TTG3B3 - Sistem Komunikasi 2 Modulasi Digital: PSK dan ASK
S1 Teknik Telekomunikasi Fakultas Teknik Elektro Universitas Telkom
Oleh: Linda Meylani Agus D. Prasetyo
Tujuan Pembelajaran •
Mengetahui jenis-jenis modulasi digital
•
Mengetahui konsep bit, simbol, BER, SER, bandwidth dan hubungannya dengan jenis modulasi
•
Mengetahui prinsip modulasi & demodulasi M-PSK dan menghitung probabilitas error
•
Mengetahui prinsip modulasi & demodulasi M-ASK dan menghitung probabilitas error
2
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Outline •
Block Sistem Komunikasi Digital
•
Definisi Modulasi
•
Jenis Modulasi
•
Tujuan Modulasi
•
Phase Shift Keying
•
•
BPSK
•
QPSK
Amplitude Shift Keying 3
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Mengapa dibutuhkan modulasi?
4
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Modulasi Modulasi merupakan: •
Proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal carrier
•
Proses translasi sinyal baseband ke sinyal bandpass
•
Proses mapping bit-bit informasi kedalam konstelasi sinyal yang didasarkan pada aturan tertentu pada modulasi
•
Sinyal bandpass sinyal termodulasi
Modulasi dapat dilakukan dengan mengubah sifat sinyal carrier: •
Amplituda, frekuensi, phasa
Demodulasi: •
Merupakan kebalikan proses modulasi. 5
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Jenis Modulasi Modulasi Analog: •
AM (Amplitude Modulation)
•
PM (Phase Moduation)
•
FM (Frequency Modulation)
Modulasi Digital: •
ASK (Amplitude Shift Keying)
•
PSK (Phase Shift Keying)
•
FSK (Frequency Shift Keying)
•
QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 6
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Tujuan Modulasi •
Bit rate yang tinggi
•
Efisiensi Spektral
•
Efisiensi daya
•
Biaya implementasi yang rendah
•
Handal
7
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Phase Shift Keying
8
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Binary Phase Shift Keying (BPSK) •
Sinyal binary “1” dan “0” direpresentasikan dengan simbol s1(t) dan s2(t).
•
Fasa kedua sinyal dipisahkan 180 derajat.
•
Sederhana utk diimplementasikan, tidak efisien dalam penggunaan bandwidth.
•
Sangat handal, sering digunakan secara extensif pada komunikasi satelit.
9
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Binary Phase Shift Keying (BPSK) Sinyal BPSK dapat dinyatakan dengan fungsi basis:
Sehingga simbol s1 dan s2 dapat dinyatakan dengan:
Sehingga konstelasi sinyal BPSK dapat ditunjukkan oleh:
10
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Binary Phase Shift Keying (BPSK) Modulator BPSK ditunjukkan pada gambar berikut:
Bandwidth sinyal BPSK
Karena pada BPSK rate symbol sama dengan rate bit maka
11
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Struktur Penerima Demodulasi: sinyal terima diubah ke dalam sinyal baseband, difilter, dan di-sampling •
Tipe Demodulasi : koheren dan non koherent
Deteksi: melakukan proses deteksi dengan menggunakan Detektor ML
[Sorour Falahati, “Modulation, Demodulation and Coding Course,2005]
12
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Probabilitas Error BPSK Untuk menghitung probabilitas error, makadapat ditentukan dari decision region dari sinyal s1(t) ataupu dari sinyal s2(t). Decision region untuk symbol “1” atau sinyal s1(t) ditandai dengan Z1: 0 < x1 < ∞, sehingga observasi dari suatu sinyal x(t) yang diterima akan:
Conditional probability density function dari suatu variable random X1, bila sinyal s2(t) ( atau symbol “0”)yang dikirimkan dapat dinyatakan dengan:
13
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Probabilitas Error BPSK
Probabilitas error dari penerima jika memilih symbol “1” sedangkansimbol yang dikirim adalah symbol “0” adalah:
Sehingga probabilitas error untuk BPSK, dinyatakan dengan:
14
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) •
Teknik modulasi multilevel : 2 bit per symbol
•
Lebih efisien spektrum, lebih kompleks receiver.
•
Dua kali lebih efisien bandwidth daripada BPSK
•
Persamaan sinyal QPSK dinyatakan dengan:
15
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
QPSK Sistem modulasi QPSK dibentuk oleh 2 fungsi basis, yaitu:
Konstelasi sinyal: Untuk phasa sinyal carrier:
π/4, 3π/4, 5π/4, 7π/4
16
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Bandwidth •
Perbandingan bandwidth BPSK dan QPSK
17
•
Perbandingan Rate simbol BPSK dan QPSK
•
Bandwidth QPSK dinyatakan dengan:
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Detektor QPSK
18
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Probabilitas Error Probabilitas error pada QPSK dapat didekati dengan memandang setiap kanal inphase dan quadrature saling independent
Probabilitas error tiap kanal menggunakan probabilitas BPSK
Sehingga probabilitas benar simbol QPSK:
19
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Probabilitas Error QPSK Probabilitas symbol error QPSK:
Probabilitas symbol error:
20
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Probabilitas Bit Error QPSK Energi simbol dapat dinyatakan sebagai fungsi energi bit, di mana:
Symbol error
Bit error
21
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Amplitude Shift Keying (ASK)
22
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
ASK •
ASK, merupakan modulasi digital yang merepresentasisikan suatu set sinyal atau simbol dengan variasi nilai amplitude dari sinyal carriernya.
•
Amplituda dari sinyal carrier analog bervariasi tergantung ada urutan bit.
•
Persamaaan sinyal ASK dapat dinyatakan dengan :
23
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
ASK
[Sorour Falahati, “Modulation, Demodulation and Coding Course,2005]
24
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Coherent Detection ASK
25
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Probabilitas Error
[Sorour Falahati, “Modulation, Demodulation and Coding Course,2005]
26
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
Terima kasih dan selamat belajar.
27
TTG3B3 - Sistem Komunikasi II
