LOGO
IMPLEMENTASI MODULASI DAN DEMODULASI M-ARY QAM PADA DSK TMS320C6416T
2210106006
Pembimbing 1 : Dr. Ir. Suwadi, MT Pembimbing 2 : Ir. Titik Suryani, MT
ANGGA YUDA PRASETYA
LOGO
Latar Belakang 1
Perkembangan teknologi khususnya pada alat pemrosesan sinyal digital
2
Membuat sistem modulasi dan demodulasi M-ary QAM secara real
Tujuan 1
Mengimplementasikan sistem modulasi dan demodulasi M-ary QAM secara real ke dalam DSK TMS320C6416T
Rumusan Masalah 1
Bagaimana mengimplementasikan sistem modulasi demodulasi M-ary QAM secara real ke dalam TMS320C6416T? 2
dan DSK
LOGO
Batasan Masalah 1
2
3
Menggunakan DSK TMS320C6416T untuk menganalisa hasil keluaran sistem.
Pemodelan sistem modulasi dan demodulasi M-ary QAM menggunakan software MATLAB.
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.
4
6
Frekuensi sinyal carrier 8000 Hz.
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
LOGO
Quadrature 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 Code Composer Studio (CCS) v3.1
Matlab - Simulink
Configuration Parameters
13
Bahasa C Bahasa Assembly
LOGO
Pemodelan Sistem Konversi 16-bit double ke biner
Modulasi
Sinyal Carrier cos(2πfct)
Konversi 0 : 1 ke 0 : ((2^n)-1)
Mapping (Diagram Konstelasi) Sinyal Carrier -sin(2πfct) Noise (Kanal AWGN)
Data Sinyal Carrier cos(2πfct) Konversi biner ke 16-bit double
De-Mapping (Diagram Konstelasi)
Multiplier 0 : ((2^n)-1) ke 0 : 1
Demodulasi
14
Sinyal Carrier -sin(2πfct)
LOGO
Pemodelan Sistem
15
LOGO
Implementasi dengan input Bernoulli Binary Generator atau Pulse Generator
Kedua input ini dibangkitkan dari dalam DSK juga, hal ini bertujuan untuk mengetahui kinerja DSK TMS320C6416T dalam melakukan proses modulasi dan demodulasi.
BG / PG
Visual Analyzer Line Out
Modulator M-QAM
Kanal AWGN Demodulator M-QAM 16
LOGO
Implementasi dengan input Function Generator melalui port Line-In
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
Function Generator
Line In
Visual Analyzer
Modulator M-QAM Line Out Kanal AWGN
Demodulator M-QAM 17
LOGO
Implementasi dengan input suara melalui port Mic-In
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
Input Suara
Mic In
Visual Analyzer
Modulator M-QAM
Line Out
Kanal AWGN Headset
Demodulator M-QAM 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
Analisa Keseluruhan Sistem Input Bernoulli Binary Generator (teori vs simulasi vs implementasi)
LOGO
Perbandingan M-ary QAM 1.00E-01
Sistem Modem QAM lebih baik daripada 16QAM dan 64QAM
B E 1.00E-02 R
Hasil simulasi dan implementasi lebih baik terhadap teori
1.00E-03
1.00E-04 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
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
20
20
Nilai BER 1E-05 saat QAM, Eb/N0 ≥ 0dB 16QAM, Eb/N0 ≥ 10dB 64QAM, Eb/N0 ≥ 18dB
Analisa Keseluruhan Sistem Input Pulse Generator (teori vs simulasi vs implementasi)
LOGO
Perbandingan M-ary QAM 1.00E-01
Sistem Modem QAM lebih baik daripada 16QAM dan 64QAM
B E 1.00E-02 R
Hasil simulasi dan implementasi lebih baik terhadap teori
1.00E-03
1.00E-04 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
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
21
20
Nilai BER 1E-05 saat QAM, Eb/N0 ≥ 0dB 16QAM, Eb/N0 ≥ 13dB 64QAM, Eb/N0 ≥ 11dB
LOGO
Analisa Keseluruhan Sistem input FG via port Line-In
1
Perbandingan M-ary QAM
0.1
B E R
Sistem Modem QAM lebih baik daripada 16QAM dan 64QAM
0.01
Nilai BER ≤ 1E-03 saat QAM, Eb/N0 ≥ 0dB 16QAM, Eb/N0 ≥ 8dB 64QAM, Eb/N0 ≥ 15dB
0.001
0.0001 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Eb/No QAM input FG
QAM Teori
16-QAM Input FG
16-QAM Teori
64-QAM input FG
64-QAM Teori 22
18
20
Rentan terhadap Noise Hasil implementasi lebih buruk terhadap teori
LOGO
Analisa Keseluruhan Sistem input sinyal suara via port Mic-In
Pengujian nilai MOS sistem QAM dengan input Mic-In Eb/No (dB) Suara Music Noise Tanpa AWGN 4 4 2 0 4 4 2 1 4 4 2 2 4 4 2 3 4 4 2 4 4 4 2 5 4 4 2 6 4 4 2 7 4 4 2 8 4 4 2 9 4 4 2 10 4 4 2
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
23
LOGO
Analisa Keseluruhan Sistem input sinyal suara via port Mic-In
Pengujian nilai MOS sistem 16QAM dengan input Mic-In Eb/No (dB) Tanpa AWGN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Suara
Music
4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4
4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4
Noise
Pengujian nilai MOS sistem 64QAM dengan input Mic-In
3 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
24
Eb/No (dB) Tanpa AWGN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Suara
Music
3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3
Noise
3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3
3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3
LOGO
Analisa Keseluruhan Sistem input sinyal suara via port Mic-In
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.
25
LOGO
Dokumentasi Hasil Pengujian
(a) Hasil Modulasi QAM
(b) Hasil Modulasi 16-QAM
26
LOGO
Dokumentasi Hasil Pengujian (cont’)
(c) Hasil Modulasi 64-QAM
(d) Hasil Demodulasi QAM input Bernoulli
27
LOGO
Dokumentasi Hasil Pengujian (cont’)
(e) Hasil Demodulasi QAM input Pulse
(f) Contoh kesalahan deteksi bit sistem QAM
28
LOGO
KESIMPULAN Hasil implementasi terbaik pada kondisi sinkron terdapat pada sistem QAM dengan BER=0,00001 dalam pengujian 100.000 bit pada Eb/No ≥ 0dB baik untuk input Pulse Generator maupun input Bernoulli Binary Generator.
Hasil implementasi terbaik pada kondisi sinkron terdapat pada sistem 16-QAM dengan BER=0,00001 dalam pengujian 100.000 bit pada Eb/No ≥ 13dB baik untuk input Pulse Generator dan Eb/No ≥ 10dB input Bernoulli Binary Generator. Hasil implementasi terbaik pada kondisi sinkron terdapat pada sistem 64-QAM dengan BER=0,00001 dalam pengujian 100.000 bit pada Eb/No ≥ 11dB baik untuk input Pulse Generator dan Eb/No ≥ 18 input Bernoulli Binary Generator. 29
LOGO
KESIMPULAN Hasil implementasi terburuk terdapat saat menggunakan sinyal input dari Function Generator dengan nilai BER<1.00E-04 untuk semua variasi nilai Eb/No. Hasil implementasi terburuk terdapat pada sistem 64-QAM dibandingkan dengan sistem QAM dan 16-QAM baik menggunakan input dengan Pulse Generator, Bernoulli Binary Generator, Function Generator, dan Microphone. Hasil ini karena sistem 64-QAM memiliki nilai BER yang lebih buruk dibandingkan berdasarkan variasi nilai Eb/No.
30
LOGO
ANGGA YUDA PRASETYA / 2210106006
