Fauzan Azima: Tugas V-Class 2 Komunikasi Digital

1. Apa yang anda ketahui tentang QAM (Quadrature Amplitudo Modulation)!

Jawab:

QAM (Quadrature Amplitude Modulasi) adalah sebuah metode untuk menggabungkan dua Amplitude-Modulated (AM) sinyal dalam satu saluran, sehingga dua kali lipat bandwidth yang efektif. QAM merupakan suatu cara pentransmisian pada laju bit-bit yang lebih tinggi pada saluran/kanal dengan lebar pita yang terbatas. Sebagai contoh penggunaan kumpulan sinyal QAM 16 titik memungkinkan 9600 bit/detik ditransmisikan pada saluran telepon dengan lebar pita 2700 Hz. Dalam kasus tersebut empat digit biner yang berurutan harus disimpan dan dikodekan kembali sebagai salah satu dari 16 bentuk sinyal yang ditransmisikan. Sinyal-sinyal yang dihasilkan dinamakan sinyal modulasi amplitudo kuadratur (QAM). QAM digunakan dengan Pulse Amplitude Modulasi (PAM) dalam sistem digital, terutama di nirkabel aplikasi.

2. Jelaskan tentang 4-QAM (1 amplitude, 4 phases)!

Jawab:

QAM 4 keadaan merupakan teknik encoding M-er dengan M=4, di mana ada 4 keluaran QAM yang mungkin terjadi untuk sebuah frekuensi pembawa. Karena ada 4 keluaran yang berbeda, maka harus ada 4 kondisi masukan yang berbeda. Karena masukan sinyal digital ke QAM modulator adalah sinyal biner, maka untuk memperoleh 4 kondisi masukan yang berbeda diperlukan lebih dari satu bit masukan. Dengan memakai 2 bit masukan, maka diperoleh 4 (22) kondisi yang mungkin : 00, 01, 10, 11 data masukan biner digabung menjadi kelompok dua bit. Masing masing kode bit menghasilkan salah satu dari 4 keluaran yang mungkin.

Gambar 2.1. Diagram Pemancar 4-QAM

Dua bit dimasukkan secara seri kemudian dikeluarkan secara paralel satu bit ke kanal I dan bit lainnya serentak menuju ke kanal Q. Bit di kanal I dimodulasikan dengan pembawa (sin ωct) dan bit dikanal Q dimodulasikan dengan pembawa (cos ωct). Untuk logika 1 = +1 volt dan logika 0 = -1 volt, sehingga ada 2 fasa yang mungkin pada keluaran modulator kanal I yaitu +sin ωct dan -sin ωct. Dan ada 2 fasa yang mungkin pada keluaran modulator kanal Q yaitu +cos ωct dan -cos ωct. Penjumlahan linier menghasilkan 4 fasa resultan yang mungkin yaitu : +sin ωct +cos ωct, +sin ωct -cos ωct, dan -sin ωct + cos ωct, dan -sin ωct -cos ωct. Jika masukan biner dari Q = 0 dan I = 0 maka dua masukan modulator kanal I adalah -1 dan (sin ωct). Sedangkan dua masukan modulator kanal Q adalah -1 dan cos ωct.

Sehingga, keluarannya adalah :

Modulator kanal I = (-1) ( sin ωct) = -1 sin ωct

Modulator kanal Q = (-1) (cos ωct) = -1 cos ωct

Dan keluaran dari penjumlah linier adalah

-1 sin ωct -1 cos ωct = √((-1)^2+(-1)^2 ) cos (ωct - tg -1 1)

= 1,414 cos (ωct - 450)

= 1,414 sin (ωct - 1350)

Maka diperoleh tabel kebenaran

Gambar 2.2. Diagram Fasor 4-QAM

Gambar 2.3. Diagram Susunan Bit 4-QAM

Data masukan pada QAM 4 keadaan di bagi menjadi 2 kanal. Laju pada kanal I sama dengan kanal Q yaitu setengah dari laju data masukan (fb /2). Frekuensi fundamental tertinggi ada pada data masukan ke modulator kanal I atau kanal Q , yaitu seperempat laju data masukan (fb /4). Keluaran modulator kanal I dan kanal Q memerlukan bandwidth Nyquist minimum sebesar setengah dari laju data masukan (fb /4 x 2 = fb /2)

Jadi dengan QAM 4 keadaan, penekanan bandwidth terpenuhi (bandwidh minimum lebih kecil dari laju data masukan).

Sejak sinyal keluaran tidak berubah fasa sampai dua bit (dibit) terkunci laju pembelahan bit, laju perubahan keluaran (baud) tercepat juga sama dengan setengah laju data masukkan. Bandwidth minimum dan baud adalah sama.

3. Jelaskan tentang 8-QAM (2 amplitudes, 4 phases)!
Jawab:
QAM 8 keadaan adalah teknik encoding M-er dengan M=8. Dengan QAM 8 keadaan keluaran yang mungkin untuk satu frekuensi pembawa. Untuk memperoleh 8 kondisi masukan yang berbeda maka data masukan biner digabung menjadi tiga kelompok bit yang disebut TRIBIT (23 = 8). Masing-masing kode tribit menghasilkan salah satu keluaran yang mungkin.
Masukan bit serial mengalir ke pembelah bit dimana mengubah ke bit paralel, menjadi keluaran tiga kanal (kanal I atau kanal ‘in-phase’, kanal Q atau ‘in quadrature’, dan kanal C atau ‘kontrol’). Sehingga laju bit pada masing –masing kanal menjadi sepertiga laju data masukan (fb /3). Bit kanal I dan C menuju konverter kanal I dan bit di kanal Q dan C menuju conventer kanal Q. Conventer ‘2 to 4 level’ adalah DAC (digital to analog conventer) engan masukan paralel masukan 2 bit, ada 4 tegangan keluaran yang mungkin. Bit kanal I atau Q menentukan dari polaritas dari keluaran, sinyal analog PAM (logika 1 = +V dan logika 0 = –V ). Sedangkan bit kanal C menentukan besarnya (logika 1= 1,307 V dan logika 0 = 0,541 V), karena bit kanal C sama sebagai masukan converter kanal I dan Q, maka besar sinyal kanal I dan Q selalu sama.

Gambar 2.4. Diagram Pemancar 8-QAM

Untuk masukan tribit Q = 0, I = 0, C = 0 (000), maka masukan converter kanal I adalah 1 = 0 dan C = 0, dari tabel kebenaran di peroleh keluaran –0,541 volt. Dan masukan converter kanal Q adalah Q = 0 dan C = 0, dari tabel kebenaran di peroleh keluaran –0,541. Lalu dua masukan modulator kanal I adalah –0,541 dan sin dan keluarannnya adalah :

I = – (0,541) (sin ωct)

= – 0,541 sin ωct

Dan dua masukan modulator kanal Q adalah –0,541 dan cos ωct laju keluarannya adalah :

Q = (– 0,541)( cos ωct)

= – 0,541 cos ωct

Kemudian keluaran dari modulator kanal I dan Q di jumlah pada penjumlah linier dan keluarannya adalah :

= – 0,541 sin ωct – 0,541 cos ωct

= 0,765 sin ωct – 1350

Sejak data dibagi menjadi tiga kanal, laju data pada kanal I, kanal Q, dan kanal C. Adalah sebesar sepertiga dari laju data masukan (fb /3). Karena bit di kanal I, Q, C dikeluarkan secara serentak dan paralel, converter juga mengalami perubahan pada masukan keluaran pada laju yang sama yaitu fb /3.