Teknik SPREAD SPECTRUM

Ada empat jenis dari teknik spread spectrum: Direct-Sequence (DS), Frequency-Hopping (FH), Time-Hopping (TH) and Multi-Carrier CDMA (MC-CDMA). Teknik-teknik ini dapat dikombinasikan atau digunakan secara terpisah. Dua tipe yang pertama, yaitu DS dan FH, yang paling umum digunakan dan diilustrasikan pada Gambar 1.

teknik spread spectrum umum
Gambar 1, teknik spread spectrum umum

Frequency-Hopping Spread Spectrum

Dalam teknik ini, perubahan frekuensi carrier pada interval waktu yang teratur. Frekuensi yang dipilih dari kelompok yang telah ditentukan dalam spektrum yang tersedia dan mereka mengubah dalam urutan ditentukan oleh pseudo-random sequence, dengan karakteristik yang mirip dengan termal noise, dengan demikian nama tersebut adalah PN (Pseudo-Noise) sequence.

Setiap bit dalam urutan PN disebut chip. Ide nama ini adalah untuk membedakan antara data, dinyatakan dalam bit, dan kode ( spreading sequences misalnya ) yang tidak membawa informasi apapun.

diagram sistem  frekuensi-hopping  dan terkait bentuk gelombang
Gambar 2, diagram sistem frekuensi-hopping dan terkait bentuk gelombang

Urutan PN mengontrol synthesizer frekuensi yang digunakan untuk membangkitkan carrier . Gambar 2 menunjukkan diagram blok yang disederhanakan dari sistem frekuensi-hopping dan berkaitan dengan bentuk gelombang.

Untuk sistem pada Gambar 2, selama transmisi, bit informasi baseband termodulasi. Urutan PN menentukan urutan hopping {f1 ; f2 ; f3 ; … ; fg} yang akan dihasilkan oleh synthesizer frekuensi untuk transmisi melalui antarmuka udara ( lihat Gambar 2). Di sisi penerima, urutan generator PN mendefinisikan frekuensi pusat dari bandpass filter  dan frekuensi untuk proses demodulasi. Modulasi, transmisi, penerima dan demodulasi hanya berhasil jika kedua generator urutan PN kompatibel dan disinkronisasi. Jumlah frekuensi yang digunakan bervariasi dari beberapa sampi dengan beberapa ribu. Ada skema pelaksanaan lainnya mungkin bagi sistem FH. Sistem FH biasanya diklasifikasikan dalam dua kategori, tergantung pada tingkat hopping:

– Fast Frequency Hopping (FFH )

Tingkat hopping sama dengan atau lebih besar dari bit rate dari sinyal baseband;

– Slow Frequenc y Hopp ing (SFH )

Tingkat hopping adalah kurang dari bit rate dari sinyal baseband

Semakin besar privasi yang diinginkan dan perlindungan terhadap interferensi, semakin tinggi tingkat hopping dan jumlah frekuensi yang dibutuhkan.

Direct-Sequence Spectrum Spreading

Teknik spread spectrum DS adalah yang paling banyak digunakan dalam sistem spread spectrum karena kemudahan dalam implementasi.  DS tidak memerlukan sirkuit frekuensi synthesizer kecepatan tinggi seperti pada sistem FH. Seperti namanya DS menunjukkan  spread spectrum diperoleh dari modulasi langsung dari carrier yang membawa PN sequence. Teknik ini menempati pita frekuensi yang tersedia secara keseluruhan yang terjadi secara terus menerus, tidak seperti FH. Modulasi dapat berupa AM, FM atau bentuk modulasi sudut. Dalam prakteknya, skema modulasi sebagian besar bekerja adalah modulasi fase, seperti BPSK, QPSK dan variannya. Skema modulasi yang berbeda dan lebih efisien ( dalam hal jumlah bit per simbol ), seperti 8- PSK, 16- QAM dan 64- QAM, sedang dievaluasi untuk evolusi lebih lanjut dari standar CDMA untuk mencapai kapasitas transmisi yang lebih tinggi.

Diagram yang disederhanakan sistem direct-sequence
Gambar 3, Diagram yang disederhanakan sistem direct-sequence

Gambar 3 menunjukkan diagram dari sistem direct sequence spread spectrum  menggunakan modulasi BPSK. Bentuk gelombang yang terkait akan ditampilkan pada bagian bawah

bit informasi , biasanya  berupa sinyal digital narrowband, yang tersebar ke dalam sinyal widebad oleh  PN sequence dan dikirimkan setelah dimodulasi. Pada penerima, sinyal demodulated dan despread oleh urutan PN lokal yang dihasilkan. Mirip dengan pemancar sistem frekuensi-hopping dan penerima harus memiliki sirkuit untuk menjamin sinkronisasi antara PN sequence.

Sinyal informasi ( bit ), untuk suara digital misalnya, adalah dijumlahkan dengan PN sequence yang digunakan untuk proses spread spectrum. Ini merupakan penjumlahN modulus -2 yaitu berupa fungsi eksklusif logika OR ( XOR ). Gambar 4 menunjukkan diagram mewakili fungsi logis XOR  dan analog produk.

Fungsi logis XOR dan produk analog.
Gambar 4, Fungsi logis XOR dan produk analog.

Tabel 1 menunjukkan kesetaraan antara fungsi logis XOR  dan analog produk dengan pemetaan nilai-nilai analog ‘ -1 ‘ Dan ‘ +1 ‘, masing-masing kedalam nilai-nilai biner ‘1 ‘dan ‘0 ‘. Persamaann ini penting karena nilai-nilai analog dapat membawa informasi sebagain gain.

persamaan antara fungsi logis XOR  dan produk analog
Tabel 1, persamaan antara fungsi logis XOR dan produk analog

Gambar 5  menunjukkan diagram untuk proses direct-sequence spectrum spreading menggunakan PN kode tertentu, yang ditunjukan dengan c1, atau urutan PN.

diagram fungsional direct-sequence spreading
Gambar 5, diagram fungsional direct-sequence spreading

PN sequence biasanya jauh lebih tinggi daripada tingkat informasi. Sebagai contoh untuk penerapan tingkat informasi dari 10 Kbps, tingkat kode 1 Mcps ( Mega chips per detik ), menghasilkan tingkat spread signal 1 Mcps. Dalam hal ini, fungsi eksklusif OR menggunakan chip 100 kode c1 yang berurutan untuk memproses setiap bit informasi, ‘0 ‘atau ‘1 ‘.

This entry was posted in Telekomunikasi, Tutorial and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s