Makalah ini membahas tentang sistem komunikasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). QPSK adalah salah satu jenis modulasi digital Phase Shift Keying yang memiliki empat fase yang berbeda untuk mewakili dua bit input. Makalah ini menjelaskan proses modulasi, demodulasi, dan komponen-komponen pada modulator dan demodulator QPSK."

1. MAKALAH
SISTEM KOMUNIKASI II
QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING
(QPSK)
DISUSUN OLEH :
IRFAN KURNIADI HAMZAH
(1007133987)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU
PEKANBARU
2013

2. BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Inovasi pada teknologi telekomunikasi berkembang secara cepat dan selaras dengan
perkembangan
karakteristik masyarakat modern yang memiliki
mobilitas tinggi, mencari
layanan yang fleksibel, serba mudah dan memuaskan dan mengejar efisiensi di segala aspek.
Seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, menyebabkan sektor–
sektor industri semakin banyak yang menggunakan fasilitas atau peralatan dengan teknologi
yang canggih guna mendapatkan hasil yang optimal dan efisien.
Aktifitas kehidupan sehari-hari banyak tergantung dari penggunaan informasi. Bentukbentuk informasi adalah beraneka ragam, antara lain dalam bentuk bahasa lisan, tertulis atau
data tertulis/gambar. Informasi bisa diolah, disimpan dan disalurkan. Teknologi-teknologi baru
telah dikembangkan untuk melakukan hal-hal tersebut. Salah satu sarana yang paling penting
dalam penyaluran informasi adalah dengan mengkonversikan informasi ke dalam bentuk sinyal
listrik dan mentransmisikannya dalam jangkauan jarak tertentu
menggunakan suatu media
komunikasi.
Jika kita berbicara tentang sistem komunikasi, maka tidak akan terlepas dari modulasi.
Modulasi memiliki dua macam jenis, yaitu modulasi sinyal analog dan modulasi sinyal digital.
Contoh modulasi sinyal analog adalah Frequency Modulation (FM) dan Amplitude Modulation
(AM). Sementara modulasi sinyal digital antara lain Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency
Shift Keying (FSK) dan Phase Shift Keying (PSK), Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).
1.2 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan makalah Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) ini adalah
untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Sistem Komunikasi II yang ditugaskan oleh dosen
pengajar. Selain itu semoga dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi para pembaca.

3. 1.3 Manfaat Penulisan
Lebih dapat mendalami tentang Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) kepada para
pembaca dan individu agar bisa memanfaatkan teknologi komunikasi sebaik-baiknya.
1.4 Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan penulis dalam pembuatan makalah ini adalah dengan
menggunakan metode kepustakaan dan metode observasi dari berbagai media baik elektronik
maupun cetak, khususnya internet.
1.5 Perumusan Masalah
a. Pengertian modulasi
b. Pengertian modulasi digital Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
c. Modulasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
d. Modulator Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
e. Demodulasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
f. Demodulator Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
g. Bandwidth Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)
h. Kelebihan dan kekurangannya
i. Pengaplikasiannya

4. BAB II
PEMBAHASAN
2.1 MODULASI
Modulasi adalah proses pencampuran atau penumpangan gelombang sinyal informasi
(gelombang yang memodulasi) dengan gelombang pembawa (gelombang yang dimodulasi)
sehingga sebagian dari karakteristik gelombang pembawa diubah sesuai dengan nilai sesaat
gelombang sinyal.
Gelombang pembawa yang termodulasi, dapat ditransmisikan dari satu tempat ke tempat
lain, dan sinyal informasi dapat diambil kembali di sisi penerima. Informasi yang dikirim bisa
berupa data analog maupun data digital sehingga terdapat dua jenis modulasi yaitu modulasi
analog dan modulasi digital. Modulasi analog yaitu transmisi data analog menjadi sinyal analog
sedangkan modulasi digital adalah transmisi data digital menjadi sinyal analog.
Gambar 2.1 Modulasi AM

5. Tujuan dilakukannya modulasi yaitu :
-
Meminimalisasi interferensi sinyal pada pengiriman informasi yang menggunakan
frekuensi sama atau berdekatan.
-
Dimensi antenna menjadi lebih mudah diwujudkan.
-
Sinyal termodulasi dapat dimultiplexing (proses menggabungkan beberapa sinyal
untuk ditransmisikan serentak pada satu kanal ) dan ditransmisikan via sebuah saluran
transmisi.
-
Mempermudah meradiasikan sinyal.
-
Pengiriman sinyal akan memiliki performance yang baik.
Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam
sinyal carrier. Modulasi digital sebetulnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat
gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier)
memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1) yang dikandungnya. Berarti dengan mengamati
modulated carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing, sinkronisasi).
Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima
dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau
non fisik (gelombang-gelombang radio). Pada dasarnya dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi
digital yaitu : Amplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift Keying (FSK), dan Phase Shift
Keying (PSK).
2.2 QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING (QPSK)
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) merupakan salah satu jenis dari modulasi digital
Phase Shift Keying (PSK). Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) adalah bentuk lain dari
modulasi digital selubung konstan termodulasi sudut. QPSK adalah teknik pengkodean M-ary
dimana M=4 (karenanya dinamakan “Quatenary“ yang berarti 4). M-ary adalah suatu bentuk
turunan dari binary. M berarti digit yang mewakili banyaknya kondisi yang mungkin. Dalam
QPSK ada 4 phase output yang berbeda, maka harus ada 4 kondisi input yang berbeda. Karena
input digital ke modulator QPSK adalah sinyal biner, maka untuk menghasilkan 4 kondisi input

6. yang berbeda harus dipakai bit input lebih dari 1 bit tunggal. Contohnya menggunakan 2 bit, ada
4 kondisi yang mungkin : 00, 01,10 dan 11 seperti gambar dibawah ini :
Gambar 2.2 Konstelasi fase QPSK
 01 dinyatakan dengan fase 45°
 00 dinyatakan dengan fase 135°
 10 dinyatakan dengan fase 225°
 11 dinyatakan dengan fase 315°
Persamaannya :
s(t) = A cos [ 2
]
= 11
s(t) = A cos [ 2
]
= 10
s(t) = A cos [ 2
]
= 00
s(t) = A cos [ 2
]
= 01
Sebagai contoh dapat dialokasikan fase unt uk setiap sandi yaitu sebagai berikut :

7. Gambar 2.3 Alokasi fase setiap sandi
Pengiriman data yang cepat dan efisien menyebabkan sistem-sistem transmsi
digital mendapat tempat yang semakin penting dalam bidang komunikasi. Sistem modulasi
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) merupakan salah satu sistem modulasi digital untuk
mengirimkan data yang lebih cepat.
Data digital yang dikirimkan merupakan data acak dengan kecepatan 2 kilobit per detik.
Data tersebut diubah menjadi data seri dan data pararel, masing-masing dengan kecepatan 1
kilobit per detik. Data digital yang berupa unipolar NRZ kemudian diubah menjadi bipolar NRZ .
Dengan sinyal informasi berbentuk pulsa dan sinyal gelombang pembawa berbentuk gelombang
sinus, maka akan diperoleh hasil perkaliannya berupa sinyal Binary PSK. Hasil dari rancangan
Modulator QPSK merupakan kombinasi linier dari sistem modulasi Binary PSK.
Gambar 2.4 Sinyal QPSK dalam domain waktu

8. Data biner yang disampaikan oleh gelombang ini adalah: 1 1 0 0 0 1 1 0.
-
Odd bits, memberikan kontribusi pada komponen-fase: 1 1 0 0 0 1 1 0
-
Even bits, berkontribusi komponen kuadratur-fase: 1 1 0 0 0 1 1 0
2.3 MODULASI QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING (QPSK)
Modulasi QPSK merupakan salah satu jenis modulasi M - Quadrature Amplitude
Modulation (QAM) dengan M=4. Bit input biner dipisah menjadi dua kanal transmisi baseband
yaitu I dan Q, kemudian pada kanal tersebut sinyal diubah menjadi sinyal PAM oleh pengubah,
dari sinyal biner yang memiliki amplitude +1 dan 0, ke sinyal L level yang memiliki amplitude
+(L -1) dan –(L - 1), lazim disebut 2 to L Converter, dimana nilai L = 2k/2. Setelah sinyal
menjadi sinyal PAM, lalu dimodulasi dengan modulator seimbang (balanced modulator) dengan
sin(ωct) pada kanal I dan cos(ωct) pada kanal Q, kemudian dijumlahkan secara linier, menjadi
sinyal I+jQ dan sinyal menjadi sinyal termodulasi M-QAM.
Modulasi Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) memiliki empat simbol yang
mempunyai amplitude sama dengan fase yang berlainan. Keempat simbol tersebut dibentuk dari
grup dua bit input, sehingga diperoleh empat kondisi yang mungkin, yaitu 00, 01, 10 dan 11.
Setiap bit menghasilkan satu dari empat fase yang mungkin, sehingga rate keluarannya adalah
setengah dari rate input.
Modulasi QPSK merupakan modulasi yang sama dengan BPSK, tetapi pada QPSK
terdapat empat buah level sinyal, yang merepresentasikan empat kode binary, yaitu ‘00’, ‘01’,
‘11’, ‘10’. Masing-masing level sinyal disimbolkan dengan perbedaan fasa 900. Modulasi QPSK
memilki efisiensi bandwidth dua kali lebih besar dibandingkan dengan BPSK, karena dua bit
dikirimkan pada satu simbol sinyal termodulasi. Sinyal QPSK dapat dituliskan dengan
persamaan :

9. Dimana Ts merupakan periode simbol dan sama dengan dua kali periode bit.
Probabilitas Bit Error Rae (BER) sinyal QPSK pada kanal AWGN diformulasikan
dengan persamaan :
Merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan daya noise (SNR). BER dari QPSK
sama dengan dua kali BER BPSK, tetapi QPSK dapat mengirim dua kali data lebih banyak
dengan menggunakan bandwidth yang sama dibanding BPSK
2.4 MODULATOR QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING (QPSK)
Gambar 2.5 Blok diagram Transmitter QPSK

10. Gambar 2.6 Blok diagram Modulator QPSK
Setiap 2 input data serial (2 bit) yang datang diubah menjadi data parallel. Satu bit masuk
ke BM, dan satu lagi ke BM2, yang masing-masing sebagai kanal-I dan kanal-Q. Jadi kanal-I
maupun kanal-Q mempunyai kemungkinan memperoleh logic 1 dan logic 0.
Berdasarkan kombinasi kanal-I dan kanal-Q terdapat 4 kemungkinan(truth table). Sesuai
dengan kondisi pada input kanal-I (logic 0 atau logic1) dan gelombang osilator carrier yang
bersifat sin wct, maka output BM2 = ± wct.
Untuk BM2, dimana gelombang carrier yang memasuki BM2 mempunyai sifat cos wct.
Sebelum memasuki BM2 gelombang osilator carrier fasanya digeser 90º (oleh 90º phase shifter)
dan mendapat input logic dari kanal-Q, sehingga output BM2 = ± cos wct.
Output-output dari BM1 dan BM2 dijumlahkan oleh summing amplifier, kemudian
digunakan BPF untuk menyalurkan frekuensi-frekuensi spektrum yang diinginkan dan meredam
frekuensi-frekuensi yang tidak diperlukan.
Hasil summing amplifier :
± sin wct ± cos wct

11. Gambar 2.7 Truth table
Gambar 2.8 Sudut fasa Modulator QPSK
2.5 DEMODULASI QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING (QPSK)
Yang merupakan tugas sistem penerima adalah demodulation dan sampling serta
detection. Demodulasi QPSK merupakan kebalikan proses modulasi QPSK. Tujuannya adalah
untuk mendapatkan kembali sinyal informasi yang telah ditumpangkan terhadap sinyal carrier
pada saat proses modulasi dan mempersiapkan sinyal informasi tersebut untuk proses deteksi.

12. Teknik demodulasi yang dipakai pada QPSK adalah menggunakan demodulasi koheren dengan
deteksi sinkron.
Prinsip dari deteksi sinkron adalah penggunaan sinyal carrier dengan frekuensi dan fasa
yang sama antara pengirim dan penerima.
2.6 DEMODULATOR QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING (QPSK)
Gambar 2.9 Blok diagram Demodulator QPSK
Sinyal yang diterima (sinyal BPSK) masuk ke lengan inphase, lengan quadrature, dan
rangkaian carrier recovery. Fungsi carrier recovery adalah untuk mendapatkan sinyal carrier
yang frekuensi dan fasanya koheren dengan di pengirim. Untuk lengan inphase, keluaran dari
carrier recovery ini akan dikalikan dengan QPSK. Kemudian output carrier recovery tersebut
digeser 90 derajat untuk dipakai sebagai carrier pada lengan quadrature.
Pada kondisi tertentu fasa carrier dapat berubah akibat adanya ketidak sempurnaan
akibat noise maupun akibat ketida ksempurnaan dari perangkat demodulator itu sendiri. Error
fasa yang dimaksud tersebut adalah perbedaan fasa carrier pada saat kondisi ideal dibandingkan
kondisi tidak ideal. Dalam blok diagram ini, beda fasa carrier pada kedua lengan adalah 90
derajat, namun karena adanya noise ataupun ketidak sempurnaan dari perangkat demodulator
tersebut, fasa 90 derajat bergeser.

13. Kemudian keluaran dari mixer tersebut masuk ke LPF untuk menghilangkan komponen
carriernya. Sesudah itu dilakukan proses sampling yang dikoordinir oleh simbol timing recovery.
data hasil sampling kemudian masuk ke decision circuit untuk memperoleh data genap dan data
ganjil. Prinsip dari decision circuit adalah membandingkan antara sinyal yang diterima dengan
tegangan referensi.
2.7 BANDWIDTH
Analisa bandwidth atau spektrum untuk modulasi QPSK analog dengan analisis
bandwidth modulasi BPSK. Hanya frekuensi dasarnya adalah fa=fb/4, yaitu frekuensi terbesar
yang terjadi atas kombinasi 2 digit yang masuk ke serial to parallel converter secara berurutan
terdiri atas susunan digit-digit : 11 dan 00 atau sebaliknya.
Jadi :
BW modulasi QPSK = 2. fa = 2 (fb/4) = fb/2
2.8 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN
Kelebihan :

Bandwidth dua kali lebih efisien dibandingkan BPSK

Satu fasa dapat mengkodekan 2 bit

Bit Error Rate (BER) lebih rendah daripada ASK dan FSK
Kekurangan :

Fasanya lebih sensitif daripada BPSK
2.9 APLIKASI
Umumnya digunakan pada jaringan gelombang mikro, modem, video conferencing, dan
pada komunikasi satelit.

14. BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN

Modulasi digital QPSK mempunyai bandwidth yang lebih efisien dibandingkan
BPSK, dikarenakan satu fasa dapat mengkodekan 2 bit.

Mempunyai 4 fasa dengan perbedaan setiap fasa sebesar 90º

15. DAFTAR PUSTAKA
[1] Stallings, William, 2001, Data Communication dan Computer.
[2] http://blog.unsri.ac.id
[3] http://eprints.undip.ac.id
[4] http.evi.blogspot.com
[5] http.merucahyo.blogspot.com