Your SlideShare is downloading. ×
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Akuisisi Runtun Pseudo Noise Tanpa Dan Dengan Modulasi Menggunakan Teknik Pencarian Serial

782

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
782
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
13
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. 1 AKUISISI RUNTUN PN (PSEUDO NOISE) TANPA DAN DENGAN MODULASI MENGGUNAKAN TEKNIK PENCARIAN SERIAL Oleh: Sidik Prasetyo K.1, Ir. Budi Setiyanto2, Ir. Samiadji H, M.Sc3ABSTRACT To guarantee information can be recovered, the transmitter and receiverCDMA system must be sychronized. Synchronization uses short code pseudo-noise(PN) sequence as reference. This PN sequence is carried by pilot channel. Theprocess of synchronization is divided into two steps, the initial step is coarsesynchronization or acquisition, continued with fine synchronization or tracking.Acquisition synchronizes the transmitter and receiver within ½ chip differences.Tracking performs and maintains fine synchronization between the transmitterand receiver. In this research, a hardware models is constructed for acquisitionthat involved 153,6 kHz chip rate and 64 chips PN sequence. This acquisition useserial search methods. The application of the model is used both baseband andmodulated signal. Frequency carrier of the modulated signal is 307 kHz.INTISARI Untuk menjamin informasi terpulihkan, antara pengirim dan penerimasistem CDMA harus sinkron. Sinkronisasi dilakukan dengan menggunakan runtunacak semu (runtun PN) kode pendek sebagai acuan. Runtun PN tersebut diangkutmenggunakan kanal pemandu. Sinkronisasi runtun PN dibagi menjadi dua tahap,yakni akuisisi dan penjejakan. Akuisisi adalah proses sinkronisasi untuk mencapaikondisi beda fase runtun PN pengirim dan penerima tidak lebih ½ chip.Penjejakan berfungsi memperbaiki hasil yang dicapai akuisisi. Dalam penelitianini, dibatasi hanya membuat model perangkat keras untuk proses akuisisi, yang1 Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada, Dosen Pembimbing I3 Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada, Dosen Pembimbing II
  • 2. 2dirancang bekerja pada pesat chip 153,6 kcps dan panjang runtun PN 64 chip.Metode akuisisi yang digunakan adalah teknik pencarian serial. Perangkat kerasini dibatasi untuk dua keadaan, yakni untuk isyarat bidang dasar dan isyarattermodulasi. Untuk isyarat termodulasi frekuensi pembawanya 307 kHz.PENDAHULUANLatar Belakang Salah satu yang mengambil bagian penting dalam perkembanganteknologi telekomunikasi selular adalah CDMA (Code Division Multiple Access).CDMA merupakan salah satu teknik akses-jamak yang menggunakan spektrumtersebar. Teknologi ini menjadi menarik karena menawarkan kapasitas yang lebihbesar. Beberapa pengguna dapat menempati alokasi frekuensi dan waktu yangsama namun menggunakan sandi yang berbeda. Salah satu standar sistem CDMAadalah IS-95 yang menggunakan sandi Walsh dan runtun PN. Sandi Walshmerupakan sandi pembeda kanal antar pengguna. Runtun PN digunakan untukidentifikasi sektor/sel (PN pendek) dan identifikasi pesawat pengguna (PNpanjang). Keberlangsungan komunikasi dijamin akurat, jika sandi-sandi yangdigunakan benar dan sinkron antara pengirim dan penerima, sehingga prosessinkronisasi mutlak diperlukan.Sinkronisasi dibagi menjadi dua tahap yaitu:sinkronisasi kasar (akuisisi) dan sinkronisasi halus (penjejakan). Akuisisi adalahsinkronisasi untuk mencapai kondisi beda fase runtun PN pengirim dan penerimatidak lebih ½ chip (sinkron kasar). Penjejakan berfungsi memperbaiki hasil yangdicapai akuisisi.Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk membuat model perangkat keras akusisi,yang bekerja pada pesat chip 153,6 kcps dan panjang runtun PN 64 chip. Akuisisiyang dimaksud adalah bagian dari proses sinkronisasi runtun PN antara pengirimdan penerima sistem CDMA. Peralatan ini dapat digunakan untuk dua kondisi,yaitu untuk isyarat bidang dasar dan isyarat termodulasi (Isyarat pembawa IF
  • 3. 3sebesar 307 kHz). Harapan dari pembuatan peralatan ini adalah dapat digunakansebagai alat latih untuk memahami proses serta kharakteristik dari sistem akuisisi.TINJAUAN PUSTAKA Terdapat berbagai teknik spektrum tersebar, antara lain adalah runtunlangsung, lompatan frekuensi, lompatan waktu dan hybrid. Pada setiap sistemspektrum tersebar, sinkronisasi merupakan proses yang harus ada sehinggapengawa-sebaran dapat berhasil. (Peterson dkk., 1995). Permasalahan sinkronisasi dapat diselesaikan dengan dua langkahpendekatan yaitu : sinkronisasi kasar atau akuisisi dan sinkronisasi halus yangbiasa disebut sebagai penjejakan. (Wong, , ).DASAR TEORI Akuisisi bertujuan untuk mencapai sinkron kasar (coarse synchronization),yang didefinisikan sebagai kondisi antara runtun PN penerima dan pengirimberbeda fase maksimal ½ chip. Dalam sistem spektrum tersebar runtun langsung(Direct Sequence Spread Spektrum, DS-SS), hal tersebut sama denganmencocokkan fase runtun penyebar penerima (runtun PN) dengan runtunpenyebar yang tekandung dalam isyarat yang diterima. Salah satu teknik akuisisiadalah pencarian serial.Teknik akuisisi pencarian-serial merupakan teknik akuisisiyang paling banyak digunakan untuk sistem spektrum tersebar. Pada teknik iniakuisisi dilakukan dengan mencocokkan atau mengkorelasikan setiapkemungkinan kombinasi fase satu demi satu chip (secara serial). Kompleksitasrangkain untuk teknik pencarian serial ini cukup rendah, tetapi probabilitasterjadinya akuisisi palsu cukup besar, teknik ini disebut juga slow acquisition. Dalam proses akuisisi dikenal adanya akuisisi palsu dan akusisi gagal.Akuisisi palsu, adalah kondisi bahwa keluaran integrator sudah melampaui nilaiambang padahal perkiraan fase masih salah (belum sefase), akibatnya prosesakuisi dianggap telah selesai. Akusisi gagal, adalah kondisi bahwa keluaranintegrator belum melampaui nilai ambang padahal kondisi sefase telah tercapai,akibatnya proses akuisisi dianggap tidak pernah selesai.
  • 4. 4METODOLOGI PENELITIAN Model perangkat keras yang dibuat adalah implementasi dari diagram blokyang diperlihatkan Gambar 1. Received ∫ dt Signal BPF Detektor x BW~2fb Selubung nTc Pembangkit Nilai runtun PN Ambang γ - + Kendali Akuisisi VCO Gambar 1 Diagram blok Akuisisi Runtun PN Isyarat diterima dikalikan dengan runtun PN pada penerima. Isyarattersebut ditapis dengan tapis pelewat bidang, untuk kemudian dilewatkan padadetektor selubung. Keluaran detektor selubung diintegrasikan selama periode nTc .Hasil integrasi dibandingkan dengan suatu nilai ambang ( γ ). Jika hasilnya lebihkecil dari nilai ambang maka proses akuisisi dilanjutkan dengan proses korelasiberikutnya. Jika hasil integrasi sudah melebihi tegangan ambang maka logikakendali akuisisi akan menghentikan proses akusisi, sekaligus mengaktifkan bloktracking. Untuk isyarat diterima bidang dasar bagian filter dan detektor selubungtidak digunakan.Pengali Analog Implementasi rangkaian pengali analog adalah menggunakan sebuahmultiplexer (MUX), IC 4053, seperti diperlihatkan Gambar 2. Masukan MUXberupa isyarat diterima dan invers-nya. Runtun PN penerima digunakan sebagaipemilih (selector). Keluaran MUX adalah hasil kali isyarat diterima denganruntun PN penerima
  • 5. 5 +5V 8 3 U2A + 1 2 - +5V masukan MUX TL082 4 1 10k -5V CD4053B 16 R1 2 12 2 VDD 13 X0 Y0 1 VR1 50k +5V X1 Y1 5 14 3 Z0 X 15 Z1 Y 4 3 Z 8 6 5 U2B INH + keluaran MUX D1 7 11 3v3 6 10 A - B TL082 9 3v3 8 C D2 VSS 4 VEE -5V 7 PN lokal -5V Gambar 2 Rangkaian pengali analogTapis Pelewat Bidang Tapis pelewat bidang (BPF) berfungsi untuk menapis isyarat keluaranpengali analog, ketika masukan pengali analog berupa runtun PN termodulasi.Untuk isyarat yang tidak melibatkan proses modulasi dengan pembawa, BPF dandetektor selubung tidak difungsikan. Rangkain BPF diperlihatkan Gambar 3. -15V C2 1n R2 C1 3k3 masukan tapis 4 5 1n 2 - 6 1k2 3 + RA RB LF356 keluaran tapis 56 U3 7 1 +15V Gambar 3 Rangkaian BPF Rangkaian BPF tersebut dirancang untuk melewatkan isyarat denganfrekuensi tengah 307 kHz, BW 60 kHz. Frekuensi tengah dipilih sekitar 307 kHzdisesusaikan dengan frekuensi isyarat pembawa pengirim. BW 60 kHz dipilihuntuk dapat melewatkan energi di sekitar frekuensi tengah yang merupakanfrekuensi fundamental dan menghilangkan/menapis frekuensi harmonis maupunfrekuensi lain yang dapat mengacaukan kinerja sistem. Sebenarnya lebar bidangyang dipersyaratkan adalah selebar Bandwidth data, yaitu 2fb . Jika pesat chip yang
  • 6. 6digunakan 153 kHz, dan 1 bit data disebar oleh sandi Walsh sepanjang 16 chip,maka fb adalah sekitar 9,5 kHz. Sehingga lebar bidang seharusnya sekitar 19 kHz.Detektor Selubung Rangkaian detektor selubung ditunjukkan oleh Gambar 4. Hasil kali Rdengan C dirancang berada pada nilai antara 153 kHz (frekuensi pemodulasi) dan307 kHz (frekuensi pembawa). Detektor selubung ini bekerja untuk mendeteksienergi yang dihasilkan dari keluaran tapis untuk kemudian nilainya diintegrasikan. keluaran D3 1 2 1N4148 R3 C3 masukan 1k 4n7 Gambar 4 Rangkaian BPFIntegrator R7 4m7 VR2 1 500k +5V R6 2 100k C4 +5V 4 1n 11 3 + 1 6 - TL084 2 7 3 - TL084 5 + 11 Masukan Integrator -5V 4 -5V R4 R5 10k 10k 1 2 IN/OUT OUT/IN CTRL VR5 7 14 GND VDD 3 50k 13 +5V CD4016B 2 16 keluaran Integrator 1 U7A 14 VCC CEXT +5V -5V 1 C5 8 4 1n + - 15 REXT/CEXT TL082 3 2 detak 1 13 2 A Q GND 3 B 4 CLR Q 2 74LS123 3 1 8 VR4 10k Gambar 5 Rangkaian Integrator
  • 7. 7 Integrator pada sistem akuisisi ini hanya bekerja selama periode waktunTc dan setelah itu integrator harus direset dengan mengosongkan isikapasitornya. Pengosongan kapasitor dilakukan dengan memberikan sebuahsaklar pada jalur umpanbalik integrator. Bila saklar tersebut terbuka makaintegrator berfungsi seperti biasa. Sedangkan bila saklar tertutup, maka arus akanmengalir lewat saklar dan mengosongkan isi kapasitor. Implementasi saklartersebut menggunakan IC 4016 yang kendalinya diberikan oleh keluaran IC one-shot 74 LS 123. Rangkaian ditunjukan Gambar 5.Pembanding Pembanding berfungsi untuk membandingkan hasil integrasi dengantegangan ambang yang telah ditentukan. Bila hasil integrasi lebih besar dari nilaitegangan ambang, maka keluaran pembanding adalah 5 V, sedangkan bilasebaliknya maka keluaran pembanding adalah -5 V. Rangkaian ditunjukanGambar 6. +5V +5V 3 4 masukan pembanding 4 VR3 2 12 + 10 10k 14 + 8 13 - 9 TL084 - TL084 1 1 11 11 D4 -5V -5V 1N4148 R8 1k 2 keluaran pembanding Gambar 6 Rangkaian PembandingKendali Akuisisi Implementasi pencarial serial adalah membandingkan isyaratditerima dengan runtun PN penerima yang tergeser fase, satu demi satu chip .Agar runtun PN penerima bergeser relatif terhadap runtun PN pengirim, makadetak runtun PN penerima dihentikan sesaat. Penghentian detak dilakukan denganmeng-AND-kan detak runtun PN dengan pulsa keluaran IC 74LS123. Gerbangyang digunakan adalah NAND IC 4011. Penghentian tersebut dibuat selama 2periode chip. Jika keluaran integrator sudah melewati tegangan ambang makapenghentian tidak lagi dilakukan, tidak lagi memperhatikan dengan keluaran
  • 8. 8integrator, detak hanya dilewatkan saja. Kendali akuisisi tersebut menggunakanflip-flop JK, IC 74LS 73. Implementasi rangkaian proses tersebut ditunjukanGambar 7. +5V 16 6 VCC CEXT 3 VR6 C6 50k 22n 2 7 REXT/CEXT 9 5 10 A Q GND 11 B 12 1 CLR Q detak 74LS123 U11A 1 8 3 detak VCO 2 detak VCO tertunda +5V 4011 4 74LS73A 12 14 VCC Q J 1 CLK masukan dari pembanding R9 indikator akuisisi 1k 13 3 GND CLR Q K D5 SW2 11 reset 2 1 2 3 Gambar 7 Rangkaian Kendali AkuisisiHASIL IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN Pengamatan dilakukan untuk kondisi isyarat diterima berupa isyaratbidang dasar (tidak temodulasi) dan isyarat termodulasi. Dengan level runtun PNpengirim sebesar 5V, tegangan ambang untuk isyarat bidang dasar sekitar 0,4Vdan untuk isyarat termodulasi sekitar 0,3V. Hal tersebut dikarenakan untuk isyarattermodulasi, level runtun PN pengirim akan mengalami perubahan karena adanyaproses modulasi. Tegangan ambang ini harus ditentukan dengan cermat, jikaterlalu besar akan mengakibatkan akuisisi gagal, sebaliknya jika terlalu kecilmenyebabkan akuisisi palsu. Dalam penelitian ini tegangan ambang ditentukandengan mengatur tahanan variable pada bagain pembanding. Kondisi khas kondisi terakuisisi adalah keluaran integrator yang berupaisyarat lereng (“ramp”), baik untuk isyarat bidang dasar maupun termodulasi,ditunjukan Gambar 8.
  • 9. 9 Sebenarnya ada banyak faktor yang mempengaruhi proses akuisisi, tetapijika hal tersebut dikaitkan pada model perangkat keras yang dibuat makaditemukan ada dua faktor yang dapat mempengaruhi akuisisi, yaitu adanyapengganggu (interferer) dan waktu integrasi. Pengganggu di sini didefinisikansebagai data dari kanal lain yang ikut dijamakkan dengan kanal pemandu padasaat proses transmisi oleh pengirim. Untuk isyarat bidang dasar akuisisi masihdapat dicapai dengan level isyarat pengganggu sama dengan level isyarat padakanal pemandu. Sedangkan untuk isyarat termodulasi , akuisisi tercapai hanyajika level pengganggu kurang dari 40% level isyarat pada kanal pemandu Gambar 8 Keluaran Integrator kondisi akuisisi Semua pengamatan dan percobaan diatas menggunakan waktu integrasisepanjang 64 chip. Integrasi 64 chip dipilih karena runtun PN yang digunakanmempunyai panjang 64 chip, sehingga diharapkan diperoleh fungsi korelasi-diripenuh. Koreslasi-diri dalam akuisisi juga dapat dilakukan sebagian, dengan caramengecilkan waktu integrasinya. Dalam percobaan ini akuisisi masih dapatdicapai untuk korelasi sepanjang 64 chip, 32 chip, dan 16 chip. Untuk korelasilebih kecil dari itu maka akusisi tidak dijamin berhasil. Hal tersebut terjadi untukisyarat bidang dasar maupun termodulasi.
  • 10. 10KESIMPULAN 1. Penentuan tegangan ambang yang tidak tepat dapat menyebabkan terjadinya akuisisi palsu maupun akuisisi gagal. 2. Kondisi khas akuisisi adalah keluaran integrator berupa isyarat “ramp”. 3. Dengan runtun PN sepanjang 64 chip, akuisisi masih bisa dicapai dengan melakukan korelasi sepanjang 64 chip, 32 chip, dan 16 chip. 4. Jika dijamakan dengan pengganggu, agar akuisisi masih tercapai, level pengganggu untuk isyarat termodulasi adalah sekitar 40% level isyarat pada kanal pemandu. Sedangkan untuk bidang dasar, akuisisi masih tercapai dengan level pengganggu sama dengan level kanal pilot. 5. Model yang dibuat dapat digunakan sebagai alat pembelajaran.DAFTAR PUSTAKAPeterson, R.L., Ziemer, R.E., dan Borth, D.E., 1995, Introduction to Spread- Spectrum Communications, Prentice Hall International, Singapura.Sanjaya, 2004, Akuisisi runtun Pseudorandom-Noise pada Spektrum Tersebar, Skripsi. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.Schiling, D.L dan Taub, H., 1986, Principles of Communication System Second Edition, McGraw-Hill International Edition, Singapura.Sedra, A.S., dan Smith, K.C., 1998, Microelectronic Circuits, Oxford University Press, Inc., New York.Setiyanto, B., 2003, Tutorial Pengantar CDMA, Media Elektro vol. 13, September 2003, Yogyakarta.Tocci, R.J., dan Widmer, N.S., 1998, Digital System, Principles and Applications, Fourth Edition, Prentice Hall Inc, Englewood Cliffs, New Jersey.Wong, T.F.,,Spread Spectrum & CDMA, Chapter 5. Code Acquisition and Tracking, www.wireless.ece.ufl.edu/twong/Notes/CDMA/ch5.ps.

×