Modulasi Digital - KELOMPOK 6

Iwan Widiyanto Riski Permatasari Tegar Prahara Yuniarmelinda Ikha Meru B.

Modulasi Digital - PSK Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memeiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK. Dan kali ini kami akan menjelaskan tentang modulasi PSK. PSK - Phase Shift Keying (PSK) atau pengiriman sinyal melalui pergeseran fasa adalah modulasi yang menyatakan sinyal digital 1 sebagai suatu nilai tegangan tertentu dengan beda fasa tertentu pula (misalnya tegangan 1 Volt dengan beda fasa 0 derajat), dan sinyal digital 0 sebagai suatu nilai tegangan tertentu (yang sama dengan nilai tegangan sinyal PSK bernilai 1, misalnya 1 Volt) dengan beda fasa yang berbeda (misalnya beda fasa 180 derajat). Metode ini merupakan suatu bentuk modulasi fasa yang memungkinkan fungsi pemodulasi fasa gelombang termodulasi di antara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya. Dalam proses modulasi ini fasa dari frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah sesuai denganperubahan status sinyal informasi digital. Sudut fasa harus mempunyai acuan kepada pemancar dan penerima. Akibatnya, sangat diperlukan stabilitas frekuensi pada pesawat penerima. Guna memudahkan untuk memperoleh stabilitas pada penerima, kadang-kadang dipakai suatu teknik yang koheren dengan PSK yang berbeda-beda. Hubungan antara dua sudut fasa yang dikirim digunakan untuk memelihara stabilitas. Dalam keadaan seperti ini , fasa yang ada dapat dideteksi bila fasa sebelumnya telah diketahui. Hasil dari perbandingan ini dipakai sebagai patokan (referensi). Pada modulasi PSK (diterjemahkan sebagai penguncian penggeseran fase), sinyal pemodulasi yang berupa sinyal digital digunakan untuk memodulasi fase sinyal pembawa sinusoidal. Jika sinyal informasi mempunyai logika “1” maka sistem akan mentransmisikan sinyal pembawa dengan suatu fase tertentu misalnya fase 0, sedangkan jika sinyal informasi 1

MODULASI DIGITAL – PHASE SHIFT KEYING

Iwan Widiyanto Riski Permatasari Tegar Prahara Yuniarmelinda Ikha Meru B.

mempunyai logika “0” maka sistem akan mentransmisikan sinyal pembawa dengan suatu fase yang lain, misalnya fase 180°. Dengan demikian, maka sinyal PSK yang ditransmisikan adalah sinyal sinusoidal dengan amplitudo konstan dengan fase yang sesuai dengan arus data pada sinyal informasi. Berikut ilustrasi jenis modulasi PSK, dengan mentransmisikan fase 0 untuk arus data logika “1” dan frekuensi rendah untuk arus data logika “0”. Jenis modulasi PSK seperti ini disebut Bynary Phase Shift Keying (BPSK). Bit “1” → dinyatakan dengan fase 0 Bit “0” → dinyatakan dengan fase 180°. Untuk transmisi Data atau sinyal Digital dengan kecepatan tinggi, lebih efisien dipilih system modulasi PSK. Dua jenis modulasi PSK yang sering kita jumpai yaitu : •

BPSK

•

QPSK

 BPSK

BPSK adalah format yang paling sederhana dari PSK. Menggunakan dua yang tahap yang dipisahkan sebesar 180° dan sering juga disebut 2-PSK. Modulasi ini paling sempurna dari semua bentuk modulasi PSK. Akan tetapi bentuk modulasi ini hanya mampu memodulasi 1 bit/simbol dan dengan demikian maka modulasi ini tidak cocok untuk aplikasi data-rate yang tinggi dimana bandwidthnya dibatasi. Itu tidak terlalu peduli persis di mana titik-titik konstelasi diposisikan, dan dalam gambar ini mereka akan ditampilkan pada sumbu real, pada 0 ° dan 180 °. Modulasi ini adalah yang paling kuat dari semua PSK karena ini membutuhkan tingkat tertinggi kebisingan atau distorsi untuk membuat demodulator mencapai keputusan yang tidak benar. Gambar di bawah ini menunjukkan bentuk sinyal BPSK :

2

MODULASI DIGITAL – PHASE SHIFT KEYING

Iwan Widiyanto Riski Permatasari Tegar Prahara Yuniarmelinda Ikha Meru B.

Diagram Konstelasi BPSK Pada diagram konstelasi dari BPSK terdapat dua titik dimana untuk satu titik mewakili satu (1) bit data yaitu (0) dan (1).Untuk bit (0) mempunyai sudut phase 180 ,sedangkan bit (1) mempunyai sudut phase 0. Untuk mengetahui perubahan phase yang terjadi pada sistem modulasi digital BPSK diagram konstelasi dibawah ini:

3

MODULASI DIGITAL – PHASE SHIFT KEYING

Iwan Widiyanto Riski Permatasari Tegar Prahara Yuniarmelinda Ikha Meru B. Bentuk umum untuk persamaan berikut BPSK:

Keterangan : Eb = Energy-per-bit Tb = Bit durasi  QPSK

QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) adalah bentuk lain dari modulasi digital selubung konstan termodulasi sudut. QPSK adalah teknik pengkodean M-ary dimana M=4 (karenanya dinamakan “Quatenary“ yang berarti 4). M-ary adalah suatu bentuk turunan dari binary. M berarti digit yang mewakili banyaknya kondisi yang mungkin. Dalam QPSK ada 4 phase output yang berbeda, maka harus ada 4 kondisi input yang berbeda. Karena input digital ke modulator QPSK adalah sinyal biner, maka untuk menghasilkan 4 kondisi input yang berbeda harus dipakai bit input lebih dari 1 bit tunggal.QPSK terkadang dikenal sebagai quarternary atau quadriphase PSK atau 4-PSK, QPSK menggunakan empat titik pada diagram konstilasi, terletak di sekitar suatu lingkaran. Dengan empat tahap, QPSK dapat mendekode dua bit per simbol. Hal ini berarti dua kali dari BPSK. Analisa menunjukkan bahwa ini mungkin digunakan untuk menggandakan data rate jika dibandingkan dengan sistem BPSK. Walaupun QPSK dapat dipandang sebagai sebagai suatu modulasi quaternary, lebih mudah untuk melihatnya sebagai dua quadrature carriers yang termodulasi tersendiri. Dengan penafsiran ini, maka bit yang digunakan untuk mengatur komponen phase pada sinyal carrier ketika digunakan untuk mengatur komponen quadrature-phase dari sinyal carrier tersebut. BPSK digunakan pada kedua carrier dan dapat dimodulasi dengan bebas. Contohnya menggunakan 2 bit, ada 4 kondisi yang mungkin : 00, 01,10 dan 11 seperti gambar dibawah ini :

4

MODULASI DIGITAL – PHASE SHIFT KEYING

Iwan Widiyanto Riski Permatasari Tegar Prahara Yuniarmelinda Ikha Meru B.

Besarnya nilai x untuk QPSK menggunakan rumus sebagai berikut :

Sehingga rumus Q-function untuk QPSK adalah :

Keterangan : Eb = Energy-per-bit Es = Energy-per-symbol = kEb with k bits per symbol No/2 = Noise power spectral density (W/Hz) M = simbol dari format sinyal digital bandpass modulation

5

MODULASI DIGITAL – PHASE SHIFT KEYING