111040314_resume.pdf

Tugas Akhir - 2009

ANALISIS PERFORMANSI PLC(POWER LINE COMMUNICATION) MENGGUNAKAN OFDM DAN SPREAD SPECTRUM Andika Ilmar¹, Basuki Rahmat², Budi Prasetya³ ¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom Abstrak Power Line Communication (PLC) merupakan sistem transmisi data dengan memanfaatkan kabel listrik sebagai media pembawa frekuensi (frequency carrier). Kanal PLC sangat tidak bersahabat terhadap propagasi sinyal karena memiliki karakteristik multipath, redaman, dan level noise yang tinggi menyebabkan penurunan kualitas transmisi informasi melalui kanal PLC. Dengan karakteristik kanal yang di atas diperlukan penerapan teknik-teknik modulasi dan pengkodean kanal yang baik untuk meningkatkan kinerja sistem dalam mentransmisikan data. Teknik modulasi multicarrier OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) selama ini banyak diterapkan untuk mengatasi kanal yang bersifat frequency selective fading akibat multipath propagation. Selain itu, dewasa ini keterbatasan sumber (resouce), dalam hal ini alokasi frekuensi, akibat banyaknya jumlah pengguna, mengharuskan teknik untuk mengakses kanal yang seefektif dan seefisien mungkin. Skema akses jamak (Multiple Access) memungkinkan user dalam jumlah besar melakukan akses pada suatu resource komunikasi. CDMA (code division multiple access) merupakan suatu teknik akses jamak yang memperbolehkan banyak user mentransmisikan informasi dalam waktu dan frekuensi yang sama secara terus-menerus. Setiap user diberikan suatu kode pseudo-random yang saling orthogonal untuk meminimalisasi multiple access interference (MAI). Keuntungannya, CDMA mengurangi ketergantungan terhadap perencanaan frekuensi. Metode transmisi multicarrier seperti OFDM memungkinkan untuk dikombinasikan dengan teknik akses jamak berbasiskan code division multiple access (CDMA). Kombinasi tersebut dikenal sebagai multi-carrier spread spectrum (MC-SS). Diharapkan juga dengan implementasi kedua sistem tersebut akan meningkatkan kinerja sistem PLC secara keseluruhan. Sebagai indikator kinerja di sini digunakan parameter BER dan SNR. Kata Kunci : Kata kunci : PLC, frequency selective fading, OFDM, spread spectrum, noise impulse, burst error, BER, SNR.

Fakultas Teknik Elektro

Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

Abstract Power Line Communication (PLC) is a kind of data transmission system that using electrical line as its frequency carrier medium. The PLC channel is hardly not friendly in signal propagation because of its characteristics in multipath, attenuation, and the high noise level that cause quality degradation of the information through the PLC channel. With such characteristics above, it is recommended to apply better modulation and channel coding techniques to increase system capability in transmitting data. The multicarrier modulation technique OFDM (orthogonal Frequency Division Multiplexing) so far has been using to overcome the frequency selective fading that caused by multipath propagation. Apart from that, today the limited resource, in this case about the frequency allocation that caused by the number of user, needs an effective and efficient technique in accessing the channel. the multiple access makes the user possible in a large amount in doing access in a communication resource. CDMA (Code Division Multiple Access) is an ordinary technique that possible many users to transmit information in the same time and frequency continuously. Each user is given a pseudo-random code that orthogonal each other to reduce Multiple Access Interference (MAI). As the result, CDMA will decrease the dependence of frequency planning. Multicarrier transmission method like OFDM is enable to combine with an access technique based on Code Division Multiple Access (CDMA). The combination is known as Multi-carrier spread spectrum (MC-SS). It is to be hoped that these two implementations system will increase PLC capabilities overall. Here, the value of BER and SNR are used as the indicator of the capabilities. Keywords : Keywords : PLC, Frequency Selective Fading, OFDM, Spread Spectrum, Noise impulse, burst error, BER, SNR.

Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

1 Bab I Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah Dewasa ini perkembangan sistem telekomunikasi sangat pesat baik dari

sisi

teknologi

maupun

pertumbuhan

permintaan

pelayanan

komunikasi. Seiiring perkembangan tersebut, kebutuhan akan jaringan baru juga bertumbuh. Oleh karena itu pengembangan jaringan yang dapat menjangkau hingga ke daerah rural sekalipun sangat diperlukan. Akan tetapi

pengembangan jaringan baru tentu tidak ekonomis, karena

diperlukan investasi yang relatif besar disamping juga waktu untuk merealisasikannya. PLC (Power Line Communication) merupakan solusi yang bisa dipertimbangkan. Power Line Communication (PLC) adalah sistem transmisi data dengan memanfaatkan kabel listrik sebagai media pembawa frekuensi (frequency carrier). Prinsip dasar dari teknologi ini adalah menginjeksikan sinyal-sinyal komunikasi data ke dalam saluran transmisi tenaga listrik pada frekuensi 1-30MHz. Keterbatasan jaringan PSTN pada daerah rural bisa diatasi dengan jaringan PLC. Dalam implementasinya, sistem PLC untuk transmisi data maupun suara kecepatan tinggi menghadapi kendala buruknya karakteristik kanal PLC. Kanal PLC sangat tidak bersahabat terhadap propagasi sinyal karena memiliki karakteristik multipath, redaman, dan level noise yang tinggi menyebabkan penurunan kualitas transmisi informasi melalui kanal PLC. Dengan karakteristik kanal tersebut diperlukan penerapan teknikteknik pentransmisian yang baik untuk meningkatkan kinerja sistem dalam mentransmisikan data. Teknik modulasi multicarrier OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) selama ini banyak diterapkan untuk mengatasi kanal yang bersifat frequency selective fading akibat propagasi

Analisa Performansi PLC (Power Line Communication) Menggunakan OFDM dan Spread Spectrum Fakultas Teknik Elektro

2009 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

2 Bab I Pendahuluan

multipath, oleh karena itu diharapkan juga dapat meningkatkan kinerja system komunikasi PLC. Selain itu, dewasa ini keterbatasan sumber (resouce), dalam hal ini alokasi frekuensi, akibat banyaknya jumlah pengguna, mengharuskan teknik untuk mengakses kanal yang seefektif dan seefisien mungkin. Skema akses jamak (Multiple Access) memungkinkan user dalam jumlah besar melakukan akses pada suatu resource komunikasi. CDMA (code division multiple access) merupakan suatu teknik akses jamak yang memperbolehkan banyak user mentransmisikan informasi dalam waktu dan frekuensi yang sama secara terus-menerus. Setiap user diberikan suatu kode pseudo-random yang saling orthogonal untuk meminimalisasi multiple access interference (MAI). Keuntungannya, CDMA mengurangi ketergantungan terhadap perencanaan frekuensi. Metode transmisi multicarrier seperti OFDM memungkinkan untuk dikombinasikan dengan teknik akses berbasiskan code division multiple access (CDMA). Kombinasi tersebut dikenal sebagai multicarrier spread spectrum (MC-SS). Diharapkan juga dengan implementasi kedua sistem tersebut akan meningkatkan kinerja sistem PLC secara keseluruhan. Penelitian-penelitian terdahulu

menyangkut kirneja sistem

komunikasi PLC yang telah dilakukan “Analisis viterbi-OFDM pada PLC”[5], dalam penelitian ini disimulasikan penggunaan kode konvolusi dan OFDM untuk meningkatkan kinerja system. Terbukti dengan penerapan keduanya memberikan hasil simulasi peningkatan kualitas BER yang signifikan. ”Pemodelan dan Analisis Robust Decoder Untuk Kanal Power Line Communication (PLC)” , penelitian ini menganalisa pengaruh penerapan robust decoder pada PLC untuk meningkatkan kinerja. Semua penelitian-penelitian di atas masih terbatas pada penelitian single user. Oleh karena itu dalam tugas akhir ini akan dibahas kinerja sistem dalam skema akses jamak.

Analisa Performansi PLC (Power Line Communication) Menggunakan OFDM dan Spread Spectrum Fakultas Teknik Elektro

2009 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

3 Bab I Pendahuluan

1.2

Perumusan Masalah Permasalahan yang menjadi objek penelitian penulis pada tugas akhir ini adalah : 1.

Pendefinisian model sistem dengan parameter-parameternya.

2.

Bagaimana pengaruh peningkatan jumlah user pada sistem.

3.

Bagaimana pengaruh jumlah subcarrier pada sistem.

4.

Bagaimana pengaruh perbedaan kode penebar yang digunakan pada sistem.

5.

1.3

Bagaimana pengaruh pengaruh fluktuasi kondisi kanal pada sistem.

Tujuan Penelitian Analisa performansi sistem komunikasi PLC (power line communication) dengan modulasi OFDM dan sistem spread spectrum.

1.4

1.5

Batasan Masalah 1.

Sinyal mapping yang digunakan adalah QPSK.

2. 3.

Kode penebar (spreading code) yang digunakan adalah Walsh code dan m-sequence. Kinerja sistem yang diamati adalah BER.

4.

Tidak memperhitungkan impedansi coupling pada PLC.

5.

Pemodelan kanal dengan satu percabangan.

6.

Model sistem disimulasikan dengan software MATLAB.

Metode Penyelesaian Masalah Metodologi yang akan digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1.

Melakukan studi literatur dengan mempelajari berbagai referensi yang berhubungan dengan permasalahan di atas

2.

Simulasi sistem dengan menggunakan software matlab.

Analisa Performansi PLC (Power Line Communication) Menggunakan OFDM dan Spread Spectrum Fakultas Teknik Elektro

2009 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

4 Bab I Pendahuluan

1.6

3.

Analisa hasil simulasi.

4.

Konsultasi dengan pembimbing

5.

Penyusunan laporan.

Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut : BAB 1

: Pendahuluan Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang penelitian, perumusan

masalah,

tujuan

penelitian,

batasan

masalah,

metodologi penelitian, dan sistematika penulisan tugas akhir. BAB 2

: Dasar Teori Pada bab ini akan dipaparkan berbagai dasar teori yang mendukung dan mendasari penulisan tugas akhir ini.

BAB 3

: Perancangan Model dan Simulasi Pada bab ini berisi tentang perancangan model dan simulasi sistem. Bab ini meliputi blok diagram perancangan model mulai dari transmitter, kanal sampai dengan receiver, perancangan parameter simulasi.

BAB 4

: Analisa Hasil Simulasi Pada bab ini akan dianalisa hasil simulasi yang telah dilakukan.

BAB 5

: Kesimpulan dan Saran Pada bab ini akan diberikan kesimpulan mengenai permasalahan yang dibahas berdasarkan serangkaian penelitian yang dilakukan. Selain itu, pada bab ini juga akan diberikan saran untuk pengembangan selanjutnya.

Analisa Performansi PLC (Power Line Communication) Menggunakan OFDM dan Spread Spectrum Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

2009 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

46 Bab V Kesimpulan dan Saran

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Berdasarkan hasil simulasi dan analisa yang telah dilakukan pada tugas akhir ini, didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1.

Peningkatan jumlah user terbukti berpengaruh pada kinerja sistem secara

keseluruhan.Peningkatan

jumlah

user

penginterfrensi

menyebabkan penurunan kualitas pencapaian BER dalam setiap nilai SNR yang diamati. 2.

Semakin banyak jumlah subcarrier yang dipakai semakin dapat meningkatkan kinerja sistem. Hal ini dapat berpengaruh pada peningkatan kapasitas user. Tetapi peningkatan jumlah subcarrier juga menuntut peningkatan bandwidth transmisi.

3.

Penggunaan kode penebar Walsh-Hadamard terbukti lebih unggul dalam kinerja jika dibandingkan dengan penggunaan kode Msequence. Untuk SNR kecil dan jumlah user relatif sedikit, perbedaan kinerja realtif kecil, tetapi seiring meningkatnya SNR dan jumlah user maka kinerja kode Walsh jauh lebih unggul.

4.

Kondisi kanal cukup berpengaruh pada sistem. Hal ini diwakili dengan perbedaan pengaruh variasi delay spread kanal, terutama pada sistem yang mempunyai bayak user. Tetapi, pemakaian OFDM dapat meminimalisir efek delay spread kanal tersebut. Pada tugas akhir, dimodelkan kanal PLC dengan satu percabangan.

5.2

Saran 1.

Untuk menerapkan skema multicarrier-multiple acces lain seperti MT-CDMA atau MS-DS-CDMA sebagai perbandingan.

2.

Penerapan kode-kode penebar yang lain di luar kedua kode yang digunakan dalam simulasi ini.

Analisa Performansi PLC (Power Line Communication) Menggunakan OFDM dan Spread Spectrum Fakultas Teknik Elektro

2009 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

47 Bab V Kesimpulan dan Saran

3.

Menambahkan channel coding lain sebagai forward error control, agar meningkatkan BER sistem.

4.

Menerapkan MUD ( Multi User Detection ) untuk mengoptimalkan kinerja MC-SS pada sistem multiuser

5.

Pemodelan kanal jaringan listrik lebih dari satu cabang karena dapat menggambarkan kondisi sebenarnya.

Analisa Performansi PLC (Power Line Communication) Menggunakan OFDM dan Spread Spectrum Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

2009 Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

DAFTAR PUSTAKA

[1] Amirshahi-Shirazi, Pouyan. ”Broadband Access and Home Networking Through Powerline Networks”. The Pennsylvania State University. 2006. [2]

Anatory, Justinian and Friends. “Broadband PowerLine Communications: Performance Analysis”. 2006.

[3] Halid Hrasnica, Halid dan Haidine, Abdelfatteh . ”Broadband Powerline Communications Networks” . Dresden University of Technology, Germany. 2004. [5] Hara, S. “Design and Performance of Multicarrier CDMA System in Frequency Selective Fading Channels”. IEEE Transaction on Vehicular Technology. Vol.48. No.5. September. 1999. [5]

Ivan, Aulia. “Analisis Performansi Viterbi OFDM pada Kanal PLC”. Telkom Institut of Technology,Bandung. 2008.

[6]

Made Yuliandana, I. “Pemodelan Fungsi Transfer pada Power Line Communication”. Telkom Institut of Technology. Bandung. 2003.

[7]

Nugroho,

Aziz.

“Analisis

Performansi

Kode-Kode

Penebar:

Walsh-

Hadammard, Gold dan Golay pada Sistem MC-CDMA”. Institut Teknologi Telkom. 2008 [8] Rahmawati, Kartika. ”Pemodelan dan Analisis Robust Decoder Untuk Kanal Power Line Communication (PLC)”. Telkom Institut of Technology. Bandung. 2007. [9]

R’oka,Ratislav dan Dlh’an, Stanislav. ”Modelling of Transmission Channels Over The Low- Voltage Power Distribution Network” . 2005.

[10] Sumajudin, Bambang. “Diktat Sistem Komunikasi Analog dan Dijital”. Telkom Institut of Technology. Bandung. 2003. [11] Swastio, Hadi. “Proposal penelitian Perancangan Prototipe Modem PLC”. Bandung: IT Telkom. 2006.

Fakultas Teknik Elektro

Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Tugas Akhir - 2009

[12] Trung Q, Bui. “Coded Modulation Iterative Processing

Techniques With Bit Interleaving and

for Impulsive Noise Channels”.

University of

Saskatchewan. 2006. [13] Wibisono, Gunawan, Uke Kurniawan, Gunadi DH. ”Konsep Teknologi Seluler”. 2007 [14] Zimmermann, M dan Dostert K.A. “Multi-path Signal Propagation Model for Power Line Channel in the High Frequency Range”. Institute of Industrial Information System. Germany,1999.

Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi