BIT ERROR RATE (BER)

Pada transmisi digital, jumlah kesalahan bit adalah jumlah bit yang diterima dari aliran data melalui saluran komunikasi yang telah berubah karena noise, gangguan distorsi, atau kesalahan bit sinkronisasi. Kesalahan bit rate atau rasio kesalahan bit (BER) adalah jumlah kesalahan bit dibagi dengan jumlah bit yang ditransfer selama interval waktu belajar. BER mengukur kinerja unitless, sering dinyatakan sebagai nomor persentase. Sebagai contoh, asumsikan urutan bit ditransmisikan: 0110001011 dan setelah menerima urutan bit adalah: 0010101001 Jumlah kesalahan bit ( bit yang digaris bawahi) dalam hal ini 3. BER adalah 3 bit salah dibagi 10 bit yang ditransfer, menghasilkan BER 0,3 atau 30%. Packet Error Rate (PER) adalah jumlah paket data yang salah ditransfer, dan lain-lain, dibagi dengan jumlah paket yang ditransfer. Nilai kemungkinan PER yang dilambangkan paket kesalahan pp probabilitas, yang untuk panjang paket data bit N dapat dinyatakan sebagai:

pp = 1 - (1 - pe) N

Adapun factor-faktor penyebabnya antara lain: o kebisingan saluran transmisi, o gangguan, o distorsi, o masalah sinkronisasi bit, o redaman, o multipath fading nirkabel,o

dan lain-lain

BER mungkin dianalisa dengan menggunakan simulasi komputer stokastik. Jika saluran transmisi model sederhana dan model sumber data diasumsikan, BER juga dapat dihitung secara analitik. Sebagai contoh dari model sumber data adalah sumber Bernoulli. Contoh model saluran sederhana adalah: Biner simetris channel (Binary symmetric channel: digunakan dalam analisis probabilitas decoding kesalahan jika terjadi kesalahan bit non-bursty pada saluran transmisi) Aditif noise gaussian putih (Additive white gaussian noise: AWGN) channel tanpa fading.

Gambar Bit-error rate kurva untuk BPSK, QPSK, 8-PSK dan 16-PSK, kanal AWGN.

Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK )

GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) adalah salah satu teknik modulasi yang melewatkan sinyal informasi pada Gaussian Low-Pass Filter sebelum proses modulasi sinyal menggunakan modulator MSK (Frequency shift Keying), filter LPF ini berguna untuk mengurangi atau menghilangkan uppersidelobe pada spectrum sinyalnya. Sinyal hasil dari filter akan memiliki bentuk lebih tajam, mengubah sinyal NRZ yang tidak kontinu menjadi sinyal kontinu tanpa adanya lobus-lobus samping. Keunggulan lainnya adalah amplitude sinyal modulasi ini konstan sehingga bentuk selubung dari spectral sinyal ini akan tetap. Namun, filter premodulasi Gaussian dapat menimbulkan ISI (Intersymbol Interference) pada sinyal yang ditransmisikan. Sebagai akibat dari peningkatan efisiensi bandwidth akan ada degradasi dalam efisiensi daya.

1. Modulasi GMSK Teknik modulasi MSK ialah teknik modulasi FM dengan index modulasi = 0,5. MSK memiliki sifat dasar yaitu sinyal keluaran memiliki envelove yang konstan, cocok untuk dikuatkan oleh penguat non linear (yang lebih efisien dibandingkan dengan penguat linear), dapat dideteksi secara koheren maupun non-koheren serta lebar spektral dari lobe utama (main lobe) 50% lebih lebar dibandingkan dengan sinyal Quadratur Phase Shift Keying (QPSK). Null pertama terletak pada ( f f c )tb = 0,75. Sedangkan untuk sinyal QPSK, null pertama terletak pada ( f f c )tb = 0,5. Untuk mempertahankan sifat pertama dan kedua dan sekaligus meningkatkan efisiensi spectral dari sinyal, sebuah filter Gaussian digunakan untuk memfilter sinyal pemodulasi. Gabungan antara filter Gaussian dengan modulator MSK ini menghasilkan modulasi GMSK. Gambar di bawah ini menunjukkan suatu diagram blok modulator GMSK.

Gambar 2.8 Diagram blok modulator GMSK

Gambar di bawah ini menunjukkan respon frekuensi dan impulse dari filter Gaussian dengan index modulasi 0,3 dan 0,5.

Gambar 2.9 Respon frekuensi dan impulse dari filter Gaussian

Sehingga sinyal GMSK dapat direpresentasikan sebagai berikut.

Gambar 2.10 Spektrum modulasi GMSK

2. Demodulasi GMSK Tahap berikutnya merubah sinyal termodulasi oleh filter Gaussian (filter lowpass) untuk memperoleh kembali sinyal data digital yang dikirim dari transmitter, prosesnya hampir sama dengan proses modulasi. Pada Gambar 2.12 menunjukkan suatu diagram blok dari sebuah demodulator.

Gambar 2.12 Diagram blok demodulator GMSK

Berikut komponen penyusun modulator dan demodulator GMSK:

2.1.1 Osilator Osilator adalah pembangkit sinyal yang mengkonversi tegangan dc ke sinyal ac yang kontinu dan berulang. Pada sistem komunikasi, osilator berperan sangat penting dimana dapat membangkitkan carrier. Sinyal informasi kemudian ditumpangkan pada carrier pada proses modulasi. Pada Gambar 2.13 menunjukkan suatu diagram blok dari sebuah rangkaian osilator. Adapun beberapa bagian yang menjadi syarat untuk sebuah osilator supaya terjadi osilasi yaitu adanya rangkaian penguat (amplifier), rangkaian feedback dan rangkaian tank circuit.

Feedback

Amplifier

Tank circuit

Gambar 2.13 Diagram blok osilator

2.1.2 Low-Pass Filter Sebuah low-pass filter merupakan rangkaian listrik yang memiliki keluaran tegangan konstan dari dc hingga frequency cutoff. Sehingga apabila frekuensi naik di atas frequency cutoff maka keluaran tegangan akan diredam. Frequency cutoff juga disebut frekuensi 0.707, frekuensi 3dB atau frekuensi sudut. Dalam hal ini frequency cutoff adalah frekuensi dimana tegangan output bernilai 0,707 kali nilai pass bandnya.

2.1.3 RF Amplifier RF Amplifier digunakan untuk memperkuat tingkat sinyal yang rendah dari osilator, sehingga dapat ditransmisikan secara wireless. Amplifier yang digunakan harus mempunyai bandwidth yang tinggi dan mempunyai performa yang linier. Biasanya menggunakan komponen jenis transistor bipolar atau transistor unipolar. Karakteristik dari transistor unipolar mempunyai impedansi masukan yang tinggi, sebaliknya transistor bipolar mempunyai impedansi masukan yang rendah.