1802.11 Transceiver (2.4 GHz) 2Transceiver Masa Depan3Sistem KomunikasiSistem KomunikasiTujuan dari sistem komunikasi adalah untuk mentransfer informasi dari pengirim ke penerima. 4Sistem Komunikasi RadioModulatorRF power ampCarrier(oscillator)m(t)DemodulatorRF ampLocalOscillator m(t) IFampMixerSinyal informasi m(t) dikirim dengan cara menumpangkan-nya pada suatu sinyal pembawa (carrier)5ModulasiModulasiModulasi adalah proses dimana suatu sinyal yang berisi informasi (message signal) digunakan untuk mengontrol parameter dari suatu sinyal pembawa (carrier signal) Sinyal Informasi (Message Signal)Sinyal informasi (message signal atau modulating signal) dapat berupa: Sinyal analog dinyatakan denganm(t) Sinyal digital dinyatakan dengand(t) Sinyal Pembawa (Carrier)Sinyal pembawa (carrier) dapat berupa gelombang sinusoid' atau 'pulse train'. 6ModulasiModulasiPandang suatu message signal digital d(t) : Jika d(t) mengontrol amplitudo diperoleh AMPLITUDE SHIFT KEYING(ASK) Jika m(t) mengontrol frekuensi diperoleh FREQUENCY SHIFT KEYING (FSK) Jika m(t) mengontrol fasa diperoleh PHASE SHIFT KEYING (PSK) Pandang sinyal pembawa(carrier) dlm bentuk sinusoid:( ) ( )c c c c + t V = t v cos Jika m(t) mengontrol amplitudo diperoleh AMPLITUDE MODULATION(AM) Jika m(t) mengontrol frekuensi diperoleh FREQUENCY MODULATION (FM) Jika m(t) mengontrol fasa diperoleh PHASE MODULATION (PM) 7Multi-Level Message SignalMulti-Level Message SignalSuatu message signal dapat berupamulti-level atau m-level dimana setiap level direpresentasikan sebagai suatu pola bit 'informasi. Sebagai contoh untuk m = 4 level8 n bit per codeword akan menghasilkan 2n = m level berbeda. Sinyal ini disebut m-ary (untuk m=2 disebut binary). Jadi, untuk m = 4 level pada: Amplitudo menghasilkan 4ASK or 4-ary ASK Frekuensi menghasilkan 4FSK or 4-ary FSK Phase menghasilkan 4PSK or 4-ary PSK4-level PSK disebut QPSK(Quadrature Phase Shift Keying).Multi-Level Message SignalMulti-Level Message Signal9Carrier berupa Pulse Train Carrier berupa Pulse Train 3 parameter pada Carrier adalah:Amplitudo Pulsa ELebar Pulsa Posiisi Pulsa TJadi: Jika m(t) mengontrolE diperoleh PULSE AMPLITUDE MODULATION (PAM) Jika m(t) mengontrol diperoleh PULSE WIDTH MODULATION (PWM) Jika m(t) mengontrol T diperoleh PULSE POSITION MODULATION (PPM)10DemodulasiDemodulasiDemodulasi adalah adalah kebalikan dari proses modulasi untuk me-recover message signal m(t) atau d(t) pada sisi penerima.11Teknik Modulasi (1)Teknik Modulasi (1)12Teknik Modulasi(2)Teknik Modulasi(2)13Teknik Modulasi (3)Teknik Modulasi (3)14Teknik Modulasi (4)Teknik Modulasi (4)15Teknik Modulasi (5)Teknik Modulasi (5)16Jenis Modulasi: AM, FM, PAMJenis Modulasi: AM, FM, PAM17Jenis Modulasi: AM, FM, PAMJenis Modulasi: AM, FM, PAM18Jenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSKJenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSK19Jenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSKJenis Modulasi: Binary ASK, FSK, PSK20Jenis Modulasi 4 Level ASK, FSK, PSKJenis Modulasi 4 Level ASK, FSK, PSK21Jenis Modulasi 4 Level ASK, FSK, PSKJenis Modulasi 4 Level ASK, FSK, PSK22Modulasi Amplitudo (AM)Modulasi Amplitudo (AM)vc(t) = Vc cos(ct), amplitudo = Vc,frekuensi carrier = c rps.Karena c = 2 fc, maka frekuensi = fc Hzdimana fc = 1/T.Pandang suatu sinyal pembawa (carroer) berbentuk gelombang sinusoid'.Amplitude Modulation (AM)Pada AM, sinyal informasi (modulating signal atau message signal) m(t)ditumpangkan' pada amplitudo dari sinyal pembawa (carrier).23Sinyal Informasi Sinyal Informasi mm((tt))Pada umumnya m(t) akan berupa suatu band dari sinyal; sebagai contoh, sinyal video. Notasi atau konvensi untuk menyatakan sinyal baseband m(t) terlihat di bawh ini24Sinyal Informasi Sinyal Informasi mm((tt))Pada umumnya lebar band dari sinyal m(t) terbatas (m(t) disebut band limited). Pandang, sebagai contoh, suatu sinyal suara via mikrofon. Envelope dari spektrum sinyal tersebut terlihat di bawah ini:25Persamaan untuk AMPersamaan untuk AM( ) ( ) ( ) ( ) t t m + t V = t vc c DC scos cos26Persamaan untuk AMPersamaan untuk AMMisalkan m(t) = Vm cos mt, i.e. suatu sinyal 'test', maka( ) ( ) ( ) ( ) t t V + t V = t vc m m c DC scos cos cosDengan menggunakan ( ) ( ) [ ] B A + B + A = B A cos cos21cos cos( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) t V+ t + V+ t V = t vm cmm cmc DC s cos2cos2cosdiperoleh Komponen: Carrier upper-sideband (USB) lower-sideband (LSB)Amplitudo: VDCVm/2 Vm/2Frekuensi: c c + m c mfcfc + fm fc + fmPersamaan di atas merepresentasikan Double Amplitude Modulation DSBAM27Spektrum dan Bentuk GelombangSpektrum dan Bentuk GelombangSpektrum dari sinyal-sinyal input, yaitu spektrum dari (VDC + m(t)), dengan m(t) = Vm cos mt, dan carriercos ct terlihat di bawah ini. Juga terlihat bentuk gelombang dalam domain waktu28Diagram di bawah memperlihatkan spektrum dan bentuk gelombangsinyal output, yang persamaannya dinyatakan dg:( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) t V+ t + V+ t V = t vm cmm cmc DC s cos2cos2cosSpektrum dan Bentuk GelombangSpektrum dan Bentuk Gelombang29Modulation Depth Modulation Depth Pandang persamaan DSBAM ( ) ( ) ( ) ( ) t t V + V = t vc m m DC scos cosyangdapatdituliskankembalisebagai Nisbah didefinisikan sebagaimodulation depth, m, ( ) ( ) ( ) t t VV+ V = t vc mDCmDC scos cos 1

,`

.|DCmVVVDCVm2Emin2Emax302Emax = maximum peak-to-peak of waveform2Emin = minimum peak-to-peak of waveform Modulation Depth min maxmin maxE + EE E= m2 22 2 Dapat diperlihatkan bahwa: ( )m DC maxV + V = E 2 2( )m DC minV V = E 2 2m DC m DCm DC m DCV V + V + VV + V V + V= m2 2 2 22 2 2 2DCmVV44DCmVV= =Modulation Depth Modulation Depth 31Modulasi Modulasi Double Sideband (DSB)Double Sideband (DSB) Ada 3 jenisDSBDouble Sideband Amplitude Modulation, DSBAM dengan carrierDouble Sideband Diminished (Pilot) Carrier, DSB Dim CDouble Sideband Suppressed Carrier, DSBSC tanpa carrier32Representasi Grafis DSBAMRepresentasi Grafis DSBAM33Representasi Grafis DSBDimC dan DSBSCRepresentasi Grafis DSBDimC dan DSBSC34Ringkasan Representasi GrafisRingkasan Representasi GrafisDSBAM VDC >> Vm, m 1DSBDimC0 < VDC < Vm, m > 1 (1 < m < )DSBSC VDC = 0, m = 35Keperluan Bandwidth untuk DSBAMKeperluan Bandwidth untuk DSBAM36Modulasi Single Sideband (SSB)Modulasi Single Sideband (SSB)Jenis SSB bisa jadiSSBAM (dengan komponen carrier yang besar), SSBDimC atau SSBSC tergantung dari besar VDC pada input. 37Modulasi Single Sideband (SSB)Modulasi Single Sideband (SSB)38Modulasi Single Sideband (SSB)Modulasi Single Sideband (SSB)dengan m(t) = Vm cos mt, diperoleh:( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) t V+ t + V+ t V = t vm cmm cmc DC s cos2cos2cosFilter SSB filter meredam LSB sehinggaoutput bisa dinyatakan sebagai( ) ( ) ( ) ( ) t + V+ t V = t vm cmc DC scos2cosCatatan, output dapat berupaSSBAM, VDC besarSSBDimC, VDCkecilSSBSC, VDC = 0Untuk SSBSC, sinyal output = ( ) ( ) ( ) t + V= t vm cmscos239Demodulasi Sinyal AMDemodulasi Sinyal AMAda 2 metoda utama untuk Demodulasi AM: Envelope (Non-coherent) Detection/Demodulation. Synchronized (Coherent) Demodulation.40Sederhana, murah, tetapi sinyal input AMharus DSBAM dengan m 1, maka akan terjadi distorsi Kerja Detektor Kerja Detektor EnvelopeEnvelope42Demodulasi Sinkron (Coherent)Demodulasi Sinkron (Coherent)Blok diagram demodulator sinkron (coherent) terlihat di bawah iniLocal Oscillator (LO) harus sinkron (coherent), dkl. mempunyai frekuensi dan fasa yang dengan the carrier pada sinyal input AM. Mahal dan tidak sederhana. Tetapi demodulator ini dapat digunakan untuk semua bentuk sinyal input AM , yaituDSBAM, DSBDimC, DSBSC or SSBAM, SSBDimC, SSBSC. 43Demodulasi Sinkron (Coherent)Demodulasi Sinkron (Coherent)Jika sinyal input AM mengandung komponen pada frekuensi carrier (baik besar maupun kecil), LO bisa diperoleh dari sinyal tersebut sbb.44CatatanCatatanModulasi Amplitudo (AM) merupakan basis bagi:Modulasi Digital Amplitude Shift Keying ASKModulasi Digital Phase Reversal Keying PRMultiplexing Frequency Division Multiplexing FDMUp Conversion Pada Pemancar Radio Down Conversion Pada Penerima Radio 45Modulasi Modulasi AngleAngleVHF (30M-300M) untuk high-fidelity broadcastWideband FM (FM TV), narrow band FM (two-way radio)Ditemukan oleh Armstrong pada 1933 tetapi baru berhasil secara komersialpada 1949.Digital: Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (BPSK, QPSK, 8PSK,)AM/FM: Transverse wave/Longitudinal wave46Modulasi Angle vs. AMModulasi Angle vs. AMSifat Modulasi Amplitudo (AM)Modulasi Amplitudo bersifat linearHanya memindahkan spektrum dari baseband ke passband, bentuk spektrum tidak berubah. Spektrum: S(f) merupakan versi translasi dari M(f)Bandwidth 2WSifat Modulasi AngleModulasi Angle bersifat nonlinearBentuk spektrum berubahS(f) bukan hanyaversi translasi dari M(f)Bandwidth umumnya jauh lebih besar dari 2W47Pro/Kontra Aplikasi Modulasi AnglePro/Kontra Aplikasi Modulasi Angle Kelebihan Pengurangan Noise yang lebih baik Memperbaiki fidelity dari sistem komunikasi Kekurangan Efisiensi bandwidth rendah Implementasinya tidak sederhana (kompleks) Aplikasi Radio (broadcast) FM Komunikasi sinyal suara TV Two-way mobile radio Radio Selular Komunikasi Satelit dan Microwave 48Frekuensi Frekuensi InstantaneousInstantaneous[ ]( ) cos ( ) , where : carrier amplitude,( ) : angle ( phase)c ic is t A tA t( ) 1( )2iid tf tdtModulasi Angle mempunyai 2 bentuk- Modulation Frekuensi (FM): message signal direpresentasi kan sebagai variasi dari frekuensi sesaat (instantaneous frequency) daricarrier- Modulasi Phase (PM): message signal direpresentasi kan sebagai variasi dari fasa sesaat(instantaneous phase) dari carrier[ ]( ) cos 2 ( )c cs t A f t t +Dimana (t) merupakan fungsi dari sinyal informasim(t)49Modulasi Fasa (PM)Modulasi Fasa (PM)Sinyal PM (phase modulation) ( ) cos 2 ( )c c ps t A f t k m t ] + ]( ) ( ), : phase sensitivity( )instantanous frequency ( )2p ppi ct k m t kkdm tft fdt +50Modulasi Frekuensi (FM)Modulasi Frekuensi (FM)Sinyal FM (frequency modulation) 0( ) cos 2 2 ( )tc c fs t A f t k m d ] + ] ]00:frequency sensitivityinstantanous frequency ( ) ( )angle ( ) 2 ( ) 2 2 ( )fi c fti itc fkf t f k m tt f df t k m d + +51Karakteristik FMKarakteristik FMKarakteristik sinyal FM Zero-crossing tidak regularEnvelope-nya konstanSinyal FM dan PM serupa52Hubungan antara FM dan PMHubungan antara FM dan PM53Deviasi FrekuensiDeviasi FrekuensiDeviasi Frekuensi fSelisih antara frekuensi sesaat maksimum dengan frekuensi carrierDefinisi: Hubungan dengan frekuensi sesaatmax | ( ) |f m ff k A k m t single-tone( ) case: cos(2 )general case: i c mc i cm t f f f f tf f f f f + +54Indeks ModulasiIndeks ModulasiIndeks Modulasi menyatakan berapa besarvariabel modulasi (frekuensi instantaneous) berubah disekitar level tanpa-modulasi (frekuensi sinyal message )Bandwidthmax | ( ) |AM (envelope):,1max | ( ) |FM (frequency): afmk m tk m tf td m t a ) ( ) (]]]]

+ ... sin ) (! 3cos ) (! 2sin ) ( cos )) ( Re( ) (3222t w t akt w t akt w t a k t w A t tcfcfc f c 55Narrow Band Angle ModulationNarrow Band Angle Modulation1 ) ( < < t a kf[ ] t w t a k t w A tc f csin ) ( cos ) ( DefinisiPersamaan56ContohContoh57Diagram Blok Pembangkitan sinyalNBFM Diagram Blok Pembangkitan sinyalNBFM 58Wide Band FMWide Band FMSinyal Wideband FM Representsai dalam Fourier Seies [ ]( ) cos(2 )( ) cos 2 sin(2 )m mc c mm t A f ts t A f t f t +[ ][ ]( ) ( ) cos 2 ( )( ) ( ) ( ) ( )2c n c mncn c m c mns t A J f nf tAS f J f f nf f f nf + + + +( ) : -th order Bessel function of the first kindnJ n 59ContohContoh60Bandwidth dari sinyal FMBandwidth dari sinyal FMSecara teoritis sinyal FM mempunyai bandwidth tak terhinggaPada kenyataannya, daya pada komponen side frequencies menjadi sangat kecil diatas suatu titik tertentu sengga bisa diabaikan, dengan demikian sinyal FM dapat dianggap mempunyai bandwidth yang berhinggaAproksimasi besar bandwidth suatu sinyal FM signal dinyatakan olehAturan Carson (merupakan batas bawah)61Aturan CarsonAturan CarsonHampir seluruh daya sinyal FM terdapat pada bandwidth Untuk sinyal message single-tone dengan frekuensifm Untuk sinyal message m(t) dengan bandwidth (atau komponen frekuensi tertinggi) W2 2 2( 1)T m mB f f f + +2 2 2( 1)TB f W D W + +max | ( ) |f m ff k A k m t