Makalah Psk

Embed Size (px)

DESCRIPTION

phase shift keying

Text of Makalah Psk

MAKALAHTEKNIK MODULASI DIGITAL

PHASE SHIFT KEYING

OLEH :YAMA FRESDIAN DWI SAPUTROTE 4A4.35.11.0.24

JURUSAN TEKNIK ELEKTROPROGRAM STUDI D4 TELEKOMUNIKASIPOLITEKNIK NEGERI SEMARANG2015

I. PENDAHULUAN1.1 ModulasiModulasi adalah suatu proses dimana properti atau parameter dari suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain. Parameter yang diubah tergantung pada besarnya modulasi yang diberikan. Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang derupa dinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan. (Krauss, H.L, Raab, F.H. 1990). Modulasi memiliki dua macam jenis, yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital. Contoh modulasi sinyal analog adalah Frequency Modulation (FM) dan Amplitude Modulation (AM). Sementara modulasi sinyal digital antara lain Amplitude Shift Keying (ASK), Phase Shift Keying (PSK), dan Frequency Shift Keying (FSK).

Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem TransmisiTujuan dilakukannya proses modulasi antara lain : 1. Untuk memudahkan proses radiasi 2. Untuk memungkinkan multiplexing 3. Untuk mengatasi keterbatasan peralatan 4. Untuk mengurangi pengaruh noise dan interferensi

1.2 Modulasi DigitalModulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal pembawa. Modulasi digital sebenarnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier) memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1). Berarti dengan mengamati sinyal 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 sistem modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK.

Gambar 1.2 (a) macam macam modulasi digital

Berdasarkan tiga jenis modulasi digital (ASK, FSK, PSK) ini kemudian dikembangkan menjadi beberpa jenis modulasi digital yang saat ini digunakan, seperti Minimum Shift Keying (MSK), Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) yang sekarang digunakan pada telepon seluler GSM, Differential Binary Phase Shift Keying (DBPSK), Quartenary Phase Shift Keying (QPSK), Differential Quartenary Phase Shift Keying (DQPSK), dan lain-lain.Bentuk persamaan dan contoh output dari modulator dapat dilihat seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 1.2 (b) Jenis jenis modulasi digital (a) ASK, (b) PSK, (c) FSK1.3 Sinyal Analog dan Sinyal DigitalBerdasarkan data yang dikirimkan, komunikasi dapat dibedakan menjadi komunikasi analog dan komunikasi digital. Jika sinyal informasi berupa sinyal kontinyu, maka komunikasi tersebut merupakan komunikasi analog. Sedangkan untuk sinyal informasi digital seperti kode ASCII, sinyal percakapan dan gambar digital maka komunikasi tersebut dinamakan komunikasi digital. Skema modulasi yang digunakan juga berbeda, untuk komunikasi analog menggunakan modulasi konvensional (AM atau FM) sedangkan komunikasi digital menggunakan modulasi FSK, PSK atau QAM beserta turunan masing-masing jenis modulasi tersebut. Saat ini komunikasi elektronik berusaha menggunakan sinyal informasi digital, misalnya komunikasi telepon seluler.

Gambar 1.3 (a) sinyal analog (b) sinyal digital

Dalam sebuah sinyal, ada istilah amplitudo, periode dan frekuensi, panjang gelombang, serta fase sinyal. Gambaran tentang istilah-istilah sinyal tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 1.3 parameter gelombang (amplitude, periode, dan frekuensi)

Amplitudo adalah besarnya sinyal atau besarnya ayunan sinyal tersebut. Yang disebut dengan satu gelombang terdiri dari sebuah bukit dan sebuah lembah. Sehingga Panjang gelombang adalah jarak antara satu bukit dengan bukit berikutnya atau jarak lembah dengan lembah berikutnya dengan satuan meter. Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu bukit dengan satu lembah dalam satuan detik. Banyaknya gelombang tiap detik disebut dengan frekuensi dengan satuan Hertz. sehingga hubungan antara frekuensi dengan periode dapat dinyatakan :

Fase sinyal adalah sudut yang ditempuh dalam satu periode. Satu periode dinyatakan sebagai 360. Sehingga fase pada saat awal gelombang ( t = 0) adalah 0 dan fase pada saat menempuh satu periode ( t = T ) adalah 360.

Gambar 1.4 Pengertian fase sinyal (0, 90, dan 180)

Berdasarkan pengertian amplitudo, frekuensi, dan fase tersebut diatas, maka sebuah sinyal analog periodik dapat dinyatakan dengan:s(t) = Asin(2 ft + )Sinyal digital biasanya amplitudo dinyakan dengan nilai 0 dan 1 (dapat juga -1 dan 1 tergantung jenis pengkodeannya), dan periode adalah waktu untuk satu pulsa sinyal dengan amplitudo 0 atau 1 tersebut. Dengan demikian satu gelombang sinyal digital hanya terdiri dari pulsa yang memiliki amplitudo 0 atau 1. Gambaran yang lebih jelas adalah sebagai berikut :

Gambar 1.5 Sinyal Digital

Pengertian laju bit (bit rate) adalah banyaknya pulsa kotak dalam tiap detik, atau kecepatan bit ini identik dengan frekuensi sinyal analog. Periode sinyal digital biasanya disebut dengan interval bit, sehingga banyaknya pulsa kotak tiap detik menunjukkan laju bit sinyal digital. Gambar berikut ini menunjukkan laju bit berdasarkan bit intervalnya.

Gambar 1.6 Interval Bit dan Laju Bit

Bit rate atau laju bit adalah banyaknya bit per detik atau bit per second (bps). Sedangkan baud rate adalah banyaknya unit / satuan sinyal per detik. Baud rate lebih kecil dibanding bit rate.II. ISI2.1 Phase Shift Keying (PSK)Dalam sistem PSK, sinyal pembawa sinusoidal dengan amplituda Ac dan frekuensi fc digunakan untuk merepresentasikan kedua simbol 1 dan 0, hanya saja fasa sinyal pembawa untuk kedua simbol tersebut dibuat berbeda 180. Secara matematis dapat dituliskan :

Gambar 2.1 Sinyal PSK

Gambar 2.2 Modulasi PSK

Gambar 2.3 diagram konstelasi modulasi PSK

Modulasi PSK yang menyatakan setiap bit data biner dengan nilai fase sinyal yang berbeda disebut juga dengan 2-PSK atau Binary PSK (BPSK). Sedangkan modulasi PSK yang menyatakan setiap dua bit data biner dalam sebuah fase yang berbeda dinamakan 4-PSK.Berikut ini akan dijelaskan beberapa varian dari PSK :A. Binary Phase Shift Keying (BPSK)Dalam binary phase shift keying (BPSK), dua output fase yang mungkin akan keluar dan membawa informasi (binary dimaksudkan disini 2). Satu fase output (0 misalnya) mewakili suatu logic 1 dan yang lainnya (misalnya 180) logic 0. Sesuai dengan perubahan keadaan sinyal input digital, fase pada output carrier bergeser diantara dua sudut yang keduanya terpisah 180 (180 out of phase). Nama lain untuk BPSK adalah phase reversal keying (PRK) dan biphase modulation. BPSK adalah suatu bentuk suppressed carrier (carrier yang diturunkan levelnya sampai minimum), square wave (gelombang kotak) memodulasi suatu sinyal continuous wave (gelombang kontinyu) atau CW. Gambar 2.4 menunjukkan suatu diagram blok sederhana sebuah modulator BPSK. Balanced modulator bekerja seperti suatu switch pembalik fase. Tergantung pada kondisi logic pada input digital, carrier yang ditransfer ke output pada kondisi inphase (0) atau bergeser 180 dengan carrier oscillator referensi.

Gambar 2.4 Modulator BPSK

Gambar 2.5 Konstelasi Sinyal BPSKDari gambar di atas di dapat perhitungan sebagai berikut

Dan

Masing masing sebagai sumbu horisontal dan vertikal.Perlu diketahui bahwa penambahan minus(-) pada 2(t) adalah suatu penjumlahan, bukan perbedaan. Bentuk gelombang dari sinyal BPSK yang dihasilkan oleh modulasi pada Gambar 2.5 untuk aliran data {10110} ditunjukkan pada Gambar 2.6. Gelombang memiliki amplop konstan seperti FSK. Frekuensi konstan juga.

Gambar 2.6 BPSK waveforms (a,b)

B. 4 Phase Shift Keying / Quadrature Phase Shift Keying (4-PSK/QPSK)Sistem QPSK merupakan transmisi data M-ary dengan M = 4. Jadi, 1 dari 4 kemungkinan sinyal ditransmisikan setiap 1 interval pensinyalan, dimana setiap sinyal (symbol) terdiri dari 2 bit. Sebagai contoh, berikut adalah 4 kemungkinan symbol 00,10,11, dan 01 direpresentasikan dengan mengirimkan sinyal pembawa sinusoidal dengan satu dari 4 kemungkinan nilai :

Dimana 0 t T

Gambar 2.7 Sinyal QPSK untuk deretan biner 101110110001

Fase yang berbeda dinamakan 4-PSK, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.8. Untuk jenis 4-PSK ini nilai bit rate yang diperoleh adalah dua kali dari baud ratenya. Sedangkan diagram konstelasi modulasi 4-PSK ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.8 Bentuk Sinyal modulasi 4-PSK

Gambar 2.9 Diagram Konstelasi Modulasi 4-PSK

C. 8 Phase Shift Keying (8-PSK)Modulasi PSK secara sederhana mengalokasikan satu fase tertentu untuk setiap sandi yang ada. Pada BPSK dialokasikan dua fase yang berlainan untuk sandi 1 dan 0. Pada QPSK dialokasikan empat fase yang berlainan untuk sandi 00, 01, 10, dan 11. Sedangkan untuk 8 PSK harus dialokasikan delapan fase yang berbeda untuk sandi 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, dan 111. Setiap kali level PSK meningkat, maka efisiensi bandwitdh juga meningkat. Pada BPSK efisiensi bandwitdh-nya 1 b/s/Hz, pada QPSK efisiensi bandwitdh-nya 2 b/s/Hz, dan pada 8 PSK efisiensi bandwitdh-nya mencapai 3 b/s/Hz. Semakin besar efisiensi bandwith maka semakin sempit bandwidth yang dibutuhkan untuk transmisi data.

Gambar 2.10 Diagram Konstelasi Modulasi 8-PSK

Karena setiap sinyal analog menyatakan tiga bit data biner, maka bit ratenya adalah tiga kali dari buad ratenya.

D. 16 Phase Shift Keying (16-PSK)

16 PSK adalah teknik pengkodean PSK (Phase Shift Keying) dimana M=16 sehingga pada 16 PSK ada 16 phase keluaran yang berbeda dengan jumlah bit sebanyak 4.

Gambar 2.11 Diagram Konstela