LAPORAN TUGASMENGENAL FDMA TDMA dan CDMA

MK. WIRELES MOBILE COMPUTING

Disusun Oleh :Nama:Fakhrurrizal

NIM:14076103

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKAFAKULTAS TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS NEGERI PADANG

2015Mengenal FDMA, TDMA dan CDMA

1. FDMAFDMA adalah sistem multiple access yang menempatkan seorang pelanggan pada sebuah kanal berbentuk pita frekuensi (frequency band) komunikasi. Jika satu pita frekuensi dianggap sebagai satu jalan, maka FDMA merupakan teknik satu pelanggan, satu jalan. Pada saat pelanggan A sedang menggunakan jalan itu, maka pelanggan lain tidak dapat menggunakan sebelum pelanggan A selesai. Jadi, kalau dalam waktu yang bersamaan ada 100 pelanggan yang ingin berkomunikasi dengan rekannya, maka sudah tentu diperlukan 100 pita frekuensi. Kalau setiap pita memerlukan lebar 30 Kilo Hertz (kHz) dan frekuensi yang digunakan berawal dari 890 Mega Hertz (MHz), maka: Pita frekuensi kanal 1 mulai dari 890 MHz hingga 890,030 Mhz Pita frekuensi kanal 2 mulai dari 890,030 MHz hingga 890,060 MHz Pita frekuensi kanal 3 mulai dari 890,060 MHz hingga 890,090 MHz dan seterusnya.Sedangkan lebar total seluruh pita yang digunakan adalah:100 x 30.000 Hz = 3.000.000 Hz = 3 MHz.Artinya, jika frekuensi yang digunakan mempunyai batas bawah 890 MHz, maka batas atasnya adalah 893 MHz.Akan tetapi, frekuensi yang tersedia untuk komunikasi bergerak dibatasi oleh peraturan yang ada karena frekuensi-frekuensi lain pasti digunakan untuk jatah keperluan yang lain pula. Sementara jatah frekuensi yang ada pun harus dibagi antarpenyelenggara telepon seluler. Karena itu, untuk memperbanyak kapasitas dengan jumlah kanal yang terbatas, digunakan trik-trik tertentu sesuai dengan strategi si penyelenggara.

2. TDMABerbeda dengan FDMA adalah: yang memberikan satu pita frekuensi untuk dipakai satu pelanggan, TDMA memberikan satu pita frekuensi untuk dipakai beberapa pelanggan. Jadi kanal-kanal komunikasi dirupakan dalam bentuk slot-slot waktu. Slot waktu adalah berapa lama seorang pelanggan mendapat giliran untuk memakai pita frekuensi. Satu slot waktu digunakan oleh satu pelanggan. Slot-slot waktu ini dibingkai dalam satu periode yang disebut satu frame. Jadi misalkan ada 10 pelanggan yang masing-masing adalah A, B, C, D, E, F, G, H, I, dan J, maka dalam satu frame terdapat 10 slot waktu yang merupakan giliran tiap pelanggan untuk menggunakan pita frekuensi yang sama.Proses komunikasi multi-access dilakukan dengan menjalankan frame ini berulang- ulang sehingga akan muncul urutan giliran pemakaian saluran seperti: A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-A-B-C-D-E-F-G-H-I-J-A-B-C- dan seterusnya. Tentu saja harus ada pembatasan jumlah pelanggan yang menggunakan satu pita frekuensi ini. Jika tidak dibatasi, periode frame akan terlalu panjang dan akibatnya timbul komunikasi terputus-putus yang mengganggu pembicaraan.Karena sifatnya yang tidak kontinyu (tidak terjadi pemakaian pita frekuensi terus menerus oleh satu pelanggan dalam satu periode pembicaraan), maka teknik TDMA hanya dapat mengakomodasi data digital atau modulasi digital. Sehingga sinyal-sinyal analog yang akan dikirim, harus diubah menjadi format digital dahulu.

3. CDMATeknik CDMA adalah: temuan yang lebih baru dibandingkan dengan FDMA dan TDMA. Teknik CDMA berawal pada tahun 1949 ketika Claude Shannon dan Robert Pierce (yang banyak jasanya untuk kemajuan teknologi telekomunikasi saat ini) menyampaikan ide dasar CDMA. Teknik ini merupakan temuan yang brilian karena kanal yang satu dengan lainnya tidak dibedakan dari frekuensi/FDMA atau waktu/TDMA yang secara awam lebih mudah dipahami, melainkan dengan perbedaan kode. Jadi pada CDMA, seluruh pelanggan menggunakan frekuensi yang sama pada waktu yang sama.CDMA (juga disebut DSSS/ Direct Sequence Spread Spectrum) merupakan salah satu dari dua jenis teknik murni Spread Spectrum Multiple Access (SSMA). Jenis lainnya dikenal sebagai FHMA (Frequency Hopping Spread Spectrum). Kedua jenis ini tergolong SSMA karena sinyalnya tersebar (spread) pada spektrum pita frekuensi yang lebar. Pada CDMA, penyebaran sinyal diperoleh akibat proses perkalian data input (yang mempunyai waktu perubahan lambat) dengan kode PN (yang mempunyai waktu perubahan cepat).Walaupun pita frekuensinya lebar, tegangan sinyal yang dihasilkan sangat kecil, menyerupai noise (bising) yang selalu menyertai gelombang radio. Sehingga apabila dimonitor oleh penerima lain, sinyal yang dipancarkan oleh pengirim berbasis CDMA hanya berupa noise (seolah-olah menunjukkan ketiadaan sinyal pancar) yang tidak mengganggu sinyal lain. Sifat CDMA yang lain adalah kemampuannya untuk tahan terhadap jamming (penutupan oleh sinyal yang lebih kuat) pada pita frekuensi sempit. Hal ini terjadi karena jamming pada pita frekuensi sempit itu tidak akan mengganggu sinyal-sinyal CDMA yang tersebar di pita frekuensi lain.

Gambar. Arsitektut CDMA

Walaupun begitu jika diterapkan pada telepon seluler, CDMA mempunyai masalah yang disebut near-far problem. Masalah ini terjadi akibat pemakaian pita frekuensi yang sama pada waktu yang sama. Akibatnya, pelanggan yang paling dekat dengan base station (BTS) akan mendominasi BTS karena sinyalnya diterima (oleh BTS) paling besar dibandingkan dengan pelanggan lain yang jaraknya lebih jauh. Bagi pelayanan yang baik, hal itu tidak diharapkan. Untuk mengatasinya dipakailah teknik power control. Teknik ini menyebabkan BTS memerintahkan ponsel pelanggan untuk mengurangi daya pancar (secara otomatis) ketika sinyalnya diterima paling besar. Sehingga seluruh pelanggan di areal cakupan BTS akan diterima dengan besar sinyal yang sama.CDMA dapat dikombinasikan dengan teknik lain untuk menjadi teknik hibrid semacam: FCDMA yang merupakan kombinasi dari FDMA dan CDMA, TCDMA yang merupakan kombinasi dari TDMA dan CDMA. Juga ada DS-FHMA yang merupakan kombinasi dari CDMA/DSSS dengan FHMA.OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah sebuah teknik transmisi yang menggunakan beberapa buah frekuensi yang saling tegak lurus (orthogonal). Pada saat ini, OFDM telah dijadikan standar dan dioperasikan di Eropa yaitu pada Proyek DAB (Digital Audio Broadcast)[11], selain itu juga digunakan pada HDSL(High Bit-rate Digital Subscriber Lines; 1.6 Mbps)[9], VHDSL (Very High Speed Digital Subscriber Lines; 100 Mbps)[9] , HDTV (High Definition Television)[10] dan juga komunikasi radio[5][7][8]. Teknologi ini sebenarnya sudah pernah diusulkan pada sekitar tahun 1950[1-4], dan penyusunan teori-teori dasar dari OFDM sudah selesai sekitar tahun 1960. Pada tahun 1966, OFDM telah dipatenkan di Amerika[4]. Kemudian pada tahun 1970-an, muncul beberapa buah paper yang mengusulkan untuk mengaplikasikan DFT (Discrete Fourier Transform) pada OFDM[6], dan sejak tahun 1985 muncul beberapa paper yang memikirkan pengaplikasian tekonologi OFDM ini pada komunikasi wireless. Akhir-akhir ini teknologi OFDM ini kembali menjadi bahan pembicaraan para pakar komunikasi, hal ini tak dapat dipisahkan dari pesatnya perkembangan teknologi LSI. Karena sebelum teknologi LSI berkembang, meskipun secara teori sangat menjanjikan, tapi OFDM dianggap kurang aplikatif karena terlalu rumit.

4. OFDM (Orthogonal Frquency Division Multiplexing ) Merupakan teknik pentransmisian data berkecepatan tinggi dengan menggunakan beberapa sinyal carrier secara parallel dalam pemodulasiannya. Sehingga data yang ditransmisikan akan mempunyai kecepatan yang lebih rendah. Teknik seperti ini dapat menghemat bandwidth kanal sistem komunikasi.Pada teknik transmisi OFDM setiap sub-carrier tidak ditempatkan berdasarkan bandwidth yang ada, tetapi sub carrier tersebut disusun untuk saling overlapping. Jarak atau space antara subcarrier diatur sedemikian rupa, sehingga antar sub-Carrier mempunyai sifat yang orthogonal. Keorthogonalitasan diantara sub-carrier inilah yang menyebabkan munculnya istilah Orthogonal Frquency Division Multiplexing. Dengan menggunakan teknik overlapping ini dapat menghemat bandwidth kanal sampai dengan 50%.Untuk pembentukan dan penguraian symbol OFDM dapat digunakan InverseFast Fourier Transform (IFFT) dan Fast Fourier Transform (FFT).

OFDM merupakan teknik transmisi yang diterapkan pada sistem komunikasi digital. Data yang ditransmisikan berupa data serial biner berkecepatan tinggi yang telah di petakan dalam bentuk symbol, symbol tersebut yang mulanya serial kemudian dipecah atau dipisahkan menjadi bentuk parallel sehingga dihasilkan kecepatan data yang lebih rendah dibanding dengan data sebelumnya. Kemudian symbol tersebut dimodulasi oleh sejumlah sinyal carrier dalam beberapa subkanal. Dengan kata lain prinsip dasar dari OFDM menggunakan teknik transmisi multicarrier.

Sistem OFDMPrinsip utama dari OFDM adalah pembagian kecepatan tinggi aliran data ke dalam sejumlah aliran data kecepatan rendah kemudian dikirimkan secara simultan melalui suatu subcarrier. Sistem OFDM sederhana ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Blok Diagram OFDMPrinsip kerja dari OFDM dapat dijelaskan sebagai berikut. Deretan data informasi yang akan dikirim dikonversikan kedalam bentuk parallel, sehingga jika bit rate semula adalah R, maka bit rate pada tiap-tiap jalur parallel adalah R/N dimana N adalah jumlah jalur parallel (sama dengan jumlah sub-carrier). Setelah itu modulasi dilakukan pada tiap-tiap sub-carrier. Modulasi ini bisa berupa BPSK, QPSK, QAM atau yang lain, tapi ketiga teknik tersebut sering digunakan pada OFDM. Kemudian sinyal yang telah termodulasi tersebut diaplikasikan ke dalam IFFT untuk pembuatan simbol OFDM. Penggunaan IFFT ini memungkinkan pengalokasian frekuensi yang saling tegak lurus (orthogonal).

Gambar. Blok diagram OFDM

Setelah itu symbol OFDM ditambahkan cyclic prefix kemudian simbol-simbol OFDM dikonversikan lagi kedalam bentuk serial, dan kemudian sinyal dikirim. Sinyal keluaran dari trasnsmitter berupa sinyal yang saling overlapping, hal seperti ini dapat menghemat bandwidth kanal sampai 50%. Kondisi overlapping ini tidak akan menimbulkan interferensi dikarenakan telah memenuhi kondisi orthogonal.Pada receiver, dilakukan operasi yang berkebalikan dengan apa yang dilakukan di stasiun pengirim. Mulai dari konversi dari serial ke parallel, pelepasan cyclic prefix kemudian konversi sinyal parallel dengan FFT setelah itu demodulasi, dan terakhir konversi parallel ke serial, dan akhirnya kembali menjadi bentuk data informasi.PROSES MULTICARRIER PADA OFDM

Gambar diatas merupakan contoh modulator OFDM konvensional. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan data biner yang telah dipetakan dalam symbol QAM, selain QAM dapat menggunakan PSK dalam pemetaannya. Simbol tersebut dipecah dalam bentuk serial parallel dan dimodulasi oleh sinyal sub-carrier dengan frekuensi tertentu sehingga dihasilkan sinyal saling orthogonal. Kemudian semua sinyal tersebut ditambahkan sehingga dihasilkan symbol OFDM.OFDM konvensional membutuhkan lebih banyak modulator jika menggunakan lebih banyak sub-carrier. Untuk mengatasi hal seperti itu dapat menggunakan prinsip dasar dari Inverse Fast Fourier Transorm (IFFT). Untuk demodulatornya dapat menggunakan Fast Fourier Transorm (FFT).

Gambar. OFDM Modulator dengan IFFT

FAST FOURIER TRANSFORM (FFT) DAN INVERSE FAST FOURIER TRANSFORM (IFFT)Proses IFFT dan FFT merupakan kunci utama dalam OFDM. IFFT berfungsi sebagai pembuatan simbol (modulator) OFDM dan FFT sebagai pengurai dari simbol OFDM (demodulator). Untuk persamaan FFT dan IFFT dapat dituliskan sebagai berikut.

Tetapi pada OFDM sinyal inputan dari IFFT adalah domain waktu, hal seperti ini tidak masalah karena IFFT adalah sebuah konsep matematis yang tidak peduli apa yang dihasilkan dan seperti apa inputannya. Asalkan selama yang menjadi inputan berupa amplitudo-amplitudo dari beberapa sinusoida, IFFT akan menghasilkan suatu nilai dalam bentuk domain waktu.

ORTHOGONALITASPada teknik OFDM masing-masing sub-carrier tidak disebar berdasarkan bandwidth yang ada, tetapi sub-carrrier tersebut disusun saling overlap. Jarak atau space antara sub-carrier disusun sedimikian rupa, sehingga antar sub-carrier akan saling orthogonal. Dalam tiap sub-carrier dibedakan dengan sebuah simbol dan masing-masing simbol saling orthogonal atau tidak saling mempengaruhi, sebuah simbol dikatakan orthogonal dengan yang lain jika factor korelasinya adalah 0.Istilah orthogonal mengandung makna hubungan matematis antara frekuensi-frekuensi yang digunakan. Dengan menggunakan persamaan matematika dapat diekspresikan sebagai berikut, dua buah sinyal dapat dikatakan orthogonal jika memenuhi syarat:Dimana m n dan dengan interval a < t < b

Gambar. Spektrum Sinyal OFDM

Telah diketahui bahwa suatu sinyal orthogonal meskipun saling overlapping mereka tidak saling mengiterferensi. Dari gambar di atas jika ditarik suatu garis lurus maka nilai puncak dari suatu sub-carrier akan terhubung dengan nilai minimum dari sub-Carrier yang ada di sebelahnya. Atau dapat dijelaskan bahawa energy pada tiap-tiap sub-carrier tidak berkorelasi dengan energy pada sub-carrier yang ada di dekatnya. Dikarenakan oleh hal seperti itu, meskipun sub-carrier saling overlapping tidak akan terjadi interferensi.Cyclic PrefixMasalah utama dalam sistem komunikasi wire less adalah adanya suatu kanal multipath. Dalam kanal multipath, suatu sinyal dapat mengalami tundaan sehingga dapat menyebabkan Intersymbol Interference (ISI). Untuk mengatasi hal itu, dapat menggunakan suatu guard interval yang telah diketahui dengan nama cyclic prefix. Cyclic prefix adalah salinan dari bagian akhir simbol OFDM yang ditambahkan pada awal simbol OFDM [2]. Syarat agar tidak terjadi ISI yaitu durasi dari cyclic prefix harus lebih panjang dari durasi dari delay multipath. Alasan guard interval terdiri dari salinan dari akhir simbol OFDM adalah agar receiver nantinya mengintegrasi masing-masing multipath melalui angka integer dari siklus sinusoid ketika proses demodulasi OFDM dengan FFT.

Gambar. Cyclic Prefix Pada OFDM

Kombinasi dengan CDMA Pada sekitar tahun 1994, ada beberapa paper yang mengusulkan kombinasi antara teknologi OFDM dengan teknologi CDMA (Code Division Multiple Access)[5][12][13][14], yaitu menggunakan OFDM untuk modulasi tiap stasiun dan menggunakan CDMA untuk multiple access, yaitu penggabungan sinyal-sinyal dari beberapa stasiun pengirim pada sebuah jalur komunikasi yang harus digunakan secara bersama. Tema penelitian ini cukup meramaikan jurnal-jurnal komunikasi tingkat internasional seperti IEEE Transaction on Communiation, IEEE Journal on Selected Areas of Communication, IEEE Vehicular Technology, dan lain-lain. Alasan utama banyaknya perhatian terhadap teknologi ini, karena kemampuannya untuk menggabungkan keistimewaan dari CDMA yang terkenal sangat tahan terhadap interferensi, dengan keistimewaan-keistimewaan dari OFDM seperti yang sudah disebutkan diatas. Metode OFDM CDMA ini juga memungkinkan pemakaian CDMA untuk pengiriman data berkekecapatan tinggi.

5. Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)Juga dikenal sebagai Direct Sequence Code Division Multiple Access (DS-CDMA), DSSS adalah salah satu dari pendekatan modulasi spread spectrum untuk pengiriman data digital kecepatan tinggi melalui radio. Umumnya peralatan IEEE 802.11b menggunakan DSSS untuk memancarkan data-nya yang memberikan kecepatan sekitar 11Mbps. Setiap stasiun yang memancar akan mengkonsumsi bandwidth sekitar 22MHz.

Spektrum Direct Sequence Spread SpectrumSetiap arus informasi yang akan di kirim akan di bagi menjadi potongan kecil-kecil dan setiap potongan akan menduduki channel yang ada dalam spectrum pancaran. Pada saat dikirim, seluruh data akan digabungkan dengan sebuah data berurut kecepatan tinggi (yang dikenal sebagai chipping code) yang akan mendefinisikan perbandingan spreading dari data. Pesawat pemancar dan penerima harus di sinkronisasi dengan kode spreading yang sama. Dua sambungan komunikasi dengan kode spreading yang berbeda dapat menggunakan frekuensi yang sama dan tidak saling mengganggu. Oleh karena itu, dalam sebuah channel dapat di tampung beberapa sambungan dengan kode spreading yang berbeda. Chipping code akan menolong dalam pertahanan terhadap interferensi dan juga merecover data menjadi data aslinya kembali jika terjadi kerusakan pada saat dikirim.

6. FHSSPrinsip utama dari FHSS ini adalah: sinyal informasi yang ditransmisikanakan disebar secara random ke beberapa frekuensi radio. Sinyal informasi tersebutdilompatkan ke dalam suatu spektrum frekuensi, dimana spektrum tersebut sudahdialokasikan menjadi beberapa channel yang diperuntukkan untuk frequencyhopping signal. Lompatan sinyal informasi tersebut dapat dilakukan secararandom ataupun menurut aturan tertentu. Formasi dari lompatan tersebut diaturberdasarkan kode tertentu, yang dinamakan chipping code. Aturan chipping codetersebut tergantung dari para pemakai dari FHSS, artinya chipping code itutermasuk bagian dari encrypting signal.Suatu spektrum atau rentang frekuensi akan disekat atau dibagi menjadichannel-channel teralokasi yang akan digunakan untuk melompatkan sinyalinformasi dalam FHSS. Pembagian channel-channel tersebut didasarkan atasinterval yang besarnya tetap, sehingga sinyal informasi akan dilompatkan dari satufrekuensi ke frekuensi lainnya dengan interval frekuensi yang tetap. Jarak intervaltersebut dipengaruhi lebar dari spektrum yang digunakan untuk FHSS dan jugadipengaruhi oleh besarnya suatu sinyal informasi.Lebar dari beberapa channel yang digunakan sebagai lompatan dalamFHSS juga akan tergantung dari besarnya bandwidth dan input sinyal informasi.Apabila input sinyal informasi mempunyai bandwidth yang besar, maka otomatislebar dari masing-masing channel sebagai tempat lompatannya juga akan besar,begitu pula sebaliknya.

7. BPSK Binary Phase Shift Keying atau BPSK adalah: salah satu teknik modulasi sinyal dengan konversi sinyal digital 0 atau 1 menjadi suatu simbol beerupa 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. Bentuk sinyal BPSK

Gambar. Pemancar BPSK

Gambar. Penerima BPSK

Diagram Konstelasi BPSKPada 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 phase180 0, sedangkan bit (1) mempunyai sudut phase 00.Untuk mengetahui perubahan phase yang terjadi pada sistem modulasi digital BPSK diagram konstelasi dibawah ini:

Gambar. Diagram Konselasi BPSK

8. QPSKPada 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. Pemancar PSK

Gambar. Penerima QPSK

Diagram Konstelasi QPSKPada 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:

Gambar. Kostelasi dari dari modulasi digital QPSK

Gambar. Tampilan Modulasi GPSK

9. QAM (QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION) Quadrature Amplitudo Modulation atau QAM adalah: suatu cara pentransmisian pada laju bit-bit yang lebih tinggi pada saluran/kanal dengan lebar pita yang terbatas. Sebagai contoh penggunaan kumpulan sinyal QAM 16 titik memungkinkan 9600 bit/detik ditransmis ikan pada saluran telepon dengan lebar pita 2700 Hz. Dalam kasus tersebut empat digit biner yang berurut an harus disimpan dan dikodekan kembali sebagai salah satu dari 16 bentuk sinyal yang ditransmisikan. Sinyal-sinyal yang dihasilkan dinamakan sinyal modulasi amplitudo kuadratur (QAM). Sinyal ini dapat ditafsirkan sebagai modulasi amplitudo multitingkat yang diterapkan secara bebas pada setiap dua pembawa kuadratur. PENTRANSMISIAN QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION Sinyal Quadratur Amplitudo (QAM) mempergunakan dua pembawa kuadratur cos 2fct dan sin 2fct, masing- masing dimodulasikan oleh bit informasi. Metode dari transmisi sinyal memakai Quadrature Carrier Multiplexing

Gambar. Metode Transmisi QAMSinyal ditransmisikan pada frekuensi carrier yang sama dengan memakai dua pembawa kuadratur Ac Cos 2fct dan Ac Sin 2fct. Untuk mengerjakannya, diandaikan m1(t) dan m2(t) adalah dua sinyal informasi terpisah yang ditransmisikan melalui kanal. Amplitudo sinyal (t) memodulasi pembawa Ac cos 2fct dan amplitudo sinyal m2(t) memodulasi pembawa kuadratur Ac sin 2fct. Dua sinyal dijumlahkan dan ditransmisikan melalui kanal. Sehingga sinyal yang ditransmisikan adalah u(t) = Acm1(t) cos 2fct + Acm2(t) sin 2fct (2.1) atau um(t) = AmcgT(t) cos 2fct + AmsgT(t) sin 2fctm = 1,2, ......., M Dimana Amcdan Amsadalah posisi dari level amplitudo yang diperoleh dari penempatan k-bit sequence ke dalam amplitudo sinyal. Umumnya, QAM dapat di lihat sebagai bentuk gabungan dari modulasi amplitudo digital dan modulasi fasa digital. Jadi bentuk gelombang sinyal QAM yang ditransmisikan dapat dinyatakan umn(t) = AmgT(t) cos (2fc +n) (2.2) m = 1,2,3........, M1 n = 1,2,3,........, M2

Gambar. Diagram Block Fungsional QAMRepresentasi sinyal geometris dari sinyal yang di berikan modulator QAM dalam bentuk vektor sinyal 2 dimensi bisa dituliskan : Sm = ( A mc, Ams) m = 1,2,3...,M (2.3)

(t): tanggapan impuls filter pembentukan n = 0: sesuai dengan selang t detik pada saat ini n positif : sesuai dengan selang t detik pada saat sesudahnya n negatif : sesuai dengan selang t detik pada saat sebelumnya (an,bn) : salah satu dari harga-harga pasangan yang mungkin ditransmisikan dalam selang tersebut. Dari persamaan (2.4) ini terlihat bahwa sinyal QAM secara umum harus mempunyai spektrum yang berpusat disekitar frekuensi pembawa fc=c/2. Dalam spektrum terdapat sideband bagian atas dan bagian bawah yang membentang dengan Bandwidth masing-masing sebesar Bhz. Pembentukan sideband bergantung pada filter pembentukan h(t). Gambar spektrum QAM dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar. Spektrum QAM (a) Spektrum baseband. (b) spektrum QAMisalkan sideband transmisi adalah BTHz. Maka laju simbol yang dapat ditransmisikan melalui suatu saluran dengan lebar baseband BHz adalah 2B/ ( 1+r) dengan faktor r berubah-ubah dari suatu harga ideal nol (filter low pass ideal) hingga 1. Laju simbol yang diperbolehkan melalui saluran transmisi adalah yang ekuivalen dengan bandwidthBTHz , dengan demikian adalahBT/ ( 1 +) simbol perdetik. Untuk sinyal QAM dengan M= 2n simbol, laju bit yang diperbolehkan adalah nBT/ ( 1 +r) bit/detik atau bandwidth transmisi n / (1 +r)bit/detik/Hz. Beberapa contoh laju bit yang diperbolehkan per Hz nampak pada tabel 2.1.

LAJU PENGIRIMAN SINYAL Untuk suatu bentuk gelombang biner, laju bit adalah sama dengan laju pengiriman sinyal dan dinyatakan dalam bit/detik. Misalkan adalah waktu yang diperlukan untuk memancarkan 1 bit, maka laju pengiriman sinyal adalah : r= 1 / Bila sinyal dipancarkan melalui sebuah saluran jalur dasar (baseband channel), lebar jalur saluran menentukan batas atau limit dari laju pengiriman sinyal. Limit ini tercapai untuk sinyal dengan jumlah erubahan per detik yang terbesar, yakni suatu gelombang persegi yang mempresentasikan suatu sinyal digital. Periode gelombang persegi ini adalah 2 dengan komponen frekuensi dasar adalah f0= 1/2= r/2. Saluran baseband berperilaku sebagai sebuah filter low pass yang melewatkan semua frekuensi dari 0 sampai suatu nilai cut off . Dengan memisalkan bahwa respon frekuensi adalah nol diatas suatu limit frekuensi B, maka agar komponen dasar dari gelombang persegi dapat dipancarkan,f0tidak boleh lebih besar dariB, jadi : Bf0atau Br/2 Persamaan di atas disebut Kriteria Nyquist yang menyatakan bahwa untuk suatu laju pengiriman sinyal r, lebar jalur tersempit yang dapat digunakan adalah: B = r/2 (2.7) Berdasarkan rumusan di atas dapat diketahui bahwa laju pengiriman sinyal (r) pada saluran telepon dengan bandwidth 300-3400 Hz adalah 6200 bit/detik. Sehingga untuk meningkatkan laju pengiriman sinyal menjadi 9600 bit/detik dibutuhkan bandwidth 4800 Hz. Hal ini dapat dipenuhi dengan bantuan 16 QAM.

JUMLAH KANAL YANG TERSEDIA DALAM SISTEM Kapasitas kanal yang tersedia dalam sistem didapat dari lebar bidang yang tersedia dibagi dengan spasi kanal ataau lebar bidang tiap kanal. Jika diketahui bandwidth sistem sebesar Bt dan spasi tiap kanal atau lebar bidang kanal adalah Bc, maaka jumlah kanal yang tersedia dalam sistem sebesar : N = Bt/Bc Dengan mengetahui jumlah sel dalam kelompok sel didapat jumlah kanal tiap sel. Misal jumlah sel dalam sekelompok sel adalah K, maka jumlah kanal setiap sel (m) adalah : M = N/K (2.9)

E. EFISIENSI LEBAR BIDANG SISTEM MODULASI M-ARY QAMEfisiensi lenbar bidang merupaka perbandingan antara kecepatan transmisi data dengan lebar bidang frekuensi. Dengan demikian terlihat bahwa efisiensi lebar bidang berhubungan dengan kecepatan transmisi data. Efisiensi lebar bidang berhubungan dengan kecepatantransmisi, oleh karena itu efisiensi lebar bidangjuga berhubungan dengan kapasitas kanal yang tersedia dari suatu sistem komunikasi. Kecepatan transmisi sinyal adalah hal penting dalam pentransmisian sinyal digital. Pada bentuk gelombang biner laju bit adalah sama dengan laju pengiriman sinyal dan diukur dalam bit per detik. Misalkan adalah waktu yang diperlukan untuk memancarkan satu bit, maka laju pengiriman sinyal (r) ad alah sama dengan 1/ bit per detik. Pada sinyal yang dipancarkan lewat saluran pita dasar (baseband channel), lebar saluran menentukan batas laju pengiriman sinyal, Untruk sinyal biner gelombang persegi periode sinyal adalah 2, maka frekuensi dasar gelombang persegi adalah fo = 1/ = r/2. Misalkan lebar saluran pita dasarnya adalahsebuah filter lolos rendah (LPF) yang melewatkan frekuensi dari nol hingga suatu nilai frekuensi cut off B Hz. Agar komponen dasar gelombang persegi dapat dipancarkan dengan baik maka menurut kriteria Nyquist yang menyatakan bahwa untuk satu lajur pengiriman sinyal r bit/detik, lebar pita tersempit yang dapat digunakan adalah ; B fo B r/2 (2.10) Perkembangan teknologi menuntuk untuk dapat mentransmisikan data dengan laju bit yang makin tinggi pada lebar pita yang sesempit mungkin. Untuk itu peningkatan kapasitas kanal sangat diperlukan, dengan kata lain efisiensi maka diperlukan efisiensi lebar bidang sebesar mungkin. Hal ini bertujuan untuk memperkecil lebar bidang frekuensi yang diperlukan utuk pentransmisian, dan mengurangi besar kerapatan daya noise yang timbul. Tetapi dengan memperbesar efisiensi lebar bidang, akan mengakibatkan adanya interferensi antar simbol (interference inter symbol, ISI). Untuk meminimalisasi interferensi ini pada leba pita tertentu secara teoitis dapat digunakan filter lolos rendah (LPF) ideal yang memenuhi kriteria Nyquist. Teorema Nyquist menyatakan bahwa untuk mentransmisikan suatu data biner tanpa terjadi interferensi antar simbol atau keadaan zero ISI, maka respon frekuensi sinyal keluaran pada sistem harus sesuai dengan kriteria berikut :