ModulasiModulasi

•• ModulasiModulasi adalahadalah prosesproses modifikasimodifikasi sinyalsinyal carriercarrierterhadapterhadap sinyalsinyal inputinput

•• SinyalSinyal informasiinformasi ((suarasuara,, gambargambar, data), agar, data), agar dapatdapatdikirimdikirim keke tempattempat lain,lain, sinyalsinyal tersebuttersebut harusharusditumpangkanditumpangkan padapada sinyalsinyal lain.lain.

•• DalamDalam kontekskonteks radioradio siaransiaran,, sinyalsinyal yangyang menumpangmenumpangadalahadalah sinyalsinyal suarasuara,, sedangkansedangkan yangyang ditumpangiditumpangi adalahadalahsinyalsinyal radio yangradio yang disebutdisebut sinyalsinyal pembawapembawa (carrier).(carrier).

•• JenisJenis dandan caracara penumpanganpenumpangan sangatsangat beragamberagam.. YaituYaituuntukuntuk jenisjenis penumpanganpenumpangan sinyalsinyal analoganalog akanakan berbedaberbedadengandengan sinyalsinyal digital.digital. PenumpanganPenumpangan sinyalsinyal suarasuara jugajugaakanakan berbedaberbeda dengandengan penumpanganpenumpangan sinyalsinyal gambargambar,,sinyalsinyal film,film, atauatau sinyalsinyal lain.lain.

Tujuan ModulasiTujuan Modulasi

•• Transmisi menjadi efisien atau memudahkanTransmisi menjadi efisien atau memudahkanpemancaran.pemancaran.

•• Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah,Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah,jika f / fcjika f / fc ~~ 11 –– 10 %10 %

•• Menekan derau atau interferensiMenekan derau atau interferensi•• Untuk memudahkan pengaturan alokasiUntuk memudahkan pengaturan alokasi

frekuensi radio ( diterbitkan oleh ITUfrekuensi radio ( diterbitkan oleh ITU--T )T )•• UntukUntuk multiplexingmultiplexing :: proses penggabunganproses penggabungan

beberapa sinyal informasi untuk disalurkanbeberapa sinyal informasi untuk disalurkansecara bersamasecara bersama--sama melalui satu kanalsama melalui satu kanaltransmisi.transmisi.

Proses modulasiProses modulasi terdiri dari :terdiri dari :

•• Modulasi secara analogModulasi secara analog–– Modulasi Continuous WaveModulasi Continuous Wave

•• Modulasi Amplitudo (AM)Modulasi Amplitudo (AM)–– AM Full Carrier (AM FC)AM Full Carrier (AM FC)–– Double Side Band (DSB)Double Side Band (DSB)–– Single Side Band (SSB)Single Side Band (SSB)–– Vestigial Side Band (VSB)Vestigial Side Band (VSB)

•• Modulasi SudutModulasi Sudut–– Modulasi Frekuensi (FM)Modulasi Frekuensi (FM)–– Modulasi Phasa (PM)Modulasi Phasa (PM)

–– Modulasi PulsaModulasi Pulsa•• Modulasi Pulsa AnalogModulasi Pulsa Analog

–– Pulse Amplitude Modulation (PAM)Pulse Amplitude Modulation (PAM)–– Pulse Position Modulation (PPM)Pulse Position Modulation (PPM)–– Pulse Width Modulation (PWM)Pulse Width Modulation (PWM)

•• Modulasi Pulsa DigitalModulasi Pulsa Digital–– Pulse Code Modulation (PCM)Pulse Code Modulation (PCM)–– Delta Modulation (DM)Delta Modulation (DM)–– Differential Pulse Code Modulation (DPCM)Differential Pulse Code Modulation (DPCM)

•• Modulasi secara digitalModulasi secara digital–– Amplitude Shift Keying (ASK)Amplitude Shift Keying (ASK)–– Frequency Shift Keying (FSK)Frequency Shift Keying (FSK)–– Phase Shift Keying (PSK)Phase Shift Keying (PSK)

Basic Types of Modulation

1. Continuous Wave (CW) Carrier Modulation• Gelombang pembawa (carrier waveform) berupa gelombang kontinyu (biasanya

sinusoidal)• Salah satu parameter dari gelombang pembawa diubah sesuai bentuk sinyal

informasi yang akan ditransmisikan

2. Pulse Modulation• Gelombang pembawa (carrier waveform) berbentuk pulsa (biasanya pulsa

persegi/rectangular)• Salah satu parameter dari pulsa gelombang pembawa diubah sesuai bentuk

sinyal informasi yang akan ditransmisikan

•• Gelombang pembawa berbentuk sinusoidalGelombang pembawa berbentuk sinusoidal ::

c(t) = Ac(t) = Acc cos(2cos(2ππ ffcct +t + ΦΦcc ))

–– ParameterParameter –– parameter dari gelombang tersebutparameter dari gelombang tersebutyang dapat dimodulasi adalah :yang dapat dimodulasi adalah :•• Amplitudo, Ac untuk modulasi amplitudoAmplitudo, Ac untuk modulasi amplitudo•• Frekuensi, fc atauFrekuensi, fc atau ωωcc == 22ππ ffcc tt untuk modulasi frekuensiuntuk modulasi frekuensi•• Phasa,Phasa,ΦΦcc untuk modulasi fasa.untuk modulasi fasa.

( )tc

cycle (T)

Amplitude (V)

00

+900

1800

-900

time (t)A

B

A B

Amplitudo, Frekuensi, Phase

AmplitudoNilai maksimum dari besaran elektrik (mis voltage) dari gelombang

volt

age

FrekuensiJumlah cycle yang dihasilkan dalam satu detik (cycles per second atau Hertz)

PhaseGelombang A dengan phase 00

Gelombang B dengan selisih phase -900 (lebih lambat) terhadap AGelombang C dengan selisih phase +900 (lebih cepat) terhadap A

C

C

0 2ππ

Modulasi Analog• Modulation Theoremà Frequency Transalation• Shifting atau pergeseran dari spektrum didalam frequency domain• Merubah atau menempatkan frekwensi rendah menjadi frekwensi yang lebih tinggi

agar dapat dikirimkan/ditransmisikan melalui media transmisi.

0 4 KHzfrekuensi

fc

carrier wave

Jenis-jenis modulasi analog :

1. Amplitude modulation (AM)2. Frequency modulation (FM)3. Pulse Amplitude Modulation (PAM)

Amplitude Modulation (AM)• Modulasi jenis ini adalah modulasi yang paling sederhana• Gelombang pembawa (carrier wave) diubah amplitudonya sesuai dengan signal informasi yang

akan dikirimkan

• Modulasi ini disebut juga linear modulation, artinya bahwa pergeseran frekwensinya bersifatlinier mengikuti signal informasi yang akan ditransmisikan

Modulation

Message signal

Carrier waveform

Modulatedsignal

time

volt

age

time

volt

age

time

volt

age

0 4 KHzfrekuensi

fc

carrier

Messagesignal

Modulatedsignal

Digambarkan dalam spektrum frekuensi

Frequency Modulation (FM)

Modulation

Message signal

Carrier waveform

Modulatedsignal

time

volt

age

time

volt

age

time

volt

age

• Frekwensi dari gelombang pembawa (carrier wave) diubah-ubah menurut besarnyaamplitudo dari sinyal informasi

• Karena noise pada umumnya terjadi dalam bentuk perubahan amplitudo, FM lebihtahan terhadap noise dibandingkan dengan AM

•• AMAM

•• FMFM

•• PMPM

Pulse Amplitude Modulation (PAM)• Konsep dasar PAM adalah mengubah amplitudo pembawa yang berupa deretan pulsa

(diskrit) mengikuti bentuk amplitudo dari signal informasi yang akan dikirimkan• Sinyal informasi yang dikirim tidak seluruhnya tapi hanya sampelnya saja (sampling

signal)

Modulation

Message signal

Carrier

Modulatedsignal

time

volta

ge

time

volta

getime

volta

ge

Modulasi Digital

v Teknik modulasi digital pada prinsipnya merupakan variantdari metode modulasi analog

v Teknik modulasi digital :• Teknik dasar :

Ø Amplitude shift keying (ASK)

Ø Frequency shift keying (FSK)

Ø Phase shift keying (PSK)• Variant dari teknik dasar di atas :

Ø 4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM)

Ø Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Ø Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa•Sinyal “1” à direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa)•Sinyal “0” à direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombangpembawa)

Sinyal direpresentasikan dalam perubahan frekuensi gelombang pembawa•Sinyal “1”à direpresentasikan dengan frekuensi tinggi•Sinyal “0”à direpresentasikan dengan frekuensi rendah

Sinyal direpresentasikan dalam perubahan phase gelombang pembawa•Sinyal “1”à Phase gelombang pembawa tidak bergeser (pergeseran phase 00)•Sinyal “0”à Phase gelombang pembawa bergeser 1800 (berlawanan)

Binary Amplitude Shift Keying (BASK)

BASK, BFSK dan BPSK

Binary Frequency Shift Keying (BFSK)

Binary Phase Shift Keying (BPSK)

BASK, BFSK dan BPSK

BASK

BFSK

BPSK

Signal

Sinyal direpresentasikan dengan 4 nilai besaran amplitudo dari gelombangpembawa.

4 Pulse Amplitude Modulation (4-PAM)

Bit valueBit value AmplitudeAmplitude

0000 --22

0101 --11

1010 +1+1

1111 +2+2

00 01 10 11+1 +2-1-2

Sinyal direpresentasikan dengan 4 status pergeseran phase dari gelombangpembawa.

Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Bit valueBit value Phase shiftPhase shift

0000 0000

0101 +90+9000

1010 --909000

1111 18018000

00

+900

-900

1800 00

01

10

11

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)v Merupakan kombinasi amplitude modulation dan phase shift keying

v Sinyal direpresentasikan dalam kombinasi besaran amplitudo (2 besaran) danpergeseran phase (4 status).

v Memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi untuk bandwidth yang ditentukan

v Lebih tahan terhadap noise

Bit valueBit value AmplitudeAmplitude Phase shiftPhase shift

000000 11 0000

001001 22 0000

010010 11 909000

011011 22 909000

100100 11 18018000

101101 22 18018000

110110 11 27027000

111111 22 27027000

00

900

1800

2700

12

000 001

010

011

100101

110

111

Bit stream sinyal sbb : 001010100011101000011110Bagi dalam kelompok masing-masing 3 bit: 001-010-100-011-101-000-011-110

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

Contoh :

Bit valueBit value AmplitudeAmplitude Phase shiftPhase shift

001001 22 0000

010010 11 909000

100100 11 18018000

011011 22 909000

101101 22 18018000

000000 11 0000

011011 22 909000

110110 11 27027000

Perubahan amplitudo danphase

Bentuk gelombang modulasi