Spread Spektrum

Spread Spektrum

1. Kinerja Spektrum Tersebar

Sistem telekomunikasi dengan teknologi spektrum tersebar mula-mula dikembangkan di kalangan militer karena memiliki sifat-sifat istimewa yang cocok diterapkan pada bidang tersebut, yaitu tahan terhadap derau, mampu menembus jamming dan kerahasiaan data yang tinggi. Sekarang ini teknologi spektrum tersebar sudah pula dikembangkan di luar kalangan militer. Pengembangan sistem ini terutama untuk sistem-sistem akses jamak. Sistem spektrum tersebar memiliki keistimewaan yang khas, yaitu sinyal yang ditransmisikan memiliki lebar pita yang jauh lebih besar dari lebar pita informasi, dimana penyebaran spektrum tersebut dilakukan oleh fungsi penyebar tersendiri, yang tidak tergantung pada informasi yang disampaikan.

Konsep komunikasi spektrum tersebar didasarkan pada teori C.E. Shannon untuk kapasitas saluran, yaitu:

C = W log(1 + S/N)

dimana:

C = kapasitas kanal transmisi (bit/detik)

W = lebar pita frekuensi transmisi (Hz)

N = daya derau (watt)

S = daya sinyal (watt)

Dari teori tersebut terlihat bahwa untuk menyalurkan informasi yang lebih besar pada saluran berderau dapat ditempuh dengan dua cara, yaitu:

1. Dengan cara konvensional, dimana W kecil dan S / N besar.

2. Cara penyebaran spektrum, dimana W besar dan S / N kecil.

Sistem spektrum tersebar yang paling banyak dipakai sekarang ini adalah DSSS

(Direct Sequence Spektrum) terbesar. Pada sistem ini, sinyal pembawa dimodulasi secara

langsung (direct) oleh data terkode. Sebagai pengkode data dipakai deret kode (code

sequence) yang memiliki sifat random.

Pada pemancar DSSS, data dikodekan dengan deret kode berkecepatan tinggi. Pada proses pengkodean inilah terjadi penyebaran spektrum. Sinyal spektrum tersebar ini

kemudian dimodulasi BPSK (Binary Phase Shift Keying) dan ditransmisikan. Penerima DSSS terdiri dari dua bagian, yaitu bagian sinkronisasi deret kode dan demodulator BPSK. Ketika sinkronisasi deret telah tercapai, akan terjadi peristiwa pemampatan spektrum sinyal DSSS ke data base band semula. Sinyal hasil pemampatan spektrum ini adalah sinyal BPSK yang siap untuk didemodulasikan.

Teknik dasar spektrum tersebar ini ditunjukkan oleh gambar 1.

Gambar 1

Teknik dasar spektrum tersebar

Parameter-parameter yang dipakai untuk mengukur kinerja sistem spektrum tersebar adalah:

1. Probability of error

Dimana :

2. Processing gain

Processing gain dari spektrum tersebar didefinisikan sebagai perbedaan kinerja antara sistem yang menggunakan spektrum tersebar dengan sistem yang tidak menggunakan spektrum tersebar. Pendekatan yang sering digunakan untuk menyatakanprocessing gain adalah perbandingan antara lebar pita frekuensi spektrum tersebar dengan laju bit informasi (data).

3. Jamming Margin

Kemampuan sistem spektrum tersebar untuk mengantisipasi adanya interferensi

dengan intensitas tinggi atau jammer ditentukan oleh kriteria jamming margin.

JM = G – [ Lsys + ( S / N )out ]

dimana:

JM = jamming margin (10 log JM dB)

Lsys = rugi-rugi implementasi sistem

(S / N)out = S / N keluaran penerima yang disyaratkan/diijinkan

1.2 Konfigurasi DSSS dan Pembangkitan Deretan Pseudonoise

Pada direct sequence sinyal pembawa yang telah termodulasi digital dimodulasi

lagi oleh deretan kode biner dengan kecepatan tinggi yang dibangkitkan oleh PRG

(Pseudo Random Generator). PRG tersebut dibangkitkan sedemikian rupa sehingga

menyerupai sinyal random.

Gambar 2

Pemancar BPSK DSSS

Gambar 3

Penerima BPSK DSSS

Penyebaran BPSK diperoleh dengan mengalikan hasil modulasi digital

Sd(t) = P 2 cos[ot + d(t)] dengan PN NRZ, c(t). Laju bit dari c(t) yang disebut laju

chip, jauh lebih besar dari laju bit dari data d(t). Lebar pita frekuensi sinyal BPSK adalah

2Rb. Sinyal yang ditransmisikan:

St(t) = P 2 c(t) cos [ot + d(t)]

mempunyai kecepatan yang sama dengan kecepatan kode dari PRG, BWs = 2Rc. Pada proses spreading ini terjadi penyebaran daya sinyal yang disebar pada 10 – 1000 kali lebar pita frekuensi asli dimana rapat spektral dayanya berkurang 10 – 1000 kali pula. Despreading dilakukan dengan memodulasi sinyal yang diterima penerima

dengan replika kode spreading yang cocok, yaitu yang sama dengan kode spreading. Pada

proses despreading ini harus digenerasi sinyal pembawa dengan frekuensi yang sama

seperti pada modulator dan replika kode spreading yang sama frekuensi dan fasanya

(sinkronisasi). Sinyal yang diterima pada demodulator:

Sr(t) = P 2 C(t-Td)cos[ot + d(t-Td) + ]

keluaran dari mixer adalah:

Sm(t) = P 2 C(t-Td) C(t-T`d) cos[ot + d(t-Td) + ]

C`(t) = C(t-Td) adalah replika urutan kode pada PRG lokal. Jika sinkronisasi tercapai,

maka C(t) = C`(t), sehingga C(t)C`(t) = C2(t) = 1. Keluaran mixer menjadi:

Sm(t) = P 2 cos[ot + d(t)]

Setelah itu informasi diperoleh kembali dengan demodulasi fasa.

Gambar 4

Spektrum sinyal sebelum dan sesudah penyebaran

Penolakan jamming atau interferensi pada DSSS dapat dijelaskan sebagai berikut:

Misalkan sinyal jamming:

j P 2 cos(ot + )

Pada masukan penerima selain sinyal yang diinginkan juga terdapat sinyal jamming /

interferensi:

Sr(t) = P 2 C(t)cos[ot + d(t)] + j P 2 cos(ot + )

Apabila C`(t) pada PRG lokal sinkron dengan C(t), maka keluaran mixer menjadi:

Sm(t) = P 2 cos[ot + d(t)] + j P 2 C(t)cos(ot + )

Sinyal informasi mengalami despreading dan kerapatan spektral dayanya naik kembali, sedangkan jamming tidak mengalami despreading sehingga pita frekuensinya melebar dan spektral dayanya menurun. Sesudah melalui BPF, daya jamming yang masuk dalam sinyal sudah sangat kecil dan tidak berarti lagi. Deretan pseudonoise sesuai dengan namanya, adalah deretan kode biner yang menunjukkan sifat-sifat random yang mirip dengan derau. Deretan pseudonoise ini dihasilkan oleh PRG yang pada umumnya dibentuk dari susunan resister geser (shift register) dimana beberapa keluaran register geser tersebut diumpanbalikkan ke masukan register geser pertama melalui sebuah parity generator (berupa gerbang EXOR) sedemikian rupa sehingga keluaran register geser terakhir menghasilkan deretan kode dengan panjang perioda deretan maksimal dan bersifat ‘random’ (pseudorandom).

Hubungan umpan balik yang berbeda akan menghasilkan keluaran kode yang berbeda pula. Periode kode yang dibentuk oleh generator PN adalah:

TPN = LTc

dimana Tc adalah durasi chip dan L adalah jumlah chip dalam suatu perioda

L = 2m – 1

Alasan penting digunakannya deretan kode semacam ini adalah karakteristik

otokorelasinya yang hampir menyerupai derau.

http://blog-e-wongmalang.blogspot.com/2008/12/spread-spektrum.html