Introduction to spread spectrum (SS)alfin.dosen.st3telkom.ac.id/wp-content/uploads/sites/8/2016/03/... · C = Kapasitas kanal transmisi (bps) ... Contoh SSRG dengan 3 stage di-tap

ALFIN HIKMATUROKHMAN,ST . ,MT

HTTP: / /ALFIN .DOSEN.ST3TELKOM.AC . ID/

Introduction to spread spectrum (SS)

1

Alfin Hikmaturokhman,MT

http://alfin.dosen.st3telkom.ac.id/

LATAR BELAKANG

CDMA merupakan salah satu jenis sistem aksesjamak yang akan memberikan kode untuk unik (ID)yang dikenakan pada setiap panggilan atau data,dan menyebarkan pada frekuensi yang tersedia.

Teknologi CDMA merupakan teknologi memisahkanpanggilan pengguna satu dengan lainnyamenggunakan kode.

Hasilnya, semua frekuensi CDMA dapat digunakansemua sel, sehingga dapat meningkatkan jumlahtotal kanal suara yang tersedia dan kapasitas sistemsecara keseluruhan



2

Sistem telekomunikasi dengan teknologi spreadspektrum mula-mula dipakai dalam dunia militer.Hal ini disebabkan karena kemampuan-kemampuan secara istimewa yang secara potensialdimiliki teknologi ini, yaitu: kemampuan menolakderau, menembus jamming, menyelundupkaninformasi (signal hiding), mengacak (scrambling)data dan pengalamatan (addressing) terminal.

3



Cont…

Sistem spread spectrum memiliki ciri yang khas,yaitu sinyal yang ditransmisikan memiliki lebar pitayang jauh lebih besar dibandingkan dengan lebarpita sinyal informasi yang ditransmisikan.

Penyebaran spectrum yang terjadi dilakukan olehfungsi penyebar tersendiri, yang tidak tergantungpada informasi yang disampaikan.

4



Teori Shannon

Konsep pemikiran pengiriman informasi denganpenyebaran spectrum didasarkan pada teori Shannonuntuk kapasitas saluran.

Pada teori ini dinyatakan bahwa besarnya kapasitas saluran(C) ditentukan oleh lebar pita (B) dan sinyal to noise ratio(S/N) yaitu:

C = Kapasitas kanal transmisi (bps)

Bω = Lebar pita frekuensi transmisi (Hz)

S = Daya Sinyal (watt)

N = Daya derau(watt)

5



Dari teori tersebut terlihat bahwa untukmenyalurkan informasi pada suatu saluran berderaudapat ditempuh dengan 2 cara yaitu:

a. Cara konvensional, dimana B kecil dan S/N besar(kerapatan spektral daya besar ).

b. Cara spread spectrum, dimana B besar, S/N kecildan P besar.

6



Tradisional Communication System VsSpread Spectrum Systems

7



TEKNIK SPREAD SPECTRUM

PENGERTIAN

Spread spectrum signal digunakan untuk mentransmisikan informasi digitalyang dipengaruhi oleh karakteristik bandwidth W yang lebih besar dariinformation rate R dalam bits/s, sehingga daya yang dibutuhkan sedikit.

Pengertian lain dari teknik spread spectrum adalah suatu teknik yangmemungkinkan beberapa user menggunakan bandwidth yang sama padawaktu yang sama tanpa terjadi interferensi satu sama lain.

Suatu sistem dapat disebut sistem spread spectrum jika memenuhipersyaratan:

1. Sinyalnya membutuhkan bandwidth yang besar untuk mengirimkan informasi.

2. Spreading signal atau disebut code signal merupakan data independen.

3. Pada receiver, despreading dilakukan dengan menyesuaikan spread sinyal yangditerima dengan replika sinkronisasi dari spread sinyal informasi.

8



Sinyal spread spectrum digunakan untuk:

1. Menghilangkan atau menekan efek interferensidetrimental pada jamming, interferensi dari userlain pada kanal dan interferensi karenamultipath propagation.

Jammer harus dihilangkan karena akanmengganggu komunikasi karenamembingungkan penerima. Interferensi dari userlain terjadi karena user berbagi kanal bandwidthyang sama untuk mengirimkan berbagaiinformasi ke berbagai tujuan pada saat yangbersamaan.

9



Cont..



10

Cont..



11

2. Menyembunyikan sinyal dengan mentransmisikanpada daya rendah yang tertutup oleh noise.Penyembunyian pesan dibalik noise dilakukandengan menyebarkan bandwidthnya dengan codingdan transmitting sinyal resultan pada daya rendah.Pada keadaan ini probabilitas pendengar lain untukmengetahui isi pean sangat rendah, atau dikenaldengan Low-probability-of- intercept (LPI).

Diagram Blok dari spread-spectrum:



12

Cont..



13

Komponen utama dari sistem ini adalah kanal encoderdan decoder, modulator dan demodulator.

Untuk menyebarkan frekuensi dari sinyal-sinyal yangdikirim, pada modulator dan demodulator ditambahkangenerator pola pseudo-random.

Generator ini menghasilkan nilai biner pseudo-noise,yang ditambahkan pada modulator sebelum sinyalditransmisikan dan memisahkannya setelah sinyalditerima di demodulator.

Sinkronisasi pada generator PN di penerima dengansequence PN pada sinyal yang diterima dibutuhkan agarsinyal bisa didemodulasi kembali

Pembangkitan Kode pada CDMA

Pseudo-Noise (PN) Sequence

PN Sequence disebut juga maximum-length sequence (m-sequence). Sebuah m-sequence dibangkitkan dari linier SRG(Shift Register Generator ). SRG ini mem-feedback-kansinyal untuk dikembalikan pada satu input dari shift register(delay line) dimana fungsi feedback ditunjukkan denganmodulo-2 adder (XOR).



14

Cara Pembangkitan Kode PN

Kode yang dihasilkan oleh sebuah susunan shiftregister dengan feedback bergantung pada :

• Jumlah register (elemen flip-flop) yang digunakan

• Konfigurasi dari sambungan feedback (jumlahadder modulo dua)

• Kondisi awal (state awal) dari register-register.



15

Contoh SSRG dengan 3 stage di-tap pada stage 2 dan stage 3

Contoh pembangkitkan kode menggunakan registerseperti yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah sebagai berikut, misal nilai dari stage-stage tersebut adalah [ 0,0,1 ]. Setelah clock dilakukan untuk setiap bit sepanjang register, maka diperoleh hasil sebagai berikut :



16

x1 x2 x3

Modulo-2 adder

Stage 1 Stage 2 Stage 3 Output

register

Cont..

Shift

Output

Stage 1 Stage 2 Stage 3 Register

0

1

2

3

4

5

6

0 0 1 1

1 0 0 0

0 1 0 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 1 1

0 1 1 1

7 0 0 1 1



17

Cont..



18

Pada pergeseran ketujuh, nilai register dari masing-masing stage kembali ke nilai awal atau keadaansemula, dan untuk pergeseran selanjutnya akandiperoleh pola bit output yang sama. Jadi panjangkode PN efektifnya adalah 7.

Kode PN yang dihasilkan dengan register ini adalah: P = [ 1 0 0 1 0 1 1 ]

Latihan 1

1. Dengan gambar Shift Register Generator yang sama carilah outputnya apabila stage-stage tersebut adalah : [ 1,0,0 ].



19

Latihan 2

Sebuah shift register yang tersusun dari 4 stageseperti Gambar di bawah ini. Carilah outputnyadengan asumsi suatu kondisi untuk X1 = 1,sementara yang lain adalah 0.



20

Jawaban Latihan 2



21

Proses Spreading dan Despreading

Pseudorandom Noise (PN Sequences) merupakan suatu fungsipenebar yang bebas terhadap sinyal informasinya berupa deretankode acak semu yang memiliki karakteristik spektral mirip derau(noise).

Deretan kode ini dibangkitkan oleh suatu Pseudonoise Generator(PNG) berupa Linear Feedback Shift Register.

PN Sequences ini disebarkan melalui kanal transmisi bersamadengan sinyal informasi asli dari pengirim.

Proses penyebaran ini dikenal dengan proses spreading. Sedangkan proses untuk mengembalikan sinyal spreading

menjadi sinyal informasi asli disebut despreading. Proses spreading dan dispreading sinyal informasi dilakukan

dengan cara menjumlahkan bit informasi yang dikirim denganPN Sequences menggunakan penjumlahan modulo-2 atau fungsilogika X-OR dengan simbol

.

22



Fungsi logika X-OR merupakan suatu fungsilogika yang memiliki keluaran yang akanberlogika ‘1’ jika jumlah masukan yangberlogika ‘1’ adalah ganjil.

Dan keluarannya akan berlogika ‘0’ jikamasukan yang berlogika ‘1’ berjumlah genap .

23



Proses Spreading dan Despreading

24



Parameter yang digunakan dalam proses perhitungan antara lain

Bit informasi

Merupakan sinyal informasi yang akanditransmisikan berupa deretan bit biner, yaitu 0 dan1.

Kondisi awal

Merupakan bit yang dimasukkan pada LinearFeedback Shift Register untuk memperolehderetan PN Sequences. Sama halnya dengan bitinformasi, kondisi awal adalah berupa bit biner.

25



PN Sequences

Merupakan suatu fungsi penebar yang bebasterhadap sinyal informasinya berupa deretan kodeacak semu yang memiliki karakteristik spektralmirip derau (noise).

Sinyal spreading

Sinyal ini merupakan sinyal hasil kombinasi darideretan PN Sequences dengan bit informasi. Untukmengkombinasikan keduanya digunakan suatufungsi penjumlahan modulo-2.

26



Sinyal despreading

Merupakan sinyal yang sama dengan sinyalinformasi asli yang dikirimkan oleh bagianpengirim. Sinyal ini diperoleh dengan caramengkorelasikan sinyal spreading dengan PNSequences yang sama seperti pada bagianpengirim.

27



PERHITUNGAN PN SEQUENCES

Berikut ini adalah perhitungan untuk memperolehPN Sequences, sinyal spreading dan despreading.

1. Perhitungan PN Sequences dengan kondisi awal 2 bit

Bit informasi = 1010

Kondisi awal = 01

PN Sequences = 101

Isi tingkat penyimpan register geser dengan kondisiawal 2 bit.

28



29



Soal 3 stage

Perhitungan PN Sequences dengan kondisi awal 3 bit

Bit informasi = 1010

Kondisi awal = 001 (ganjil) ; 010 (genap)

PN Sequences = ?????

Spreading ????

De spreading ???

30



Soal 4 stage

4 stage dengan kondisi awal s4=1 yg lainnya 0.

a. Tentukan spreading dan despreadingnya apabila sinyal informasinya 0110

31



X 1 X 4X 3X 2

Keluaran

Pergeseran

ke

Isi PenyimpanKeluaran

Stage 1 Stage 2 Stage 3 Stage 4

Kondisi awal 1 1 1 0 0

1 1 1 1 1 1

2 0 1 1 1 1

3 1 0 1 1 1

4 0 1 0 1 1

5 1 0 1 0 0

6 1 1 0 1 1

7 0 1 1 0 0

8 0 0 1 1 1

9 1 0 0 1 1

10 0 1 0 0 0

11 0 0 1 0 0

12 0 0 0 1 1

13 1 0 0 0 0

14 1 1 0 0 0

15 1 1 1 0 0



32

Sinyal spreading

=1 011110101100100 + 0 011110101100100 + 1 011110101100100 + 0 011110101100100

=100001010011011011110101100100100001010011011011110101100100

Despreading

=10000101001101101 1110101100100 + 011110101100100 011110101100100 + 100001010011011 011110101100100 + 011110101100100 011110101100100

=111111111111111000000000000000111111111111111000000000000000

= 1010



33

Introduction to spread spectrum (SS)alfin.dosen.st3telkom.ac.id/wp-content/uploads/sites/8/2016/03/... · C = Kapasitas kanal transmisi (bps) ... Contoh SSRG dengan 3 stage di-tap

Documents