When the communication system developed further, especially in the field of signal modulation, partitioner (college student) required to explore the field of telecommunications in order to understanding digital modulation clearerly. At this last project, made a experiment module which can describe how digital modulation work clearel and directly, so that practitioner can actually understand the process of sending and receiving of digital modulation techniques FSK, BPSK and QPSK. In making this experiment module used programming language MATLAB in order to display graphic results of the process of sending and receiving techniques FSK, BPSK and QPSK. Keyword : Digital Modulation, FSK, BPSK and QPSK

Pratiarso, Aries

Sa'iyanti,  	Noviana Purwita

Indonesian

PENS Repository

1  Pembuatan Modul Praktikum Teknik Modulasi Digital FSK , BPSK Dan QPSK Dengan Menggunakan Software  Noviana Purwita Sa‟iyanti1,  Aries Pratiarso2 1Mahasiswa Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Jurusan Teknik Telekomunikasi 2 Dosen Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Surabaya 60111 e-mail : novia@student.eepis-its.edu  e-mail : aries@eepis-its.edu    Abstrak--Berkembangnya  system  komunikasi,khususnya di  bidang  modulasi  digital  menuntut  para  praktisi  atau mahasiswa yang mendalami bidang telekomunikasi untuk memahami  dan  mengerti  tentang  jenis  teknik  modulasi digital.  Pada proyek akhir ini akan dibuat modul praktikum yang dapat mendiskripsikan proses kerja teknik modulasi digital  secara  lebih  jelas  dan  terarah  sehingga  para praktisi  dapat  benar-benar  jelas  memahami  gambaran proses  kerja  dari  pengiriman  dan  penerimaan  teknik modulasi digital FSK, BPSK dan QPSK. Pada pembuatan modul  praktikum  ini  menggunakan  bahasa pemprograman  MATLAB  agar  dapat  menampilkan grafik  hasil  proses  pengiriman  dan  penerimaan  dari ketiga teknik modulasi tersebut.    Penelitian ini membuat program pada tiap-tiap blok modulor  dan  demodulator  pada  setiap  teknik  modulasi digital FSK,BPSK dan QPSK. Pengujian sampai sebatas keakuratan  program  pada  masing–masing  blok.  Dari pengujian dikatakan sukses apabila sinyal yang diterima disisi transmiter sama dengan sinyal yang dikirim pada sisi receiver dan telah sesuai dengan perhitungan secara teori.  Keyword: MATLAB,FSK,BPSK,QPSK  1.  Pendahuluan  Modulasi  merupakan  perubahan  parameter  dari sinyal  carier  menjadi  sinyal  informasi.  Pada  transmisi sinyal informasi digital modulator merupakan pengubah informasi  menjadi  suatu  gelombang  (sinyal)  analog. Tujuan  diberikannya  modulator  adalah  untuk mempermudah pengiriman  informasi.  Sistem  modulasi digital  memiliki  3  teknik  modulasi  yang  paling mendasar  yaitu:  modulasi  digital  dengan  mengubah amplitudo  sinyal  pembawa  disebut  Amplitudo  Shift Keying  (ASK),modulasi  digital  dengan  mengubah frekuensi sinyal pembawa yaitu Frekuensi Shift Keying (FSK),dan  modulasi  digital  dengan  mengubah  phasa sinyal  pembawa  yang  disebut  dengan    Phase  Shift Keying (PSK).  Karena  sulitnya  menganalisa  perbedaan  dari masing-masing  teknik  modulasi  digital,untuk  itu diperlukan  suatu  modul  praktikum  teknik  modulasi digital  secara  lebih  jelas  dan  terarah.  Dengan  adanya modul  praktikum  ini  diharapkan  dapat  mempermudah memahami  dan  menganalisa  perbedaan  dari  masing-masing  teknik moduasi digital FSK, BPSK dan QPSK .  2.  Teori Penunjang FSK   Frequency  Shift  Keying  (FSK)  atau  pengiriman sinyal  melalui  penggeseran  frekuensi.  Metode  ini merupakan suatu bentuk modulasi yang memungkinkan gelombang  modulasi  menggeser  frekuensi  output gelombang  pembawa.  Dalam  proses  modulasi  ini besarnya frekuensi  gelombang pembawa berubah-ubah sesuai  dengan perubahan ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. Dalam proses ini gelombang pembawa digeser ke atas dan ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini masing-masing disebut space dan mark.  Gambar  dibawah  ini  merupakan  blok  diagram pemancar dan penerima dari FSK.           Gambar 2.1 Pemancar FSK          Gambar 2.2 Penerima FSK   2  BPSK  Binary Phase Shift Keying atau BPSK adalah salah satu  teknik  modulasi  sinyal  dengan  konversi  sinyal digital “0” atau “1” menjadi suatu simbol berupa sinyal kontinyu  yang  mempunyai  dua  fase  yang  berbeda. Untuk bit “1” mempunyai pergeseran fase 0° dan untuk bit  “0”  mempunyai  pergeseran  fase  180°.  Gambar dibawah ini menunjukkan bentuk sinyal BPSK. Gambar 2.3 Bentuk Sinyal BPSK     Gambar 2.4 Pemancar BPSK Gambar 2.5 Penerima BPSK    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 1800, sedangkan  bit  (1)  mempunyai  sudut  phase  00.Untuk mengetahui  perubahan  phase  yang  terjadi  pada  sistem modulasi digital BPSK diagram konstelasi dibawah ini:         2.6 Diagram Konstelasi BPSK QPSK Pada  modulasi  Quadrature  Phase  Shift  Keying (QPSK),  sebuah  sinyal  pembawa  sinusoidal  diubah-ubah fasenya dengan menjaga tetap konstan amplitudo dan frekuensinya.Dalam QPSK ada 4 fasa keluaran yang berbeda,  maka  harus  ada  4  kondisi  masukan  yang berbeda.  Karena  masukan  digital  ke  modulator  QPSK adalah sinyal biner, maka untuk menghasilkan 4  kondisi masukan yang berbeda harus dipakai bit masukan lebih dari  1  bit  tunggal.  Menggunakan  2  bit,  ada  empat kondisi yang mungkin yaitu: 00, 01, 10 dan 11.Gambar dibawah  ini  merupakan  blok  diagram  pemancar  dan penerima dari QPSK. Gambar 2.7 Pemancar QPSK  Gambar 2.8 Penerima QPSK  Diagram Konstelasi QPSK Pada diagram konstelasi dari QPSK terdapat 4 titik dimana untuk satu titik mewakili 2 bit data yaitu (0 0), (0 1), (1 0), dan (1 1). Untuk bit (0 0) mempunyai sudut phase  -1350,  bit  (0  1)  mempunyai  sudut  phase  -450. Untuk  bit  (1  0)  mempunyai  phase  +1350,  sedangkan untuk  bit  (1  1)  mempunyai  phase  +450. Diagram kostelasi    dari  modulasi  digital  QPSK  adalah  sebagai berikut:    3           Gambar 2.8 Diagram Konstelasi QPSK  3.  Perancangan Dan Implementasi Perancangan  pada  pembuatan  modul  praktikum teknik  modulasi FSK, BPSK dan QPSK akan  dimulai dengan pembuatan program di MATLAB pada masing-masing  teknik  modulasi  sesuai  dengan  blok-blok  diagramnya  baik  di  sisi  pengirim  atau  modulator maupun di sisi penerima atau demodulatornya.  Selanjutnya  akan  dicari  bentuk  digram  konstelasi dan BER dari masing – msing teknik modulasi tersebut yang kemudian program tersebut akan ditampilkan lewat MATLAB GUI dan akan dirancang juga modul petunjuk praktikum untuk teknik    modulasi  digital FSK, BPSK dan QPSK. Berikut ini adalah interface FSK, BPSK dan QPSK dengan matlab GUI.              Gambar 3.1 Tampilan Modulasi FSK              Gambar 3.2 Tampilan Modulasi BPSK             Gambar 3.3 Tampilan Modulasi QPSK  4. Pengujian Sistem Dan Analisa 4.1  Modulator FSK   Data Input FSK         Gambar 4.1 Sinyal Input Digital  Dari figure diatas terlihat pada saat bit berubah dari logika  „1‟  ke  logika  „0‟  maka  terjadi  pergeseran frekuensi.   FSK Transmitter Dan Penambahan Noise          Gambar 4.2 Penambahan Noise Pada FSK   Voltage Controlled Ossilator         Gambar 4.3  Blok Voltage Controlled Ossilator 4    Pada blok ini hasil sinyal analog output dari blok FSK  transmitter  akan  dikembalikan  lagi  ke  dalam deretan  sinyal  digital  seperti  pada  saat  sinyal  dikirim dengan  cara  membandingkan  nilai  dari  frekuensi carriernya.  Apabila  fc=100  maka  bit  „0‟  dan  apabila fc=300 maka bit „1‟.  4.2  Modulator dan Demodulator BPSK  Data  input  BPSK  dan  pembagian  Level Tegangan          Bit–bit biner yang akan dikirimkan terdiri dari 12 bit, pada figure diatas binary bit adalah [0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0].    Pembagian  Level  Tegangan  Dan  Output Balance Modulator   Gambar 4.5 Pembagian Tegangan Output Balance Modulator  Pada proses pembagian tegangan  saat bit input “0” maka  tegangannya  -1V  sedangkan  untuk  bit  “1”  level tegangan  1V.  Setelah  itu  sinyal  bit  input  yang  sudah mengalami proses pembagian tegangan akan  dikalikan dengan  sinyal  sinus  yang  akan  menghasilkan  sinyal BPSK yang memiliki dua perbedaan phase.   Penambahan Noise        Gambar 4.6 Penambahan Noise    Product Detector         Gambar 4.7 Outpu Product Detector    Pada proses product detector, sinyal BPSK yang dihasilkan akan dikalikan lagi dengan sinyal sinus sehingga akan menghasilkan sinyal seperti pada gambar 4.7 .     Output BPSK         Gambar 4.8 Output BPSK  Dari gambar  4.8 dapat dilihat bahwa sinyal yang diterima sama dengan informasi yang dikirim yaitu [0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0].  4.3    Modulator Dan Demodulator QPSK Data  Input  dan  Pembagian  Level  Tegangan Pada Kanal I dan Q Gambar 4.9 Bit kirim    Pada  gambar  4.9  dapat  dilihat  bahwa  bitkirim terdiri dari 12 bit dan proses pengirimannya setiap 2 bit yaitu bit pada  kanal  I  dan Kanal Q.Proses pembagian level  tegangan  sama  seperti  pada  modulasi  digital BPSK,jika logika „1‟ maka tegangan +1V dan logika „1‟ level tegangan -1V.  Gambar 4.4  Bit Kirim  5    Output Balance Modulator Kanal I         Gambar 4.10 Output Balance Modulator    Output Balance Modulator Kanal          Gambar 4.11 Output Balance Modulator Kanal Q  Pada  proses  ini  bit  kirim  pada  kanal  Q  akan dikalikan  dengan  sinyal  sinus  sedangkan  bit  kanal  Q dikalikan dengan sinyal cosinus.    Output Linier Summer       Pada blok ini terjadi proses penjumlahan antara hasil product detector pada kanal I dan kanal Q             Penambahan Noise                Gambar 4.13 Penambahan Noise                Output Product Detector Kanal I         Gambar 4.14 Product Detector Kanal I   Output Product Detector Kanal Q         Gambar 4.15 Product Detector Kanal Q           Dari  gambar  sinyal  diatas  dapat  dilihat  bahwa tejadi  proses  perkalian  antara  sinyal  yang  dihasilkan pada  linier  summer  dengan  sinyal  sinus  dan  cosinus. Pada  product  detector  kanal  I  sinyal  akan  dikalikan dengan sinyal sinus sedangkan product detector kanal Q dikalikan dengan sinyal cosinus.    Output LPF kanal I         Gambar 4.16 LPF kanal I         Gambar 4.17 LPF kanal Q Gambar 4.12 Output Linier  Summing   6    Diagram Konstelasi BPSK dan QPSK   Gambar 4.18 Konstelasi BPSK  Gambar 4.19 Konstelasi QPSK    BER dari BPSK dan QPSK Gambar 4.20 Bit Error Rate BPSK Dan QPSK          Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa bit error rate  pada  BPSK  dan  QPSK  hampir  sama.  Hal  ini disebabkan  dalam  proses  pengiriman  data  nya  hanya terpaut satu bit.Dari hasil tersebut menunjukkan bahwa hasil simulator telah sesuai dengan teori.           Diagram Pola Mata dari BPSK dan QPSK  Gambar 4.21Diagram Pola Mata BPSK  Gambar 4.22 Diagram Pola Mata QPSK           Dari  hasil  kedua  gambar  di  atas  dapat  kita bandingkan  antara  bentuk  pola  mata  BPSK  dan QPSK.Bentuk  antara  keduanya  hampir  sama,  hal  ini berkaitan  dengan  banyaknya  bit  yang  ditransmisikan tiap  satu  symbol  atau  sekali  pengirimannya  hanya terpaut  1  bit.Hanya  saja  pola  mata  pada  QPSK  lebih tebal.  4.  Kesimpulan         Kesimpulan  dari  tugas  akhir  ini  adalah  sebagai berikut:     1. Pada  modulasi  Frekuensi  Shift  Keying  (FSK) besarnya frekuensi gelombang pembawa berubah-ubah  sesuai  dengan  perubahan  ada  atau  tidak adanya sinyal informasi digital. Dalam proses ini gelombang  pembawa  digeser  ke  atas  dan  ke bawah untuk memperoleh bit 1 dan bit 0. Kondisi ini  masing-masing  disebut  space  dan  mark. Apabila  bit  input  adalah  „1‟  maka  sinyal  akan rapat  sedangkan  bila  bit  input  adalah  „0‟  maka sinyal FSK akan renggang. 2.  Pada  modulasi  Binary  Phase  Shift  Keying (BPSK)  1  simbol  mewakili  1  bit  data.  BPSK mempunyai  keluaran  2  beda  phase  yaitu  00  dan 1800. Untuk bit “1” mempunyai pergeseran fase 0° 7  dan  untuk  bit  “0”  mempunyai  pergeseran  fase 180°. 3. Pada  modulasi  Quadrature  Phase  Shift  Keying (QPSK),1  simbol  mewakili  2  bit  data.  QPSK mempunyai  keluaran  4  beda  phase  yaitu  +450, +1350, -450, dan -1350 . Karena memiliki 4 beda phase  maka QPSK  terdapat 4 kondisi  masukan yang berbeda yaitu bit 00, 01, 10, dan 11. 4. Diagram  Konstelasi  dari  BPSK  terdapat  2  titik dimana  1  titik  mewakili  1  bit  data  sedangkan diagram  konstelasi  QPSK  terdiri  dari  4  titik dimana tiap 1 titik mewakuli 2 bit data. 5. Error  Performance  antara  BPSK  dan  QPSK adalah sama. Karena nilai Probability of error dari BPSK dan QPSK sama.  5.  Daftar Pustaka :  [1]   Aries  Pratiarso,  ST.MT  “Modul  Ajar  Teknik Pengkodean” PENS ITS, Surabaya, 2006 [2]  Wang,  Weizheng.  “  Communications  TOOLBOX For  Use  with  MATLAB  and  SIMULINK”,  April. 1996  [3]  Hiroshi Harada and Ramjee Prasad “Simulation and software radio for mobile communication”, Boston, London. [4]  John  G  Proakis  and  Masoud  Salehi,  ” Contemporary  Communication  System  Using MATLAB” , 2000. [5]  Umu  Habibah,  Budi  Prasetya  dan  Bambang Sumajudin, ”Alat Bantu Pengajaran  Mata Kuliah Sistem Komnikasi Bagian Modulasi Digital”, STT Telkom,Bandung ,2006. [6]  Michael  B.Pursley  and  John  M.Shea,  ”Adaptive Nonuniform  Hase  –Shift  –Key  Modulation  For Multimedia  Traffic  in  Wireless  Network”,  Augst 2000. [7]  Indah  Susilawati,”  Simulasi  pembangkitan  sinyal BPSK  dan  QPSK”,  Teknik  ElektroUniversitas Mercu Buana Yogyakarta,2009. [8]  Yunanto  hermaputra,”Analisa  pengiriman  dan penerimaan  informasi  menggunakan  teknik pengkodean linear block Code berbasis perangkat lunak”PENS-ITS,2009 [9]  Sunariyadi,”Pembuatan  Simulator  Interaktif Pengiriman  Dan  Penerimaan  Informasi Menggunakan  Teknik  Modulasi  Digital  PSK”, PENS-ITS, 2009. [10] Yulindon,Afrizal Yunanef,Rika Anosa,dan Temisia Ruza,”Perancangan  Dan  Implementasi  teknik modulasi digital Menggunakan BPSK” ,2006.” 

Pembuatan Modul Praktikum Teknik Modulasi Digital FSK, BPSK Dan QPSK Dengan Menggunakan Software

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

PENS Repository