4/16/2015
1
1
TEE 843 – Sistem Telekomunikasi
Muhammad Daud [email protected]; [email protected]
Jurusan Teknik Elektro FT-UnimalLhokseumawe, 2015
Modulasi
Modulasi
• Prinsip Dasar Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu
– Modulasi Analog– Modulasi Digital
• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi
2
4/16/2015
2
Prinsip Dasar Modulasi
• Modulasi (modulation) adalah proses menumpangkaninformasi (information/message) pada suatu gelombangpembawa (carrier wave).
• Penumpangan ini dilakukan dgn mengubah-ubahparameter dari gelombang pembawa secaraproporsional/sesuai dgn sinyal informasi. 3
Prinsip Dasar Modulasi (lanjutan)
• Parameter yg dpt diubah adalah:– amplituda (amplitude) – frekuensi (frequency)– fase (phase)
• Modulasi dilakukan pada pengirim, alatnya disebutmodulator.
• Sebaliknya, pada penerima dilakukan demodulasi(demodulation) yaitu mengambil kembali informasi darigelombang termodulasi, alatnya disebut demodulator.
• Demodulasi disebut juga deteksi (detection).• Pada transmisi dupleks, gabungan modulator-
demodulator biasa disingkat modem.4
4/16/2015
3
Klasifikasi Modulasi
5
Modulasi
• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu
– Modulasi Analog– Modulasi Digital
• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi
6
4/16/2015
4
Modulasi Gelombang Kontinu(CW Modulation)
• Modulasi gelombang kontinu (continuous wave modulation), biasa disingkat CW Modulation, adalahmodulasi yang manggunakan gelombang kontinusinusoidal sebagai gelombang pembawa (carrier).
• CW modulation utamanya digunakan padatransmisi radio, namun juga dapat dipakai padatransmisi via kabel seperti kabel coaxial.
• Dalam hal ini (misalnya pada transmisi radio), kitaharus mentransfer spektrum dari informasi kedalam pita frekuensi radio, utk ditransmisikan.
• Tujuan utama dari modulasi gelombang kontinuadlh untuk membangkitkan gelombang termodulasiyg sesuai dgn karakteristik suatu kanal transmisi. 7
Review Konsep Dasar
• Amplituda (Amplitude)• Frekuensi (Frequency)• Fase (Phase)
Contoh-contoh sinyal berikut inimenggunakan persamaan umum:
8
x(t) = A sin (2ft + )
4/16/2015
5
Amplituda (Amplitude)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-2-1012
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-2-1012
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-2-10122
9
x(t) = sin (2t)
x(t) = 2sin (2t)
x(t) = 0.5sin (2t)
A = 1
A = 2
A = 0,5
Frekuensi (Frequency)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1
0
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1
0
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1
0
1
x(t) = sin (2t)
x(t) = sin (4t)
x(t) = sin (10t)
f = 1 Hz
f = 2 Hz
f = 5 Hz
t [detik]
t [detik]
t [detik]
4/16/2015
6
Fase (Phase)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1
0
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1
0
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1-1
0
1
11
/4
/2
x(t) = sin (2t)
x(t) = sin (2t /4)
x(t) = sin (2t /2)
= 0 radian= 0
= /4 rad= 45
= /2 rad= 90
Modulasi Gelombang Kontinu
12
4/16/2015
7
Macam-macam ModulasiGelombang Kontinu
• Modulasi analog, dimana sinyal carrier kontinudimodulasi oleh sinyal informasi analog– Amplitude Modulation (AM)– Angle Modulation
• Frequency Modulation (FM)• Phase Modulation (PM)
• Modulasi digital, dimana sinyal carrier kontinudimodulasi oleh sinyal informasi diskrit (digital)– Amplitude-Shift Keying (ASK)– Frequency-Shift Keying (FSK)– Phase-Shift Keying (PSK)– Quadrature Amplitude Modulation (QAM)– dan lain-lain. 13
Modulasi
• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu
–Modulasi Analog– Modulasi Digital
• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi
14
4/16/2015
8
Modulasi Amplituda(Amplitude Modulation – AM)
• Sinyal carrier aslinya mempunyai nilai puncak(amplituda) yg konstan dan frekuensi yg lebih tinggidrpd sinyal pemodulasi (message/information).
• Pada AM, amplituda sinyal carrier ini diubah-ubahsesuai dgn nilai sesaat dari sinyal pemodulasi(message), sehingga bentuk gelombangluar/selubung (envelope) dari sinyal termodulasimengikuti bentuk sinyal pemodulasi.
• Bandwidth dari sinyal termodulasi adlh
dimana:– fc adlh frekuensi carrier– fm adlh frekuensi sinyal pemodulasi (message) 15
mmcmc fffff 2)()(
AM (lanjutan)
16
4/16/2015
9
AM (lanjutan)
• Bentuk umum persamaan sinyal termodulasiAM adalah:
dimana: s(t) adlh sinyal termodulasiAc adlh amplituda sinyal carrier.ka adlh konstanta sensitivitas modulasim(t) adlh sinyal informasi (message)c adlh frekuensi sudut (disebut juga frekuensi anguleratau frekuensi radian). Hubungan frekuensi sudut (c) dgnfrekuensi linier (fc) adalah c = 2fc. 17
ttmkAts cac cos)](1[)(
Macam-macam AM
18
Double sideband-full carrier (DSB-FC) modulation
Double sideband-suppressed carrier (DSB-SC) modulation
Single sideband (SSB) modulation
Vestigial sideband (VSB) modulation
4/16/2015
10
Modulasi Frekuensi(Frequency Modulation – FM)
• Pada Modulasi Frekuensi, informasi direpresentasikanoleh nilai frekuensi sinyal carrier termodulasi.
19
FM (lanjutan)
• Sinyal setelah modulasi menjadi
dimana: s(t) adlh sinyal termodulasi.(t) adlh fase atau frekuensi yg bervariasi sesuaikandungan sinyal informasi.Ac adlh amplituda konstan.c adlh frekuensi sudut.Re berarti bagian real dari […].
20
}Re{)](cos[)( )]([ ttjccc
ceAttAts
4/16/2015
11
Modulasi Analog (ringkasan)
21
Gelombangpembawa (carrier)
Sinyal informasi(pemodulasi)
Sinyal termodulasi AM
Sinyal termodulasi FM
Modulasi
• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu
– Modulasi Analog–Modulasi Digital
• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi
22
4/16/2015
12
Modulasi ASK
• Binary Amplitude Shift Keying (BASK)
23
Unipolar NRZ
Jika pada ASK, salah satu kondisi (bit 0 atau bit 1) direpresentasikandgn amplituda 0 (tanpa transmisi sinyal) seperti gambar di atas makadisebut juga On-Off Shift Keying (OOSK).
M-ary ASK (ASK dgn M-level)
• 4-ASK
24
4/16/2015
13
Modulasi PSK
• Binary Phase Shift Keying (BPSK)
25
1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1
M-ary PSK
• Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
26
4/16/2015
14
M-ary PSK
• 8-PSK dan 16-PSK
27
Constellation diagram of 16-PSK
QAM
• Quadrature Amplitude Modulation (QAM)Merupakan gabungan dari prinsip ASK dan PSK.Berikut ini contoh 4-QAM dan 16-QAM.Note: 4-QAM mirip dgn QPSK.
28
Constellation diagram of 4-QAM
10 00
11 01
I
Q
4/16/2015
15
32-QAM dan 64-QAM
29
Modulasi Digital (ringkasan)
30(a) Binary-ASK, (b) Binary-FSK, (c) Binary-PSK
4/16/2015
16
Modulasi Digital (ringkasan)
(a) Binary-ASK, (b) Binary-PSK, (c) Binary-FSK 31
Pelebaran spektrum sinyalpd modulasi digital
32
4/16/2015
17
Bandwidth Transmisiutk CW Modulation
• Continous wave modulation atau carrier wave modulation biasa disebut modulation (modulasi) saja, yaitu menumpangkan sinyal informasi pada sinyalpembawa (carrier).
• Dgn demikian pd transmisi digital, modulasimemindahkan spektrum sinyal pulsa dari frekuensirendah ke frekuensi carrier, dan bandwidth menjadi duakali lipat dibandingkan dgn sistem baseband.
• Sehingga symbol rate pd sistem radio adalah lebih kecilatau sama dengan bandwidth transmisi
dimana r adlh symbol rate (bauds) dan BT adlhbandwidth transmisi (Hz). 33
TBr
Contoh• Assume that the transmission channel is an ideal
lowpass channel with a bandwidth of 4 kHz. The maximum symbol rate via this channel is r ≤ 2⋅B = 8 kbauds; that is, we can transmit up to 8,000 independent signals, symbols, in a second. [To transmit the same symbol rate through a bandpasschannel, we would need a bandwidth of 8 kHz according to (4.12); see also Figure 4.2]. Catatan: Bandpass channel maksudnya kanal pada sinyal carrier. Formula (4.12) ada di halaman 150 buku Anttalainen. Figure 4.2 ada di halaman 128 buku Anttalainen.
34
4/16/2015
18
Modulasi
• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu
– Modulasi Analog– Modulasi Digital
• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi
35
Modulasi Pulsa(Pulse Modulation)
36
4/16/2015
19
PAM
37
PPM
38
4/16/2015
20
PWM
39Disebut juga Pulse Duration Modulation (PDM)
PFM
40Disebut juga Pulse Frequency Modulation (PFM)
4/16/2015
21
Modulasi Pulsa (ringkasan)
41
Modulasi
• Pengertian Modulasi• Modulasi Gelombang Kontinu
– Modulasi Analog– Modulasi Digital
• Modulasi Pulsa• Perlunya Modulasi
42
4/16/2015
22
Mengapa modulasi diperlukan?
1. Memperoleh pemancaran yg efisien danrasionalisasi panjang antena. Radiasi elektromagnetik yg efisien membutuhkan antena
yg dimensinya mempunyai orde yg sama dgn panjanggelombang dari sinyal yg dipancarkan/diterima.
dimana: l = panjang antena, = panjang gelombang.
2. Utk keperluan multiplexing. Modulasi dpt digunakan utk menggeser beberapa sinyal
pita dasar (baseband) yg berbeda ke beberapa lokasispektrum lokasi spektrum yg berbeda sehingga sebuahkanal transmisi dpt digunakan utk menyalurkan beberapasinyal pita dasar.
43
41l
Mengapa modulasidiperlukan? (lanjutan)
3. Mengurangi derau dan interferensi. Modulasi biasanya membutuhkan lebar bidang frekuensi
yg jauh lebih lebar drpd lebar pita dasar atau sinyal pemodulasinya. Jadi ada pertukaran antara lebar pita frekuensi dan penurunan efek derau.
4. Mengatasi masalah hardware. Kinerja dan kemudahan pembuatan hardware tergantung
pd frekuensi sinyal dan lebar pita frekuensi sinyal yg akan diproses.
Modulasi dpt menggeser frekuensi sinyal agar persyaratan perancangan dpt dipenuhi dgn mudah.
5. Memenuhi alokasi frekuensi. Regulasi radio dari ITU mengatur penggunaan frekuensi
utk pelayanan tertentu. 44
4/16/2015
23
Alokasi spektrum gelombang elektromagnetik
45
PR-6
• Soal-soal PR-6 ada di file tersendiri.
46
4/16/2015
24
47
Sekian, ada pertanyaan?Terima kasih, semoga berkah.
Semua softcopy bahan kuliah tersedia dihttp://adf.ly/173i2d
48