jagomart
digital resources
picture1_Frequency Division Multiplexing Pdf 87986 | 1161 Item Download 2022-09-15 02-37-09


 141x       Filetype PDF       File size 0.49 MB       Source: repo.pens.ac.id


File: Frequency Division Multiplexing Pdf 87986 | 1161 Item Download 2022-09-15 02-37-09
analisa kinerja orthogonal frequency division multiplexing ofdm berbasis perangkat lunak kusuma abdillah dan ir yoedy moegiharto mt politeknik elektro negeri surabaya institut teknologi sepuluh november pens its abstrak ada beberapa ...

icon picture PDF Filetype PDF | Posted on 15 Sep 2022 | 3 years ago
Partial capture of text on file.
                                    Analisa Kinerja Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) 
                                                                             Berbasis Perangkat Lunak 
                                                                                                         
                                                                         Kusuma Abdillah, dan Ir Yoedy Moegiharto, MT 
                                                Politeknik Elektro Negeri Surabaya – Institut Teknologi Sepuluh November (PENS-ITS) 
                                                                                                      
                                                                                                Abstrak 
                                         
                                        Ada  beberapa  metode  untuk  mengatasi  akan  kebutuhan  kanal  sistem  komunikasi  dan  efek  dari 
                                   multipath fading, salah satu diantaranya yaitu  sistem Orthogonal Division Multiplexing (OFDM). Sistem 
                                   OFDM merupakan perkembangan dari teknik Frequency Division Multiplexing (FDM). Perbedaan yang 
                                   mendasar dari sistem OFDM dan FDM yaitu terletak  pada frekuensi subcarrier, pada sistem OFDM 
                                   frekuensi sub-carriernya diperbolehkan untuk saling overlapping sehingga dapat menghemat bandwidth 
                                   kanal sistem komunikasi, dan kapasitas kanal meningkat. Dengan menggunakan sistem OFDM ini tidak 
                                   hanya kapasitas kanal yang dapat ditingkatkan tetapi juga dapat menguragi efek dari multipath fading. 
                                        Dalam proyek akhir ini dilakukan penganalisaan kinerja OFDM berbasiskan perangkat lunak. Jenis 
                                   modulasi Quadrature Amplitude Modulation (QAM) mempunyai nilai BER yang lebih baik dibanding 
                                   dengan Phase Shift Keying (PSK). Dan pada kanal rayleigh delay 10 tap nilai BER dari OFDM dengan 64 
                                   sub-carrier mempunyai BER yang lebih baik dibanding dengan OFDM dengan 32 sub-carrier. OFDM 
                                   dengan 64 sub-carrier pada kanal Rayleigh delay 10 tap hanya BPSK atau 2-QAM yang mencapai BER 
                                       -3                                                                                                                   -3
                                   10  dengan nilai E N  30 dB. Untuk jumlah sub-carrier 32 tidak satupun yang mencapai BER 10 . 
                                                           b  0
                                         
                                   Kata kunci : OFDM, IFFT, FFT, Cylic Prefix, Rayleigh Fading 
                                         
                                    
                                   1.  Pendahuluan                                                       
                                        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                     Gambar 1 Perbandingan FDM dengan OFDM [2] 
                                   ada,  tetapi  sub-carrier  tersebut  disusun  untuk                   
                                   saling overlapping. Jarak atau space antara sub-                         OFDM  merupakan  teknik  transmisi  yang 
                                   carrier  diatur  sedemikian  rupa,  sehingga  antar                  diterapkan  pada sistem  komunikasi digital. Data 
                                   sub-carrier  mempunyai  sifat  yang  orthogonal.                     yang  ditransmisikan  berupa  data  serial  biner 
                                   Keorthogonalitasan  diantara  sub-carrier  inilah                    berkecepatan tinggi yang telah di petakan dalam 
                                   yang menyebabkan munculnya istilah Orthogonal                        bentuk  symbol,  symbol  tersebut  yang  mulanya 
                                   Frquency         Division       Multiplexing.         Dengan         serial kemudian dipecah atau dipisahkan menjadi 
                                   menggunakan  teknik  overlapping  ini  dapat                         bentuk  parallel  sehingga  dihasilkan  kecepatan 
                                   menghemat bandwidth kanal sampai dengan 50%                          data  yang  lebih  rendah  dibanding  dengan  data 
                                   [1]. Untuk pembentukan dan penguraian symbol                         sebelumnya.         Kemudian          symbol        tersebut 
                                   OFDM  dapat  digunakan  Inverse  Fast  Fourier                       dimodulasi  oleh  sejumlah  sinyal  carrier  dalam 
                                   Transform  (IFFT)  dan  Fast  Fourier  Transform                     beberapa subkanal. Dengan kata lain prinsip dasar 
                                   (FFT).                                                               dari    OFDM  menggunakan  teknik  transmisi 
                                                                                                        multicarrier [3]. 
                                                                                                    1 
                                    
                                                                                       serial, dan akhirnya kembali menjadi bentuk data 
                              2.  Sistem OFDM                                          informasi. 
                                 Prinsip utama dari OFDM adalah pembagian               
                              kecepatan  tinggi  aliran  data  ke  dalam  sejumlah     3.  PROSES MULTICARRIER PADA OFDM 
                              aliran   data    kecepatan     rendah     kemudian           
                              dikirimkan    secara    simultan    melalui    suatu 
                              subcarrier. Sistem OFDM sederhana ditunjukkan 
                              pada gambar 2. 
                                  
                                                                                                                                             
                                                                                                  Gambar 3 OFDM Modulator [4] 
                                                                                                                    
                                                                                          Gambar  diatas  merupakan  contoh  modulator 
                                                                                       OFDM konvensional. Dari gambar tersebut dapat 
                                                                                       dijelaskan data biner yang telah dipetakan dalam 
                                                                                       symbol QAM, selain QAM dapat menggunakan 
                                      Gambar 2 Blok Diagram OFDM                       PSK dalam pemetaannya. Simbol tersebut dipecah 
                                                                                       dalam bentuk serial parallel dan dimodulasi oleh 
                                 Prinsip  kerja  dari  OFDM  dapat  dijelaskan         sinyal  sub-carrier  dengan  frekuensi  tertentu 
                              sebagai berikut. Deretan data informasi yang akan        sehingga  dihasilkan  sinyal  saling  orthogonal. 
                              dikirim  dikonversikan  kedalam  bentuk  parallel,       Kemudian  semua  sinyal  tersebut  ditambahkan 
                              sehingga jika bit rate semula adalah R, maka bit         sehingga dihasilkan symbol OFDM.  
                              rate pada tiap-tiap jalur parallel adalah R/N dimana        OFDM  konvensional  membutuhkan  lebih 
                              N  adalah  jumlah  jalur  parallel  (sama  dengan        banyak  modulator  jika  menggunakan  lebih 
                              jumlah    sub-carrier).    Setelah    itu   modulasi     banyak sub-carrier. Untuk mengatasi hal seperti 
                              dilakukan pada tiap-tiap sub-carrier. Modulasi ini       itu dapat menggunakan prinsip dasar dari Inverse 
                              bisa  berupa BPSK, QPSK, QAM atau yang lain,             Fast    Fourier     Transorm      (IFFT).     Untuk 
                              tapi ketiga teknik tersebut sering digunakan pada        demodulatornya dapat menggunakan Fast Fourier 
                              OFDM. Kemudian sinyal yang telah termodulasi             Transorm (FFT). 
                              tersebut  diaplikasikan  ke  dalam  IFFT  untuk              
                              pembuatan simbol OFDM. Penggunaan IFFT ini 
                              memungkinkan  pengalokasian  frekuensi  yang 
                              saling tegak lurus (orthogonal). 
                                 Setelah itu symbol OFDM ditambahkan cyclic 
                              prefix     kemudian       simbol-simbol       OFDM                                                             
                              dikonversikan  lagi  kedalam  bentuk  serial,  dan            Gambar 4 OFDM Modulator dengan IFFT 
                              kemudian  sinyal  dikirim.  Sinyal  keluaran  dari                                    
                              trasnsmitter    berupa     sinyal     yang     saling    4.  FAST  FOURIER  TRANSFORM  (FFT) 
                              overlapping,  hal  seperti  ini  dapat  menghemat           DAN       INVERSE         FAST       FOURIER 
                              bandwidth kanal sampai 50%. Kondisi overlapping             TRANSFORM (IFFT) 
                              ini  tidak  akan  menimbulkan  interferensi  di             Proses IFFT dan FFT merupakan kunci utama 
                              karenakan telah memenuhi kondisi orthogonal.             dalam OFDM. IFFT berfungsi sebagai pembuatan 
                              Pada     receiver,    dilakukan     operasi    yang      simbol  (modulator)  OFDM  dan  FFT  sebagai 
                              berkebalikan  dengan  apa  yang  dilakukan  di           pengurai  dari  simbol  OFDM (demodulator)  [3]. 
                              stasiun pengirim. Mulai dari konversi dari serial        Untuk persamaan FFT dan IFFT dapat dituliskan 
                              ke  parallel,  pelepasan  cyclic  prefix  kemudian       sebagai berikut. 
                              konversi  sinyal  parallel  dengan  FFT  setelah  itu        
                              demodulasi,  dan  terakhir  konversi  parallel  ke           
                                                                                    2 
                               
                                             FFT: 
                                                                                                                                                                                                                        
                                                                                                                                                Gambar 5 Spektrum Sinyal OFDM 
                                             IFFT:                                                                                                                            
                                                                                                                                          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 
                                                   Tetapi pada OFDM sinyal inputan dari IFFT                                         sebelahnya. Atau dapat dijelaskan bahawa energy 
                                             adalah  domain  waktu,  hal  seperti  ini  tidak                                        pada tiap-tiap sub-carrier tidak berkorelasi dengan 
                                             masalah  karena  IFFT  adalah  sebuah  konsep                                           energy  pada  sub-carrier  yang  ada  di  dekatnya 
                                             matematis yang tidak peduli apa yang dihasilkan                                         [6][7]. Dikarenakan oleh hal seperti itu, meskipun 
                                             dan seperti apa inputannya. Asalkan selama yang                                         sub-carrier  saling  overlapping  tidak  akan  terjadi 
                                             menjadi inputan berupa amplitudo-amplitudo dari                                         interferensi. 
                                             beberapa  sinusoida,  IFFT  akan  menghasilkan                                                
                                             suatu nilai dalam bentuk domain waktu [5].                                              6.  Cyclic Prefix 
                                                                                                                                          Masalah  utama  dalam  sistem  komunikasi 
                                             5.  ORTHOGONALITAS                                                                      wireless  adalah  adanya  suatu  kanal  multipath. 
                                                   Pada teknik OFDM masing-masing sub-carrier                                        Dalam  kanal  multipath,  suatu  sinyal  dapat 
                                             tidak  disebar  berdasarkan  bandwidth  yang  ada,                                      mengalami tundaan sehingga dapat menyebabkan 
                                             tetapi sub-carrrier tersebut disusun saling overlap.                                    Intersymbol  Interference  (ISI).  Untuk  mengatasi 
                                             Jarak  atau  space  antara  sub-carrier  disusun                                        hal itu,  dapat  menggunakan  suatu guard interval 
                                             sedimikian  rupa,  sehingga  antar  sub-carrier  akan                                   yang  telah  diketahui  dengan  nama  cyclic  prefix. 
                                             saling         orthogonal.            Dalam          tiap       sub-carrier             Cyclic  prefix  adalah  salinan  dari  bagian  akhir 
                                             dibedakan  dengan  sebuah  simbol  dan  masing-                                         simbol  OFDM  yang  ditambahkan  pada  awal 
                                             masing simbol saling orthogonal atau tidak saling                                       simbol  OFDM [2].  Syarat  agar  tidak  terjadi  ISI 
                                             mempengaruhi,                   sebuah           simbol           dikatakan             yaitu durasi dari cyclic prefix harus lebih panjang 
                                             orthogonal             dengan          yang        lain       jika       factor         dari  durasi  dari  delay  multipath.  Alasan  guard 
                                             korelasinya adalah 0 .                                                                  interval  terdiri  dari  salinan  dari  akhir  simbol 
                                                   Istilah        orthogonal             mengandung                makna             OFDM              adalah           agar         receiver            nantinya 
                                             hubungan  matematis  antara  frekuensi-frekuensi                                        mengintegrasi  masing-masing  multipath  melalui 
                                             yang           digunakan.              Dengan             menggunakan                   angka  integer  dari  siklus  sinusoid  ketika  proses 
                                             persamaan             matematika             dapat         diekspresikan                demodulasi OFDM dengan FFT [3]. 
                                                                                                                                      
                                             sebagai berikut, dua buah sinyal dapat dikatakan 
                                             orthogonal jika memenuhi syarat: 
                                                    
                                                                                                                                                                           Ttot                                       
                                                                                                                                                                               
                                                                                                                                                  Gambar 6 Cyclic Prefix Pada OFDM 
                                                   Dimana m ≠ n dan dengan interval a < t < b                                                                                 
                                                                                                                                          Dari  gambar  diatas  dapat  dibuat  suatu 
                                                                                                                                     persamaan  tentang  panjang  keseluruhan  dari 
                                                                                                                                     simbol OFDM yaitu 
                                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                 3 
                               ܶݐ݋ݐ = ܶ + ܶg.................................(4)         yang  berbeda-beda  tersebut  mengakibatkan  kuat 
                                                                                         sinyal penerimaan menjadi bervariasi. Sinyal yang 
                              Dimana: T = Panjang simbol Ofdm tanpa cyclic               diterima oleh receiver yang melewati suatu kanal 
                                                   prefix                                multipath  merupakan  jumlah  superposisi  dari 
                                          Tg = Panjang cyclic prefix                     keseluruhan sinyal yang dipantulkan akibat banyak 
                                        Ttot = Total panjang simbol OFDM                 lintasan  (multipath)  [8].  Pada  kanal  multipath 
                                                                                         mempunyai respon impuls yang bervariasi. 
                              7.  KANAL  ADDATIVE  WHITE  GAUSSIAN                            
                                  (AWGN) 
                                  Salah  satu kanal  yang  dipakai pada  simulasi 
                              ini  adalah  kanal  AWGN  (Addative  Gaussian 
                              Noise) 
                                                                                                                                                 
                                                                                                                     
                                                                                                Gambar 9 Respon Impuls pada Kanal  
                                                                                                             Multipath [9] 
                                                                                                                     
                                                                                              Karena  rendahnya  antena  receiver  dan 
                                            Gambar 7 Kanal AWGN                          adanya  struktur  bangunan  yang  mengelilingi 
                                                                                         receiver, menyebabkan fluktuasi yang cepat pada 
                                    Sebuah  sinyal  yang  dilewatkan  melalui            penjumlahan  sinyal-sinyal  multipath  menurut 
                              sebuah  kanal  dapat  diasumsikan  pada  gambar di         distribusi statistik yang disebut distribusi Rayleigh 
                              atas.  Pada  model  ini,  sinyal  yang  ditransmisikan     yang  dikenal  dengan  Rayleigh  Fading  [8]. 
                              x(t) terkena sebuah noise acak yaitu n(t).  Ketika         Rayleigh fading terjadi jika tidak ada jalur Line Of 
                              sinyal    mendapat      redaman      selama     proses     Sight  (LOS)  yang  dominan  antara  transmitter 
                              pentransmisian melalui sebuah kanal, maka sinyal           dengan  receiver  [10].  Rayleigh  fading  dapat 
                              yang  diterima  pada  interval  0  ≤  t  ≤  T,  dapat      ditentukan dengan persamaan dibawah ini 
                              dinyatakan dengan persamaan :                                    
                                                                                          ℎ = ℎ    +݆ℎ ................................(6) 
                                                                                                ௥௘      ௜௠
                                ( )      ( )     ( )
                              ݕ ݐ = ݔ ݐ + ݊ ݐ ............................(5)                 Dimana  bagian  ℎ   dan  ݆ℎ          mempunyai 
                                                                                                                   ௥௘          ௜௠
                              Secara  fisik  proses  addative  noise  berasal  dari      nilai distribusi Gaussian dengan nilai mean = 0 [9]. 
                              komponen  elektronik  dan  beberapa  amplifier                  Hasil  sinyal  pada  receiver  setelah  melewati 
                              (penguat)    dari   receiver    pada  suatu  sistem        kanal  tersebut  dapat  dipresentasikan  seperti 
                              komunikasi.  Jika  noise  tersebut  disebabkan  oleh       persamaan di bawah ini 
                              komponen elektronik dan amplifier dari receiver,                
                              maka dikarakteristikan sebagai termal noise (noise          ݕ = ℎݔ +  ݊ ...................................(7) 
                              yang  disebabkan  oleh  suhu  dari  rangkaian  itu                                     
                              sendiri).  Noise  AWGN  merupakan  noise  yang                 Dimana : y = Sinyal yang diterima 
                              terbangkit dengan distribusi Gaussian yaitu dengan                         h = Rayleigh multipath fading 
                              nilai mean = 0.                                                                x = Sinyal terkirim 
                                                                                                         n = Noise AWGN 
                                                                                              
                                                                                              Dalam sistem komunikasi digital sinyal yang 
                                                                                         diterima oleh receiver merupakan hasil konvolusi 
                                                                                         dengan respon impuls kanal dalam domain waktu 
                                                                                         [6].  Dengan  kata  lain  konvolusi  dalam  domain 
                                                                                         waktu    merupakan  perkalian  dalam  domain 
                                                                                         frekuensi.  Dibawah  ini  merupakan  gambar  blok 
                                          Gambar 8 Distribusi AWGN                       diagram OFDM yang melewati kanal multipath. 
                                                                                              
                              8.  KANAL RAYLEIGH 
                                  Dalam       sistem      komunikasi       bergerak, 
                              perambatan sinyal antara pemancar dan penerima 
                              melalui berbagai lintasan  yang  berbeda.  Lintasan 
                                                                                      4 
                               
The words contained in this file might help you see if this file matches what you are looking for:

...Analisa kinerja orthogonal frequency division multiplexing ofdm berbasis perangkat lunak kusuma abdillah dan ir yoedy moegiharto mt politeknik elektro negeri surabaya institut teknologi sepuluh november pens its abstrak ada beberapa metode untuk mengatasi akan kebutuhan kanal sistem komunikasi efek dari multipath fading salah satu diantaranya yaitu merupakan perkembangan teknik fdm perbedaan yang mendasar terletak pada frekuensi subcarrier sub carriernya diperbolehkan saling overlapping sehingga dapat menghemat bandwidth kapasitas meningkat dengan menggunakan ini tidak hanya ditingkatkan tetapi juga menguragi dalam proyek akhir dilakukan penganalisaan berbasiskan jenis modulasi quadrature amplitude modulation qam mempunyai nilai ber lebih baik dibanding phase shift keying psk rayleigh delay tap carrier bpsk atau mencapai e n db jumlah satupun b kata kunci ifft fft cylic prefix pendahuluan frquency pentransmisian data berkecepatan tinggi sinyal secara parallel pemodulasiannya ditransmis...

no reviews yet
Please Login to review.