TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
DOI : 10.
34010/telekontran.
p-ISSN : 2303 Ae 2901 e-ISSN : 2654 Ae 7384 TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Perancangan Model Simulator dan Performansi Kesalahan Bit untuk Variasi Tipe Modulasi Digital dalam Lingkungan Kanal Additive White Gaussian Noise (AWGN) Simulator Model Design and Bit Error Performance for Variation of Digital Modulation Type in the Channel Environment Additive White Gaussian Noise (AWGN) Budi Herdiana*.
Aditya Taufiqurrahman Program Studi Teknik Elektro.
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia Jl.
Dipati ukur No 112.
Bandung Email : budi.
herdiana@email.
Abstrak Ae Pada penelitian terkait simulasi performansi kesalahat bit modulasi ditgital dalam kanal Additive White Gaussian Noise (AWGN) saat ini masih terdapat beberapa kekurangan, dimana belum menampilkan gelombang sinyal sesudah diberikan derau, serta menampilkan hasil simulasi perbandingan kesalahan bit yang ditampilkan dalam bentuk grafik kurva untuk berbagai tipe modulasi.
Selain itu belum melakukan analisa antara perhitungan dengan hasil simulasi probabilitas kesalahan bit.
Maka pada penelitian ini akan dilakukan pengembangan pada source code dan juga dibuatnya model simulator dalam Graphical User Interface (GUI) Matlab beserta dengan perhitungan teoritisnya.
Pada hasil simulasi jumlah bit minimum sebesar 100 bit didapatkan jumlah kesalahan bit 1 y 10Oe2 untuk modulasi Amplitude Shift Keying (ASK), 2 y 10Oe2 untuk modulasi Frekuency Shift Keying (FSK) dan 1,2 ycu 10Oe2 untuk Binary Phase Shift Keying (BPSK).
Sedangkan pada jumlah bit maksimum sebesar 500 bit didapatkan jumlah kesalahan bit 2 y 10Oe3 untuk modulasi ASK, 2 y 10Oe3 untuk modulasi FSK, dan 4 y 10Oe3 untuk modulasi BPSK.
Data simulasi yang didapatkan sudah sesuai dengan teori yang ada, dimana semakin besar energi bit yang digunakan maka Bit Error Rate (BER) yang dihasilkan akan semakin kecil.
Hasil simulasi dan teoritis probabilitas kesalahan bit memiliki karakteristik yang sama, dimana modulasi BPSK memiliki penurunan probabilias kesalahan bit yang lebih kecil dibandingkan modulasi ASK dan FSK.
Simulasi pada penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai media pembelajaran pada matakuliah sistem komunikasi digital, dalam memahami peroses didapatkannya kesalahan bit modulasi digital serta performansi dari variasi tipe modulasi digital.
Kata kunci : BER.
Kanal AWGN.
MATLAB.
Modulasi Digital.
Simulasi Abstract - In research related to the digital modulation bit error performance simulation in the Additive White Gaussian Noise (AWGN) channel, there are currently still some shortcomings, which do not display signal waves after being given noise, and display the simulation results of bit error comparisons that are displayed in the form of curve graphs for various types.
In addition, there has not been an analysis between the calculation and the simulation results of the bit error probability.
So in this research, the development of the source code will be carried out and also a simulator model will be made in the Matlab Graphical User Interface (GUI) along with the theoretical calculations.
In the simulation results, the minimum number of bits is 100 bits, the number of bit errors is 1 y 10Oe2 for Amplitude Shift Keying (ASK) modulation, 2 y 10Oe2 for Frequency Shift Keying (FSK) modulation.
and 1,2 y 10Oe2 for Binary Phase Shift Keying (BPSK).
While the maximum number of bits is 500 bits, the number of bit errors is 2 y 10Oe3 for ASK modulation 2 y 10Oe3 for FSK modulation, and 4 y 10Oe3 for BPSK modulation.
The simulation data obtained is in accordance with the existing theory, where the greater the bit energy used, the smaller the Bit Error Rate (BER) will be.
addition, the simulation results and the theoretical bit error probability have the same characteristics, where BPSK modulation has a lower bit error probability than ASK and FSK modulation.
This simulation can be used as a lesson in digital communication systems courses, in understanding the process of obtaining digital modulation bit errors and the performance of various types of digital modulation.
Keywords : BER.
AWGN Channel.
MATLAB.
Digital Modulation.
Simulation TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
PENDAHULUAN
Latar Belakang Untuk membawa suatu informasi diperlukan modulasi dalam suatu proses perubahan suatu sinyal informasi gelombang periodic.
Dengan adanya modulasi, suatu informasi dapat dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasa berupa gelombang sinus dengan frekuensi tinggi.
Modulasi digital merupakan bagian dari suatu penumpangan sinyal digital ke dalam sinyal carrier.
Teknik modulasi digital umumnya digunakan untuk mengirim suatu data biner melewati kanal komunikasi bandpass.
Pada modulasi digital, proses modulasi berhubungan dengan perubahan atau penetapan terhadap nilai amplitude, frekuensi atau phasa dari sinyal carrier yang memiliki hubungan dengan binery 1 atau 0.
Dalam sistem transmisi sinyal dibutuhkan media atau kanal dalam menyampaikan informasi dari pengirim ke penerima diantaranya adalah kanal Additive White Gaussian Noise (AWGN).
Kanal AWGN merupakan gangguan yang bersifat additive terhadap sinyal transmisi yang dapat dilihat dari karakteristik derau AWGN yaitu sinyal keluaran yang melalui kanal AWGN sama dengan sinyal asli ditambah dengan derau AWGN.
Pada bagian sistem penerima akan muncul suatu nilai kesalahan bit akibat pengaruh dari kanal AWGN ini, dikarenakan hal tersebut bagian analisa kesalahan bit ini perlu dilakukan untuk mengetahui kemampuan kinerja modulasi digital yang dirancang.
Dalam pengambilan data probabilitas kesalahan bit untuk berbagai tipe modulasi digital pada umumnya masih tergolong kurang efektif, karena masih ditampilkan terpisah Ae pisah antara gelombang sinyal yang dikirimkan dengan yang diterima beserta grafik kurva kesalahan bit.
Hal tersebut mengakibatkan tidak dapat dilakukannya analisa perbandingan performansi probabilitas kesalahan bit secara langsung untuk berbagai tipe modulasi digital.
Selain itu analisa modulasi digital saat ini belum dilakukan perbandingan antara hasil simulasi dengan perhitungan teoritis, baik perbandingan secara hasil perhitungan maupun karakteristik yang dihasilkan.
Tinjauan State of Art Pada Penelitian ini akan di rancang simulator modulator digital Amplitude Shift Keying (ASK).
Frekuency Shift Keying (FSK,) dan Binary Phase Shift Keying (BPSK) yang berfokus pada pengukuran nilai Ae nilai kesalahan bit dari setiap tipe modulasi digital yang dirancang.
Hasil akhir lain yang akan di tampilkan selain nilai kesalahan bit yaitu bentuk gelombang sebelum dan sesudah melewati kanal berderau yang akan di ilustrasikan pada sebuah panel Graphical User Interface (GUI).
Pada penelitian Sharma.
Shrivastav.
Jain dan Panday.
, membuat sebuah simulator dalam melihat kemampuan modulasi digital BPSK.
Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) dan Quadrature Amplitude Modulation QAM saat diberikan derau AWGN.
Simulator tersebut dibuat menggunakan program simulasi Matlab.
Adapun parameter yang diujikan adalah performansi modulasi BPSK.
QPSK dan QAM menggunakan kode forward error correction yang berbeda pada saluran saat melalui kanal AWGN yang diukur berdasarkan nilai perbandingan Bit Error Rate (BER) yang dihasilkan dalam bentuk grafik kurva.
Pada Penelitian Pushpa.
Ranganathan dan Palanivelan.
juga melakukan pengujian untuk kerja modulasi digital BPSK menggunakan pendekatan simulasi Matlab.
Hasil kerja sistem transmisi pada penelitiannya diukur berdasarkan hasil simulasi modulasi BPSK menggunakan metode hamming.
Bose Chaudhuri Hocquenghem (BCH).
Reed-Solomon (RS), dan konvolusi pada kanal AWGN.
Semua metode dibandingkan dalam hal BER dan Eb/N0.
Dari hasil peneliatian-penelitian diatas, maka dapat disimpulkan bahwa performansi probabilitas kesalahan bit modulasi digital yang dirancang secara umum di ukur berdasarkan hasil bit error rate dan tidak secara jelas menggambarkan proses teoritis perhitungan serta bagaimana bentuk gelombang sebelum dan sesudah melewati kanal berderau seperti AWGN ini.
Tujuan Tujuan dibuatnya penelitian ini adalah membuat simulasi serta analisa pengukuran performansi probabilitas kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital pada lingkungan kanal transmisi AWGN dalam memperoleh hasil performansi probabilitas kesalahan bit pada modulasi ASK.
FSK dan BPSK ketika diberikan derau AWGN.
Dalam melakukan analisa ini maka diperlukan perancangan source code yang dapat menampilkan tampilan data dan gelombang termodulasi digital serta kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital dalam bentuk grafik Hasil simulasi yang didapat akan dibandingkan dengan hasil perhitungan teoritis performansi TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
probabilitas kesalahan bit berbagai Tipe modulasi digital pada lingkungan kanal transmisi AWGN.
Perbandingan kemampuan serta karakteristik yang dihasilkan pada hasil simulasi dan teoritis performansi probabilitas kesalahan bit berbagai Tipe modulasi digital pada lingkungan kanal transmisi AWGN.
Source code yang sudah dirancang akan dibuat kedalam GUI Matlab, dengan tampilan dapat menghasilkan performansi modulasi digital.
Tujuan dari dibuatnya source code Matlab ini adalah untuk mempermudah dalam melakukan anlisa performansi serta pembacaan gelombang sinyal modulasi serta kurva performansi probabilitas kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital, karena sebelum menggunakan GUI tampilan gelombang sinyal modulasi serta kurva masih terpisah.
perancangan dari sistem yang dibuat ditunjukan pada Gambar 1.
Dari blok diagram ini dapat dilihat bahwa iniput berawal dari data jumlah biner (Bi.
, yang digunakan pada simulasi probabilitas kesalahan bit pada modulasi digital.
Pada bagian proses bit yang dimasukan dari input akan diubah kedalam bentuk sinyal modulasi digital sesuai dengan metode yang ada pada modulasi tersebut.
Bentuk sinyal yang ideal pada modulasi ASK.
FSK dan BPSK akan diberikan derau AWGN.
Proses pada blok AWGN ini ditujukan untuk membangkitkan sinyal modulasi yang dikirmkan menjadi ada noisenya.
Setelah diberikan derau AWGN sinyal akan di demodulasikan sesuai dengan metode pada masing Ae masing modulasi Sinyal yang dihasilkan pada demodulasi akan mengalami perubahan karena sinyal sudah terpengaruhi oleh noise.
Output yang dihasilkan dari proses modulasi dan demodulasi ini akan menjadi nilai probabilitas kesalahan bit.
Untuk mendapatkan nilai probabilitas kesalahan bit, data jumlah biner yang masuk akan dibagikan dengan data kesalahan yang diakibatkan derau AWGN.
Agar blok diagram pada tahapan perancangan simulasi dapat tergambarkan dengan jelas mengenai parameter apa saja yang digunakan dan juga proses didalamnya maka harus dibuat suatu algoritma perancangan simulasi.
Algoritma perancangan merupakan kumpulan perintah dalam menyelesaikan suatu masalah secara sistematis, terstruktur dan logis.
Masalah itu dapat berupa apa saja, dengan syarat untuk setiap permasalahan memiliki kriteria kondisi awal yang harus dipenuhi sebelum menjalankan sebuah algoritma.
Algoritma juga memiliki proses pengulangan keputusan, agar keputusan yang di inginkan dapat selesai.
Berbeda dengan blok diagram yang digambarkan secara sederhana, untuk menerangkan cara kerja simulasi performansi probabilitas kesalahan bit untuk berbagai tipe modulasi digital agar lebih mudah dimengerti dan dipahami.
Sistematika Pembahasan Jurnal ini diorganisasikan sebagai berikut.
Bagian metodologi akan membahas mengenai blok diagram serta algoritma perancangan simulasi performansi probabilitas kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital pada lingkungan kanal AWGN dalam bentuk blok pada flowchart.
Bagian hasil dan pembahasan akan membahas mengenai hasil dari pengujian.
Bagian kesimpulan akan membahas kesimpulan yang didapatkan dari seluruh analisa pada penelitian ini.
II.
METODOLOGI
Tahapan Perancangan Program Simulasi Simulasi yang dibuat berupa source code Matlab yang dapat manampilkan performasi kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital disertai dengan tampilan data dan gelombang termodulasi Tahapan Perancangan Program Simulasi terdiri dari blok diagram serta algoritma Diagram blok dan algoritma Gambar 1.
Blok Diagram Probabilitas Kesalahan Bit TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Algoritma perancangan simulasi Pada algoritma perancangan simulasi probabilitas kesalahan bit modulasi ASK.
FSK dan BPSK pada lingkungan kanal AWGN akan diperlihatkan bagaimana proses didapatkannya probabilitas kesalahan bit yang dihasilkan dari perbandingan kesalahan bit dari gelombang sinyal yang diterima dengan jumlah bit yang dikirimkan.
Algoritma perancangan dibuat dalam bentuk flowchart, dimana diagram akan menampilkan langkah-langkah dan keputusan untuk melakukan sebuah proses dari suatu Flowchart simulasi yang dibuat ditunjukan pada Gambar 2.
Pada blok modulasi digital ASK.
FSK dan BPSK akan dilakukan inisialisasi pada bit, kode biner, amplitude, frekuensi, phase dan Signal to Noise Ratio (SNR).
Inisialisasi ditujukan untuk mengetahui parameter Ae parameter atau ukuran apa saja yang akan digunakan pada flowchart ini.
Bit yang digunakan pada simulasi ini adalah 100, 200, 300, 400 dan 500.
Penggunaan energi bit yang kecil serta jarak simulasi yang bedekatan ini bertujuan untuk memudahkan dalam melihat hasil probabilitas kesalahan bit pada berbagai tipe modulasi digital.
Dari proses masuknya bit, sudah dapat dihasilkan kode biner secara acak, kode biner tersebut akan dibangkitkan kedalam bentuk gelombang modulasi digital.
Untuk mendapatkan bentuk gelombang dari berbagai tipe modulasi, nilai modulasi harus dimasukan dimana ya0 < ya1 duntuk amplitude, yce1 > yce2 untuk frekuensi dan yuE0 = 0A yuE1 = 180A untuk phase.
Sinyal yang dihasilkan pada setiap metode modulasi akan diberikan derau AWGN yang didapatkan dari SNR.
Sinyal yang sudah diberikan derau AWGN akan didemodulasikan lalu kesalahan bit yang ada pada demodulasi akan dibandingkan dengan modulasi dalam mendapat nilai probabilitas kesalahan bit dalam bentuk grafik Gambar 2.
Flowchart simulasi TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Perancangan source code Dalam memulai membuat perancangan source code, yang pertama harus diketahui adalah apa saja parameter yang akan digunakan, maka dari itu sebelum membuat sourcode diharuskan sudah membuat tahapan perancangan program simulasi agar tujuan yang akan dibuat menjadi jelas.
Tahapan perancangan program simulasi dapat digambarkan dalam blok diagram dan juga Pada penelitian ini perancangan source code probabilitas kesalahan bit modulasi digital pada lingkungan kanal AWGN terbagi menjadi 5 bagian pemrosesan yaitu source code untuk perancangan modulasi, source code modulasi atau transmitter, source code pemberian noise AWGN, source code deteksi atau reciver dan source code kurva probabilitas kesalahan bit.
Pada tampilan program simulasi yang digunakan menggunakan 4 axes untuk menghubungkan dengan subplot yang ada pada Untuk axes 5, 14 dan 12 menampilkan sinyan transmitter dari masing Ae masing modulasi yaitu ASK.
FSK dan BPSK.
Sedangkan untuk axes 12 digunakan untuk menampilkan kurva bit error rate dari hasil perbantingan transmitter dan reciver.
Push button process digunakan untuk memanggil subplot yang terhubung dengan kodingan reciver modulasi ASK.
FSK dan BPSK.
Selain itu push button process ini juga terhubung dengan subplot kurva dan subplot figure Push button clear ini digunakan untuk membersihkan seluruh axes atau subplot yang tampil pada GUI dan figure reciver.
Hal tersebut dilakukan untuk melakukan pengambilan data ulang dari awal, jadi tidak perlu keluar GUI untuk membersihkan atau menghilangkan seluruh bentuk sinyal dan kurva yang sudah tampil.
Pada grafik sninyal transmitter dibuat terpisah dengan GUI selain karena batasan subplot yang dapat digunakan adalah hanya 4 subplot saja dan juga untuk menghindari kode biner yang berbeda pada sinyal transmitter yang ditampilkan pada GUI.
Ketika kode biner yang dikirimkan tidak sesuai dengan yang diterima maka pengambilan data tidak dapat dilakukan.
Perancangan Panel GUI Program simulasi ini dibuat dengan menggunakan pemrograman Matlab khususnya GUI Matlab.
GUI adalah sebuah program dari Matlab yang memungkinkan untuk membuat aplikasi berbasis grafis.
Cara paling mudah untuk membuat antarmuka berbasis grafis GUI yaitu dengan menggunakan fasilitas graphical user interface development environment GUIDE.
Berikut tampilan GUI yang dibuat pada simulasi ditunjukan pada Gambar 3.
Gambar 3.
Tampilan Program Simulasi TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Ketidaksesuaian pada kode biner tersebut mengakibatkan gelombang sinyal yang dikirim maupun diterima mengalami ketidak sesuaian.
Akibat yang dihasilkan dari ketidak sesuaian pada kode biner dan gelombang modulasi ini mengakibatkan data pada kurva tidak sesuai dengan yang seharusnya, karena kurva probabilitas kesalahan bit didapatkan dari perbandingan kesalahan bit yang ada pada gelombang sinyal yang diterima dengan gelombang sinyal yang membandingkan serta memastikan bahwa performasi probabilitas kesalahan bit pada teoritis dan simulasi memiliki karakteristik yang sama.
Simulasi yang telah dirancang dan dapat menampilkan gelombang sinyal transmitter, reciver beserta dengan kurva performansi probabilitas kesalah bit, akan dibuat dalam tampilan GUI Matlab.
GUI Matlab dibuat agar memudahkan dalam pembacaan hasil serta melakukan analisa performasi probabilitas kesalahan bit.
Pada penelitian ini pengujian probabilitas kesalahan bit modulasi digital ASK.
FSK dan BPSK dilakukan pada bit yang rendah yaitu bit 100 sampai 500, hal tersebut di tujukan agar grafik kurva yang dihasilkan pada setiap percobaan mengahasilkan kesalahan bit yang lebih terlihat Pengambilan data simulasi performansi kesalahan bit untuk variasi tipe modulasi digital pada energi bit 100 dan 500 ditunjukan oleh Gambar 4 dan Gambar 5.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Isi pada bagian ini akan dijelaskan mengenai hasil dari pengujian performansi probabilitas kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital pada lingkungan kanal transmisi AWGN pada simulasi, perhitungan teoritis dan GUI yang telah dibuat.
Pengujian dilakukan untuk mengetahui performasi probabilitas kesalahan bit pada modulasi ASK.
FSK dan BPSK ketika diberikan derau AWGN dan .
Gambar 4 .
Gelombang sinyal transmitter, reciver dan Grafik Kurva pada bit = 100.
Data yang dikirim, .
Data yang diterima, dan .
Probabilitas kesalahan Bit vs Eb/N0 .
TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Gambar 5.
Gelombang sinyal transmitter, reciver dan Grafik Kurva pada bit = 500, .
Data yang dikirim , .
Data yang diterima, dan .
Probabilitas kesalahan Bit vs Eb/N0 .
Dari hasil percobaan probabilitas kesalahan bit modulasi digital via kanal AWGN pada Gambar 4 dan Gambar 5 dapat disimpulkan bahwa noise AWGN sangat mempengaruhi terhadap perubahan bentuk gelombang sinyal reciver.
Kerusakan pada sinyal dapat dilihat pada masing-masing gelombang sinyal reciver modulasi ASK.
FSK dan BPSK.
Derau yang berikan dari kanal AWGN mengakibatkan sinyal modulasi mengalami penebalan dan perubahan bentuk sinyal, hal tersebut mengakibatkan sulitnya pembacaan atau perbandingan dengan kode biner yang digunakan.
Perubahan pada gelombang sinyal transmitter dan reciver dapat dilihat pada perubahan nilai Sebelum diberikan derau AWGN nilai amplitude pada modulasi ASK.
FSK dan BPSK memiliki nilai kenaikan dan penurunan yang ideal yaitu 0,25 untuk kenaikan dan Ae 0,25 untuk Ketika sinyal modulasi tersebut diberikan derau AWGN nilai amplitude yang asalnya ideal menjadi berubah dengan nilai yang Dengan adanya perbedaan nilai amplitude pada transmitter dan reciver dapat dihasilkan nilai probabilitas kesalahan bit, yang terbentuk dalam grafik kurva.
Bit selain berpengaruh terhadap nilai probabilitas kesalahan bit juga berpengaruh terhadap bentuk kurva yang dihasilkan.
Hasil simulasi 100 bit pada Gambar 4 mengalami banyak kenaikan nilai probabilitas kesalahan bit, hal tersebut mengakibatkan bentuk grafik kurva yang kurang baik.
Data Kenaikan kesalahan bit dapat dilihat pada Tabel 1, dimana pada ASK 100 bit mengalami kenaikan kesalahan bit pada Eb/N0 2 dan 6, untuk FSK Eb/N0 2 dan BPSK Eb/N0 4.
Saat energi bit dinaikan sampai 500 bit, kenaikan nilai probabilitas kesalahan bit semakin jarang Banyaknya Kenaikan pada nilai probabilitas kesalahan bit bisa terjadi karena banyak faktor sperti, derau lebih besar dari energi bit, kapasitas kanal yang kecil, bitrate kecil dan bandwidth kecil.
Selain energi bit, kode biner yang digunakan pada simulasi sangat mempengaruhi hasil TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
probabilitas kesalahan bit.
Hal tersebut dapat dilihat dari bentuk grafik kurva yang berbeda-beda pada setiap simulasi probabilitas kesalahan bit yang dilakukan.
Data hasil simulasi performansi probabilitas kesalahan bit 100, 200, 300, 400 dan 500 ditampilkan pada Tabel I.
kesalahan bit dapat dilihat pada posisi akhir Eb/N0 yang didapatkan pada masing Ae masing modulasi.
Sebagai contoh saat melakukan simulasi 100 bit, nilai probabilitas kesalahan bit yang didapat pada ASK adalah 1ycu10Oe2 dan saat melakukan simulasi ASK pada 500 bit probabilitas kesalahan bit yang didapat 2ycu10Oe3 .
Data tersebut menunjukan bahwa probabilitas kesalahan bit ASK 500 bit lebih baik dari ASK 100 bit.
Dalam melakukan perhitungan teoritis untuk Eb/N0.
yang ada pada kurva tidak bisa langsung dimasukan kedalam rumus .
karena Eb/N0 pada kurva masih dalam satuan dB.
Maka dari itu Eb/N0.
harus diubah menjadi Eb/N0 dengan menggunakan rumus .
, setelah didapatkan hasilnya barulah Eb/N0 dapat dimasukan kedalam rumus probabilitas kesalahan Dalam mendapatkan Q.
atau nilai probabilitas kesalahan bit pada teoritis.
dapat dicari dengan melihat hasil perhitungan Eb/N0 yang didapatkan .
dengan nilai x yang ada pada tabel Q Function.
Carilah nilai x terdekat pada tabel Q Function dengan nilai x yang didapatkan pada perhitungan Eb/N0 maka itulah nilai probabilitas kesalahan bitnya.
Pada Tabel II akan menunjukan hasil perhitungan teoritis yang didapat pada masing-masing bit.
Bit Tabel I.
Simulasi Probabilitas Kesalahan Bit Probabilitas Kesalahan Bit (P.
Hasil Simulasi
B) ASK
FSK
BPSK
2,4 y 10Oe1 3,2 y 10Oe1 1 y 10Oe1 3,4 y 10Oe1 2,3 y 10Oe1 6 y 10Oe2 2 y 10Oe1 2,7 y 10Oe1 9 y 10Oe2 2,5 y 10Oe1 1,3 y 10Oe1 1,2 y 10Oe2 9 y 10Oe2 9 y 10Oe2 1,2 y 10Oe2 5 y 10Oe2 4 y 10Oe2 < 1,2 y 10Oe2 3 y 10Oe2 2 y 10Oe2 < 1,2 y 10Oe2 1 y 10Oe2 < 2 y 10Oe2 < 1,2 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 2 y 10Oe2 < 1,2 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 2 y 10Oe2 < 1,2 y 10Oe2 Oe1 Oe1 2,8 y 10 2,9 y 10 1,2 y 10Oe1 2,5 y 10Oe1 2,8 y 10Oe1 1 y 10Oe1 Oe1 Oe1 2,3 y 10 2,3 y 10 6,5 y 10Oe2 1,6 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 2 y 10Oe2 Oe1 Oe1 1,3 y 10 1,1 y 10 1 y 10Oe2 3,5 y 10Oe2 3,5 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 1,5 y 10Oe2 1,5 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 1 y 10Oe2 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 < 1 y 10Oe2 3,2 y 10Oe1 3,1 y 10Oe1 1,4 y 10Oe1 2,8 y 10Oe1 2,4 y 10Oe1 1 y 10Oe1 2,4 y 10Oe1 2,4 y 10Oe1 7 y 10Oe2 1,7 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 3 y 10Oe2 9,3 y 10Oe2 1,2 y 10Oe1 3,3 y 10Oe3 4 y 10Oe2 5 y 10Oe2 < 3,3 y 10Oe3 2,3 y 10Oe2 2,6 y 10Oe2 < 3,3 y 10Oe3 Oe3 Oe3 3,3 y 10 6,6 y 10 < 3,3 y 10Oe3 < 3,3 y 10Oe3 < 6,6 y 10Oe3 < 3,3 y 10Oe3 Oe3 Oe3 < 3,3 y 10 < 6,6 y 10 < 3,3 y 10Oe3 2,8 y 10Oe1 2,8 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 Oe1 Oe1 2,5 y 10 2,6 y 10 1 y 10Oe1 2,4 y 10Oe1 2,4 y 10Oe1 4,5 y 10Oe2 1,7 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 1,2 y 10Oe2 1,1 y 10Oe1 1,2 y 10Oe1 2,5 y 10Oe3 5,2 y 10Oe2 4,7 y 10Oe2 < 2,5 y 10Oe3 2,5 y 10Oe2 2,5 y 10Oe2 < 2,5 y 10Oe3 2,5 y 10Oe3 2,5 y 10Oe3 < 2,5 y 10Oe3 < 2,5 y 10Oe3 2,5 y 10Oe3 < 2,5 y 10Oe3 < 2,5 y 10Oe3 < 2,5 y 10Oe3 < 2,5 y 10Oe3 3 y 10Oe1 3,4 y 10Oe1 1,4 y 10Oe1 2,2 y 10Oe1 2,3 y 10Oe1 8,2 y 10Oe2 Oe1 Oe1 1,5 y 10 2,3 y 10 7,4 y 10Oe2 1,7 y 10Oe1 1,8 y 10Oe1 2 y 10Oe2 Oe1 Oe1 1 y 10 1,1 y 10 4 y 10Oe3 5 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 < 4 y 10Oe3 2,6 y 10Oe2 3,2 y 10Oe2 < 4 y 10Oe3 8 y 10Oe3 2 y 10Oe3 < 4 y 10Oe3 Oe3 Oe3 2 y 10 < 2 y 10 < 4 y 10Oe3 < 2 y 10Oe3 < 2 y 10Oe3 < 4 y 10Oe3 yayca /ycA0 Dari hasil simulasi tabel simulasi dan perhitungan dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi energi bit yang digunakan maka nilai probabilitas yang dihasilkan akan semakin kecil.
Mengetahui baik dan bukur nilai probabilitas ya ycA0
ycEyce = ycEOo( yca ) yayca
= 10
yayca/ycA0.
ccyaA) .
Keterangan :
Pe = Probabilitas kesalahan bit Q = Probabilitas error simbol pada derau kanal Eb/N0 = Rasio energi bit terhadap derau dB = Intensitas suara Penurunan nilai probabilitas kesalahan bit yang terjadi pada hasil simulasi Tabel I dan perhitungan Tabel II modulasi ASK.
FSK dan BPSK, dapat disimpulkan bahwa modulasi BPSK mengalami penurunan nilai probabilitas kesalahan bit yang lebih besar pada setiap Eb/N0 dibandingkan dengan modulasi lainnya.
BPSK bisa lebih unggul dari modulasi yang lain karena modulasi ini menggunakan format yang sederhana dan cocok untuk transmisi data dengan kecepatan tinggi.
Teoritis bisa lebih unggul dari hasil simulasi dikarenakan pada teoritis energi bit lebih besar dibandingkan derau, selain itu derau yang ada pada teoritis ideal dan tidak random seperti derau pada Energi bit yang besar dan derau yang kecil serta ideal ini menyebabkan kapasitas kanal menjadi lebih besar, bit yang diproses lebih banyak dan lebar cakupan frekuensi lebih baik.
TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Tabel II.
Teoritis Probabilitas Kesalahan Bi Probabilitas Kesalahan Bit (P.
Hasil Teoritis .
B) ASK
FSK
BPSK
1,5 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 8 y 10Oe2 1 y 10Oe1 1 y 10Oe1 4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 1,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,5 y 10Oe3 6,2 y 10Oe3 6,2 y 10Oe3 1,9 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 < 1,9 y 10Oe4 3,9 y 10Oe5 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 2,8 y 10Oe7 < 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 Oe7 Oe5 < 2,8 y 10 < 3,9 y 10 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 < 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 Oe1 Oe1 1,5 y 10 1,5 y 10 8 y 10Oe2 1 y 10Oe1 1 y 10Oe1 4 y 10Oe2 Oe2 Oe2 5,4 y 10 5,4 y 10 1,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,5 y 10Oe3 Oe3 Oe3 6,2 y 10 6,2 y 10 1,9 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 < 1,9 y 10Oe4 3,9 y 10Oe5 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 2,8 y 10Oe7 2,8 y 10Oe7 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 < 2,8 y 10Oe7 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 < 2,8 y 10Oe7 < 1,9 y 10Oe4 1,5 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 8 y 10Oe2 1 y 10Oe1 1 y 10Oe1 4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 1,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,5 y 10Oe3 6,2 y 10Oe3 6,2 y 10Oe3 1,9 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 < 1,9 y 10Oe4 3,9 y 10Oe5 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 Oe7 Oe7 2,8 y 10 2,8 y 10 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 < 2,8 y 10Oe7 < 1,9 y 10Oe4 Oe7 Oe7 < 2,8 y 10 < 2,8 y 10 < 1,9 y 10Oe4 1,5 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 8 y 10Oe2 Oe1 Oe1 1 y 10 1 y 10 4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 1,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,5 y 10Oe3 6,2 y 10Oe3 6,2 y 10Oe3 1,9 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 < 1,9 y 10Oe4 3,9 y 10Oe5 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 2,8 y 10Oe7 2,8 y 10Oe7 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 1,4 y 10Oe10 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 < 1,4 y 10Oe10 < 1,9 y 10Oe4 1,5 y 10Oe1 1,5 y 10Oe1 8 y 10Oe2 1 y 10Oe1 1 y 10Oe1 4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 5,4 y 10Oe2 1,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,2 y 10Oe2 2,5 y 10Oe3 Oe3 Oe3 6,2 y 10 6,2 y 10 1,9 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 8,1 y 10Oe4 < 1,9 y 10Oe4 3,9 y 10Oe5 3,9 y 10Oe5 < 1,9 y 10Oe4 2,8 y 10Oe7 2,8 y 10Oe7 < 1,9 y 10Oe4 Oe7 Oe10 < 2,8 y 10 1,4 y 10 < 1,9 y 10Oe4 < 2,8 y 10Oe7 < 1,4 y 10Oe10 < 1,9 y 10Oe4 dikirim dalam mendapatkan probabilitas kesalahan bit modulasi digital.
Pada Gambar 6 menunjukan tampilan yang dihasilkan pada GUI simulasi pengukuran performansi probabilitas kesalahan bit berbagai tipe modulasi digital pada lingkungan kanal AWGN.
Dalam menampilkan sinyal reciver atau sinyal yang sudah diberikan derau AWGN pada GUI Matlab, yang pertama harus dilakukan adalah membuat 4 axes untuk menampilkan sinyal reciver pada modulasi ASK.
FSK.
BPSK dan Kurva probabilitas kesalahan bit.
Tombol pada GUI digunakan untuk memanggil source code probabilitas kesalahan bit modulasi digital via kanal AWGN, agar source code dapat terpanggil oleh push button process pastikan source code function push button1_Callback .
Object, eventdata, handle.
berada diatas source code probabilitas kesalahan bit modulasi digital via kanal AWGN.
Pastikan tidak ada function lain selain pussh button, karena nanti gelombang sinyal reciver modulasi ditigal dan kurva tidak dapat ditampilkan pada axes GUI.
Ketika function pushbutton1_Callback.
Object, eventdata, handle.
ditempatkan diatas source code probabilitas kesalahan bit pada modulasi digital via kanal AWGN, maka seluruh source code dibawahnya akan diproses ketika pushbutton ini digunakan.
Push button process yang ada pada GUI akan memperoses input energi bit, proses modulasi, input SNR AWGN, demodulasi dan Probabilitas kesalahan bit.
Maksud dari proses tersebut adalah energi bit dalam kode biner akan dibangkitkan menjadi gelombang sinyal sesuai metode modulasinya.
Sinyal modulasi akan diberikan derau AWGN melalui SNR, lalu sinyal tersebut akan di demodulasikan agar telihat bentuk gelombang sinyal ketika sudah diberikan derau AWGN.
Proses yang menampilkan seluruh modulasi yang sudah diberikan derau adalah source code deteksi.
Pada proses source code BER Nilai kesalahan bit yang diterima akan dibagi dengan nilai bit yang dikirimkan untuk mendapatkan nilai probabilitas kesalahan bit dalam bentuk kurva yang ditampilkan pada GUI Matlab.
Untuk menampilkan bentuk gelombang sinyal reciver yang terdeteksi pada source code deteksi pada GUI, maka harus dibuat subplotnya terlebih dahulu yang terdiri dari stairs, axis dan title.
Subplot ini digunakan sebagai perancangan tampilan gelombang sinyal maupun kurva, pada gelombang sinyal staris digunakan sebagai amplitude .
, axiss sebagai time .
dan title untuk judul pada gelombang sinyal Bit yayca /ycA0 GUI probability of error Bit berbagai tipe modulasi digital pada lingkungan kanal transmisi AWGN ini dibuat dengan tujuan untuk memudahkan dalam melakukan simulasi, karena gelombang sinyal dan grafik kurva tampil dalam satu GUI.
Pengambilan data probabilitas kesalahan bit pada simulasi ini dapat dilakukan ketika kode biner yang digunakan sudah sesuai dengan gelombang sinyal baik pada transmitter maupun reciver.
Perubahan yang terjadi pada gelombang sinyal saat diterima ini yang akan dibandingkan dengan sinyal yang TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
Gambar 6.
Tampilan GUI Probabilitas kesalahan bit modulasi digital Dalam mengatur bentuk dan posisi gelombang sinyal dan kurva maka diperlukan subplot pada source code.
Pada simulasi ini jenis subplot yang digunakan adalah 411 dan 2,1,1.
Tiga angka yang ada pada subplot memiliki arti baris, kolom dan posisi jadi missal ingin menukar posisi sinyal reciver ASK dengan kurva cukup ubah angka paling kanan pada subplot , dimana angka tersebut memiliki arti posisi.
Subplot memiliki batasan dalam penggunaannya yaitu hanya dapat menampilkan 4 axes pada GUI.
Penggunaan tombol clear pada GUI ini digunakan untuk membersihkan GUI dan figure.
Source code delete(()) merupakan source code yang digunakan untuk membersihkan setiap gelombang sinyal dan kurva yang ingin dihapus, sebagai contoh jika ingin membersihkan Reciver ASK maka sorce code yang dibuat adalah delete.
,2,.
GUI simulasi performansi probabilitas kesalahan bit ini dapat digunakan dalam pada mata kuliah sistem komunikasi digital.
Pembelajaran tersebut terkait pemahaman cara didapatkannya kesalahan bit pada berbagai variasi modulasi digital beserta Selain itu simulai ini juga dapat memudahkan mahasiswa dalam melakukan analisa performansi modulasi digital, karena simulasi ini menampilkan kurva dan gelombang sinyal dari berbagai jenis modulasi digital dalam satu tampilan GUI.
IV.
Kesimpulan Berdasarkan hasil silumali dan analisa pengukuran performansi probability of error bit berbagai tipe modulasi digital pada lingkungan kanal transmisi AWGN, menunjukan bahwa perancangan simulasi beserta GUI dapat bekerja dengan baik.
Dimana pada perancangan simulasi sudah dapat menampilkan gelombang sinyal pengirim dan penerima untuk seluruh modulasi digital yang digunakan, beserta dengan kurva probabilitas kesalahan bit.
Simulasi probabilitas kesalahan bit dapat menghasilkan data yang sesuai dengan teori yang ada, dimana modulasi BPSK dapat lebih baik dalam menghasilkan probabilitas kesalahan bit dibandingkan modulasi ASK dan FSK.
Pada hasil analisa simulasi dan teoritis menunjukan bahwa probabilitas kesalahan bit akan semakin kecil jika Eb/N0 semakin besar.
Probabilitas kesalahan bit yang dihasilkan teoritis lebih kecil dari simulasi karena pada teoritis deraunya ideal dan energi bit lebih besar.
Jika energi bit besar maka kapasitas kanal akan menjadi lebih besar, proses bitrate lebih unggul dan jumlah data yang ditransfer lebih unggul.
Dari analisa ini didapatkan bahwa jarak energi bit yang berdekatan serta kode biner yang berbeda pada simulasi, dapat mengakibatkan hasil probabilitas kesalahan bit yang tidak sesuai dengan yang seharusnya, dimana bit yang kecil dapat menghasilkan probabilitas yang lebih unggul dibandingkan bit yang ada diatasnya.
Kesalahan hasil probabilitas tersebut bisa terjadi karena setiap kode biner yang digunakan pada gelombang sinyal modulasi mengahasilkan probabilitas yang berbeda Ae beda, ditambah dengan jarak simulasi bit yang berdekatan.
GUI Matlab yang dibuat pada penelitian ini dapat menampilkan bentuk TELEKONTRAN.
VOL.
NO.
APRIL 2021
gelombang sinyal yang sudah diberikan derau AWGN beserta dengan bentuk kurva yang didapatkan dari hasil perbandingan sinyal transmitter dan sinyal reciver.
Diharapkan dengan adanya GUI probabilitas kesalahan bit ini, dapat didapatkanya nilai probabilitas kesalahan bit modulasi ASK.
FSK dan BPSK.
Untuk penelitian selanjutnya diharapkan menggunakan lebih dari satu kanal transmisi, seperti ditambahkan dengan kanal transmisi rayleigh fading dan rician fading.
Penambahan kanal transmisi tersebut bertujuan dalam melakukan analisa performansi untuk berbagai tipe kanal transmisi.
Selain itu diharapkan dapat membuat tampilan GUI yang lebih baik, dimana dapat melakukan input bit dan kode biner dari GUI performansi probabilitas kesalahan bit.
Dengan penggunaan kode biner yang tetap diharapkan penurunan probabilitas kesalahan bit dapat terlihat lebih jelas pada setiap percobaannya.
Divya.
AuBit Error Rate Performance of BPSK Modulation and OFDM-BPSK with Rayleigh Multipath Channel,Ay International Journal of Engineering and Advanced Technology.
, no.
24, hal.
2249Ae8958, 2013.
Chirag.
Lohith, dan H.
Prashantha.
AuComparative performance analysis of various digital modulation schemes in AWGN channel,Ay International Conference on Innovations in Power and Advanced Computing Technologies,.
, vol.
2017Janua, hal.
1Ae5, 2017.
Naim.
Zaini.
Sarnin dan N.
YaAoacob .
AuInteractive Learning Software For Electrical Engineering Subjects Using Matlab and ITS GUI,Ay Journal of Fundamental and Applied Sciences.
, vol.
4, no.
1, hal.
9Ae10, 2017.
DAFTAR PUSTAKA