[05] modulasi digital & kinerjanya
DESCRIPTION
skso telkomTRANSCRIPT
Modulasi digital & kinerjanyaTTG3B3 Sistem Komunikasi IILinda MeylaniDepartemen Elektro &KomunikasiFakultas TeknikUniversitas Telkom
Mengapa dibutuhkan modulasi?
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 padamodulasi
– Sinyal bandpass sinyal termodulasi
› Modulasi dapat dilakukan dengan mengubahsifat sinyal carrier:– Amplituda, frekuensi, phasa
› Demodulasi:– Merupakan kebalikan proses 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)
cos 2 cfc t tA Carrier:
Amplitude Frequency Phase
Sinyal termodulasiASK
FSK
PSK
DSB
Tujuan Modulasi
› Bit rate yang tinggi
› Efisiensi Spektral
› Efisiensi daya
› Biaya implementasi yang rendah
› Handal
Sistem Komunikasi Digital
Information Source
&Input Transducer
Source Encodre Channel Encoder
Outpot Transducer
Source Decoder Channel Decoder
Digital Modulator
Digital Demodulator
Channel Synchron
ization
Output Signal
Transmitted Signal
Received Signal
Phase Shift Keying
Binary Phase Shift Keying(BPSK)
• Sinyal binary “1” dan “0” direpresentasikan dengan simbols1(t) dan s2(t).
• Fasa kedua sinyal dipisahkan 180 derajat.
• Sederhana utk diimplementasikan, tidak efisien dalampenggunaan bandwidth.
• Sangat handal, sering digunakan secara extensif padakomunikasi satelit.
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:
√Eb-√Eb
Region
Z1
Region
Z2
Decision
boundary
0 Message
point 1
Message
point 2
S2(t)
Tb
√(2Eb/Tb)
-√(2Eb/Tb)
S2(t)
Tb
√(2Eb/Tb)
-√(2Eb/Tb)
Binary phase shift keying (bpsk)
› Modulator BPSK ditunjukkan pada gambarberikut:
› Bandwidth sinyal BPSK
Spektrum BPSK
f-Rb/2 Rb-Rb 3Rb/2-3Rb/2
fc Rb/2
Karena pada BPSK rate symbol samadengan rate bit maka
Struktur Penerima
› Demodulasi: sinyal terima diubah ke dalam sinyalbaseband, di filter, dan di sampling
– Tipe Demodulasi : koheren dan non koherent
› Deteksi; melakukan proses deteksi denganmenggunakan Detektor ML
Nz
z
1
z
T
0
)(1 t
T
0
)(tN
)(tr
1z
Nz
zDecision circuits
(ML detector)m̂
Demodulation Detection
Probabilitas Error BPSK
› Untuk menghitung probabilitas error, makadapat ditentukandari decision region dari sinyal s1(t) ataupu dari sinyal s2(t). Decision region untuk symbol “1” atau sinyal s1(t) ditandaidengan: Z1: 0<x1<, sehingga observasi dari suatu sinyalx(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:
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:
z(T)VEb-VEb
p(s1Iz)p(s2Iz)
g0
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
• Teknik modulasi multilevel : 2 bit per symbol
• Lebih efisien spektrum, lebih kompleksreceiver.
• Dua kali lebih efisien bandwidth daripadaBPSK
• Persamaan sinyal QPSK dinyatakandengan:
qpsk
› Sistem modulasi QPSK dibentuk oleh2 fungsi basis, yaitu:
› Konstelasi sinyal:
– Untuk phasa sinyal carrier :
– /4, 3/4, 5/4 ,7/4
φ1(t)
φ2(t)
Message
point m2
(00)
Message
point m1
(10)
Message
point m3
(01)
Message
point m4
(11)
Region Z2 Region Z1
Region Z3 Region Z4
Decision
boundary
Decision
boundary
√(E/2)
√(E/2)-√(E/2)
-√(E/2)
Modulator QPSK
› Blok modulator QPSK :
Urutan
data biner
Encoder
NRZDemultilexer
x
x
+
a1(t)
a2(t)
Φ1(t) = √(2/T) cos (2fct)
Φ2(t) = √(2/T) sin (2fct)
Sinyal
QPSK
Bandwidth
› Perbandingan bandwidth BPSK dan QPSK
› Perbandingan Rate simbolBPSK dan QPSK
› Bandwidth QPSK dinyatakan dengan:
0Ts=Tb
-Tb/2 Tb/2
Sinyal pulsa BPSK
0 Tb-Tb
Ts=2Tb
Sinyal pulsa QPSK
1/Tb-1/Tb-2/Tb 2/Tb
Spektrum sinyal BPSK
1/Tb-1/Tb-2/Tb 2/Tb
Spektrum sinyal QPSK
1
2
Amplitude Shift Keying (ASK