan

menggunakan N=15 chips.

Bit shift

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

15

PN Code G1

PN Code G2

PN Code G1x G2

TC


Proses ini dilakukan dengan cara mengalikan PN Code yg ditransmisikan dengan

kode yang tergeser. Jika suatu PN Code bergeser sejauh N bit, maka diperoleh

nilai derajat korespondensi sebesar -1/N = –1/15 (minimal N=1), sedangkan

untuk PN Code yang tidak tergeser maka derajat korespondensinya adalah 1

(maksimum), sebagaimana terlihat pada Gbdibawah

Bit shift

PN Code G1

PN Code G1

PN Code G1x G2

TC


Gbr.VIII-9: Autokorelasi dengan pergeseran 0 dimana G2 diperoleh dengan

menggeser G1 kekanan sejauh 0 bit untuk nilai autokorelasi 1,0

Untuk menentukan keadaan sinkron, penerima mengamati harga auto-korelasi

pada setiap pergeseran waktu sepanjang selang N chips.

Jika penerima belum mendeteksi harga maksimum autokorelasi, maka chip akan

terus digeser hingga mendapatkan harga maksimum autokorelasi.

Jika penerima telah mendeteksi harga maksimum autokorelasi, maka pada saat itu

terjadi keadaan sinkron antara pengirim (BTS) dan penerima (MS), karena posisi

kedua PN Code keduanya sudah tepat sama.

Dengan demikian barulah komunikasi dapat berlangsung.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


BAB III

KESIMPULAN

Dapat disimpulkan bahwa:

Kelebihan CDMA dari Multiple Acces lainnya adalah :

Kapasitas / daya tampungnya yang jauh lebih besar

Anti jamming sehingga amat sukar untuk disadap

Menggunakan modulasi QPSK

Menggunakan Teknik Spread Spketrum dengan chips chips PN Code

TUGAS KOMUNIKASI DIGITAL - ikabuh.files.wordpress.com · Bentuk-bentuk informasi adalah beraneka...

Documents

Transcript of TUGAS KOMUNIKASI DIGITAL - ikabuh.files.wordpress.com · Bentuk-bentuk informasi adalah beraneka...