ZULFAN AUFIFILLAH/JTD1D

Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Zulfan Aufifillah

Email : fillahaufif@gmail.com

JTD1D/24/1941160086

Dalam sistem komunikasi, modulasi adalah metode di mana sifat-sifat sinyal pembawa bervariasi atau berubah-ubah sesuai dengan sinyal pesan. Ada dua jenis metode modulasi berdasarkan jenis sinyal baseband yaitu modulasi analog dan modulasi digital. Dalam modulasi digital, sinyal baseband adalah data digital dalam bentuk 0's dan 1's. Phase Shift Keying adalah metode modulasi digital di mana fase pembawa diubah sesuai dengan sinyal baseband. Ada dua jenis metode penguncian fase pergeseran yaitu Binary Phase Shift Keying dan Quadrature Phase Shift Keying.

Apa itu Penguncian Pergeseran Fase Quadrature? Quadrature Phase Shift Keying adalah metode modulasi digital. Dalam metode ini, fase gelombang pembawa diubah sesuai dengan sinyal pita dasar digital. Fase pembawa tetap sama ketika logika input adalah 1 tetapi beralih fase ketika logikanya adalah 0. Dalam Quadrature Phase Shift Keying, dua bit informasi dimodulasi sekaligus, tidak seperti Binary Phase Shift Keying di mana hanya satu bit yang dimodulasi. Di sini, ada empat offset fase pembawa dengan perbedaan fase ± 90 ° untuk empat kemungkinan kombinasi dua bit (00, 01, 10, 11). Durasi simbol dalam modulasi ini adalah dua kali durasi bit.

Alih-alih mengubah bit menjadi aliran digital, QPSK mengubahnya menjadi pasangan bit. Metode ini juga dikenal sebagai metode modulasi Double Side Band Suppressed Carrier . Rangkaian modulasi QPSK terdiri dari bit-splitter, 2-bit serial to parallel converter, dua pengganda, sebuah osilator lokal , dan sebuah summer amplifier.

Quadrature-Phase-Shift-Keying-Circuit-Diagram

Pada input pemancar, bit sinyal pesan dipisahkan sebagai bit genap dan bit ganjil menggunakan bit splitter. Bit-bit ini kemudian dikalikan dengan gelombang pembawa yang sama untuk menghasilkan sinyal Even QPSK dan Odds QPSK. Sinyal Even QPSK adalah fase shifter sebesar 90 °, menggunakan fase shifter, sebelum modulasi. Di sini, Local Oscillator digunakan untuk menghasilkan gelombang pembawa. Setelah pemisahan bit, konverter paralel ke paralel 2-bit digunakan. Setelah dikalikan dengan bentuk gelombang pembawa, Even QPSK dan Odd QPSK diberikan pada musim panas ketika output modulasi diperoleh.

Di ujung penerima untuk demodulasi, dua detektor produk digunakan. Detektor produk ini mengubah sinyal QPSK termodulasi menjadi sinyal Even QPSK dan Odd QPSK. Kemudian sinyal dilewatkan melalui dua filter bandpass dan dua integrator. Setelah pemrosesan sinyal diterapkan pada konverter paralel-ke-seri 2-bit , yang outputnya adalah sinyal yang direkonstruksi.

Bentuk gelombang dari Penguncian Pergeseran Fase Quadrature

Setelah pemrosesan sinyal QPSK Even dan Odd, mereka diterapkan pada musim panas di mana output termodulasi diperoleh.

Quadrature-Phase-Shift-Keying-Waveform.

Keuntungan dan kerugian

·         Ini memberikan kekebalan kebisingan yang baik.

·         Dibandingkan dengan BPSK, bandwidth yang digunakan oleh QPSK berkurang menjadi setengahnya.

·         Tingkat transmisi informasi Quadrature Phase Shift Keying lebih tinggi karena mentransmisikan dua bit per simbol pembawa.

·         Daya pembawa tetap konstan karena variasi dalam amplitudo QPSK kecil.

·         Pemanfaatan bandwidth transmisi yang tersedia efektif.

·         Probabilitas kesalahan rendah dibandingkan dengan metode lain.

·         Kerugian QPSK dibandingkan dengan BPSK adalah kompleksitas sirkuit.

Modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) adalah teknik modulasi digital yang merupakan pengembangan dari modulasi PSK (Phase Shift Keying) dengan memanfaatkan perubahan fasa dari sinyal pembawa. Modulasi QPSK dapat mengkodekan dua bit per simbol yang ditujukan untuk meminimalkan bit eror rate (BER). Pada penelitian ini dirancang perangkat modulator dan demodulator QPSK yang menggunakan rangkaian balance modulator sebagai pencampur sinyal informasi dengan sinyal pembawa. Dengan menggunakan rangkaian balance modulator hanya dibutuhkan sinyal data dan sinyal pembawa sebagai masukannya. Rangkaian balance modulator menghasilkan dua buah sinyal keluaran yang memiliki beda fasa 180^o.

Sinyal keluaran balance modulator yang masih berupa sinyal BPSK harus dijumlahkan agar didapatkan sinyal QPSK. Sinyal QPSK yang dihasilkan oleh perangkat modulator tersebut dimasukan ke perangkat demodulator untuk mendapatkan kembali sinyal informasi. Dari pengukuran dan pengujian perangkat modulator dan demodulator QPSK dapat diketahui bahwa sistem telah bekerja dengan baik. Hasil pencampuran sinyal data dengan sinyal pembawa menggunakan rangkaian balance modulator menghasilkan sinyal BPSK, akan tetapi bentuk sinyal sinus pada BPSK kurang sempurna. Terdapat waktu tunda antara data masukan pada perangkat modulator dengan data keluaran pada perangkat demodulator sebesar 31,2 us. Waktu tunda ini terjadi karena ada proses penjumlahan sinyal BPSK menjadi sinyal QPSK pada bagian modulator, proses penapisan dan pengkonversian dari data paralel menjadi data serial pada bagian demodulator.

An Netta I.W

Frekuensi Modulasi

An Netta Irene Winedar

annettairenewinedar17@gmail.com

JTD_1D/03/1941160024

Aplikasi Umum

Frequency modulation (FM) adalah yang paling umum digunakan untuk siaran radio dan televisi. Band FM dibagi antara berbagai tujuan. Saluran televisi analog 0 hingga 72 memanfaatkan bandwidth antara 54 MHz dan 825 MHz. Selain itu, pita FM juga mencakup radio FM, yang beroperasi dari 88 MHz hingga 108 MHz. Setiap stasiun radio menggunakan pita frekuensi 38 kHz untuk menyiarkan audio.

Teori FM

Prinsip dasar di balik FM adalah bahwa amplitudo dari sinyal pita dasar analog dapat diwakili oleh frekuensi pembawa yang sedikit berbeda. Kami mewakili hubungan ini dalam grafik di bawah ini.

Gambar 1. Frekuensi Modulasi

Seperti yang diilustrasikan oleh grafik ini, berbagai amplitudo dari sinyal pita dasar (ditunjukkan dalam warna putih) berhubungan dengan frekuensi spesifik dari sinyal pembawa (ditunjukkan dalam warna merah). Secara matematis, kami mewakili ini dengan menggambarkan persamaan yang menjadi ciri FM.

Pertama, kami mewakili pesan kami, atau baseband, sinyal dengan sebutan sederhana m (t). Kedua, kami mewakili pembawa sinusoidal dengan persamaan:

x_c(t) = A_c cos (2πf_ct).

Proses matematika aktual untuk memodulasi sinyal pita dasar, m (t), ke pembawa membutuhkan proses dua langkah. Pertama, sinyal pesan harus diintegrasikan dengan waktu untuk mendapatkan persamaan untuk fase sehubungan dengan waktu, θ (t). Integrasi ini memungkinkan proses modulasi karena modulasi fase cukup mudah dengan sirkuit modulator I / Q yang khas. Berikut ini diagram uraian blok pemancar FM.

Seperti yang digambarkan diagram blok di atas, integrasi sinyal pesan menghasilkan persamaan untuk fase sehubungan dengan waktu. Persamaan ini didefinisikan oleh persamaan berikut:

di mana kf adalah sensitivitas frekuensi. Sekali lagi, modulasi yang dihasilkan yang harus terjadi adalah modulasi fase, yang melibatkan perubahan fase pembawa dari waktu ke waktu. Proses ini cukup mudah dan membutuhkan modulator quadrature, yang ditunjukkan di bawah ini.

Sebagai hasil dari modulasi fase, sinyal FM yang dihasilkan, s (t), sekarang mewakili sinyal termodulasi frekuensi. Persamaan ini ditunjukkan di bawah ini.

di mana m (τ) = M cos (2πfmτ). Secara lebih sederhana, kita juga dapat mewakili persamaan ini sebagai:

Indeks modulasi

Salah satu aspek penting dari modulasi frekuensi adalah indeks modulasi. Kami telah menetapkan bahwa perubahan amplitudo baseband sesuai dengan perubahan frekuensi pembawa. Faktor yang menentukan secara pasti seberapa jauh penyimpangan dari frekuensi pusatnya dikenal sebagai indeks modulasi. Secara matematis, kami telah mengidentifikasi sinyal baseband terintegrasi kami sebagai persamaan berikut.

Kami dapat menyederhanakan persamaan ini sebagai berikut:

Dalam persamaan di atas, ∆ƒ adalah penyimpangan frekuensi, yang merepresentasikan perbedaan frekuensi maksimum antara frekuensi sesaat dan frekuensi pembawa. Faktanya, rasio ∆ƒ terhadap frekuensi pembawa adalah indeks modulasi. Indeks ini, β, dengan demikian didefinisikan oleh persamaan

Sinyal pesan terintegrasi dapat direpresentasikan sebagai:

Sebagai hasilnya, kita dapat mengganti representasi baru θ (t) ini ke dalam formula asli kita untuk mewakili sinyal FM termodulasi akhir sebagai persamaan berikut:

Indeks modulasi memengaruhi sinusoid termodulasi, semakin besar indeks modulasi, semakin besar frekuensi sesaat dari pembawa. Di bawah ini kami menggambarkan sinyal termodulasi FM di mana frekuensi pusat adalah 500 kHz. Pada grafik di bawah ini, deviasi FM telah dipilih sebagai 425 kHz. Akibatnya, sinyal termodulasi akan memiliki frekuensi seketika dari 75 kHz ke 925 kHz. Rentang frekuensi yang luas terbukti dengan mengamati amplitudo minimum baseband, ketika frekuensi termodulasi sangat kecil.

Kontras gambar di atas dengan sinyal FM di mana penyimpangan frekuensi lebih kecil. Di bawah ini, kami telah memilih deviasi FM 200 kHz sebagai gantinya.

Seperti yang diilustrasikan oleh Gambar 5, rentang frekuensi sesaat dari sinyal termodulasi jauh lebih kecil dengan deviasi FM yang lebih kecil.

https://www.ni.com/en-id/innovations/white-papers/06/frequency-modulation--fm-.html

SOVIA PUSPA FIRDAUS

Single Sideband Modulation, SSB

JIKA ARTIKEL INI SAMA DENGAN LAINNYA MAKA INI AKAN DIHAPUS

Sovia Puspa Firdaus

E-mail : soviapf49@gmail.com

JTD 1B/25/1941160130

Single sideband, SSB, modulasi digunakan di banyak aplikasi suara. Ini digunakan untuk komunikasi HF, tetapi formulir telah digunakan untuk siaran TV analog. Modulasi sideband tunggal banyak digunakan di bagian HF, atau bagian gelombang pendek dari spektrum radio untuk komunikasi radio dua arah. Ada banyak pengguna modulasi sideband tunggal. Banyak pengguna yang membutuhkan komunikasi radio dua arah akan menggunakan sideband tunggal dan mereka berkisar dari aplikasi laut, umumnya transmisi titik ke titik HF, militer maupun amatir radio atau ham radio.

Modulasi sideband tunggal atau SSB berasal dari modulasi amplitudo (AM) dan modulasi SSB mengatasi sejumlah kelemahan AM. Modulasi sideband tunggal biasanya digunakan untuk transmisi suara, tetapi secara teknis dapat digunakan untuk banyak aplikasi lain di mana komunikasi radio dua arah menggunakan sinyal analog diperlukan.

Sebagai hasil dari penggunaannya yang luas ada banyak item peralatan komunikasi radio yang dirancang untuk menggunakan radio sideband tunggal termasuk: penerima SSB, pemancar SSB dan peralatan transceiver SSB.

Apa itu single sideband modulation?

Single sideband, modulasi SSB pada dasarnya adalah turunan dari modulasi amplitudo, AM. Dengan menghilangkan beberapa komponen dari sinyal AM biasa, sangat mungkin untuk meningkatkan efisiensinya.

Dimungkinkan untuk melihat bagaimana sinyal AM dapat ditingkatkan dengan melihat spektrum sinyal. Ketika pembawa kondisi tunak dimodulasi dengan sinyal audio, misalnya nada 1 kHz, maka dua sinyal lebih kecil terlihat pada frekuensi 1 kHz di atas dan di bawah pembawa utama.

Jika nada steady state diganti dengan audio seperti yang ditemui dengan pidato musik, ini terdiri dari banyak frekuensi yang berbeda dan spektrum audio dengan frekuensi di atas pita frekuensi terlihat. Ketika dimodulasi ke pembawa, spektrum ini terlihat di atas dan di bawah pembawa.

Modulasi Singleband Modulation

Dapat dilihat bahwa jika frekuensi teratas yang dimodulasi ke pembawa adalah 6 kHz, maka spektrum atas akan meluas hingga 6 kHz di atas dan di bawah sinyal. Dengan kata lain bandwidth yang ditempati oleh sinyal AM adalah dua kali frekuensi maksimum dari sinyal yang digunakan untuk memodulasi pembawa, yaitu bandwidth dua kali dari sinyal audio yang akan dibawa.

Modulasi amplitudo sangat tidak efisien dari dua titik. Yang pertama adalah ia menempati dua kali bandwidth dari frekuensi audio maksimum, dan yang kedua adalah tidak efisien dalam hal daya yang digunakan. Pembawa adalah sinyal kondisi tunak dan dengan sendirinya tidak membawa informasi, hanya menyediakan referensi untuk proses demodulasi. Modulasi sideband tunggal meningkatkan efisiensi transmisi dengan menghilangkan beberapa elemen yang tidak perlu. Dalam contoh pertama, pembawa dihapus - dapat diperkenalkan kembali di penerima, dan kedua sideband dihapus - kedua sideband adalah gambar cermin satu sama lain dan membawa informasi yang sama. Ini hanya menyisakan satu sideband - maka nama Single SideBand / SSB.

Penerima SSB

Sementara sinyal yang menggunakan modulasi sideband tunggal lebih efisien untuk komunikasi radio dua arah dan lebih efektif daripada AM biasa, mereka memang membutuhkan tingkat kerumitan yang meningkat pada penerima. Karena modulasi SSB telah menghilangkan pembawa, ini perlu diperkenalkan kembali pada penerima untuk dapat menyusun kembali audio asli. Ini dicapai dengan menggunakan osilator internal yang disebut Beat Frequency Oscillator (BFO) atau Carrier Insertion Oscillator (CIO). Ini menghasilkan sinyal pembawa yang dapat dicampur dengan sinyal SSB yang masuk, sehingga memungkinkan audio yang diperlukan untuk dipulihkan dalam detektor.

Biasanya detektor SSB sendiri menggunakan sirkuit mixer untuk menggabungkan modulasi SSB dan sinyal BFO. Sirkuit ini sering disebut detektor produk karena (seperti mixer RF apa pun) outputnya adalah produk dari dua input.

Penting untuk memperkenalkan pembawa menggunakan BFO / CIO pada frekuensi yang sama relatif terhadap sinyal SSB seperti pembawa asli. Setiap penyimpangan dari ini akan menyebabkan nada audio yang dipulihkan berubah. Sementara kesalahan hingga sekitar 100 Hz dapat diterima untuk aplikasi komunikasi termasuk radio amatir, jika musik akan dikirim pembawa harus diperkenalkan kembali pada frekuensi yang tepat. Ini dapat dilakukan dengan mentransmisikan sejumlah kecil pembawa, dan menggunakan sirkuit di penerima untuk mengunci ini.

Pengukuran daya sideband tunggal

Seringkali diperlukan untuk menentukan daya output dari pemancar sideband tunggal atau transmisi sideband tunggal. Sebagai contoh, perlu untuk mengetahui kekuatan pemancar yang digunakan untuk komunikasi radio dua arah untuk memungkinkan efektivitasnya dinilai untuk aplikasi tertentu.

Pengukuran daya untuk sinyal SSB tidak semudah untuk banyak jenis transmisi lainnya karena daya output aktual tergantung pada tingkat sinyal modulasi. Untuk mengatasi hal ini, ukuran yang dikenal sebagai daya puncak amplop (PEP) digunakan. Ini mengambil kekuatan amplop RF dari transmisi dan menggunakan level puncak sinyal kapan saja dan termasuk komponen apa pun yang mungkin hadir. Jelas ini termasuk sideband yang digunakan, tetapi juga termasuk pembawa residual yang dapat ditransmisikan.

Tingkat daya puncak amplop dapat dinyatakan dalam Watt, atau saat ini angka yang dikutip dalam dBW atau dBm dapat digunakan. Ini hanyalah tingkat daya relatif masing-masing 1 Watt atau 1 miliwatt. Sebagai contoh, sinyal daya amplop puncak 10 watt adalah 10 dB di atas sinyal 1 Watt dan karenanya memiliki daya 10dBW. Logika serupa dapat digunakan untuk menentukan kekuatan dalam dBm.

Varian modulasi sideband tunggal

Ada banyak varian modulasi sideband tunggal yang digunakan, dan ada beberapa singkatan yang berbeda untuk mereka. Ini dijelaskan di bawah ini.

• LSB: Ini singkatan dari Sideband Bawah. Bentuk modulasi sideband tunggal ini terbentuk ketika sideband bawah hanya dari sinyal asli yang ditransmisikan. Biasanya ini digunakan oleh amatir radio atau ham radio pada alokasi mereka di bawah 9 MHz.

• USB: Ini adalah singkatan dari Sideband Atas. Bentuk modulasi sideband tunggal ini terbentuk ketika hanya sideband atas sinyal asli yang ditransmisikan. Biasanya bentuk modulasi SSB ini digunakan oleh pengguna profesional pada semua frekuensi dan oleh amatir radio atau ham radio pada alokasi mereka di atas 9 MHz.

• DSB: Ini adalah Double Sideband dan ini adalah bentuk modulasi di mana sinyal AM diambil dan pembawa dihapus untuk meninggalkan kedua sideband. Meskipun mudah dibuat, ia tidak memberikan peningkatan efisiensi spektrum dan juga tidak mudah untuk diselesaikan. Karenanya jarang digunakan.

• SSB SC: Ini singkatan dari Single Sideband Suppressed Carrier. Ini adalah bentuk modulasi SSB di mana pembawa dihapus sepenuhnya sebagai lawan dari pembawa tereduksi SSB di mana beberapa pembawa ditinggalkan.

• VSB: Ini singkatan dari Vestigial Sideband. Ini adalah bentuk adalah sinyal di mana satu sideband benar-benar hadir, dan sideband lain yang hanya sebagian dipotong atau ditekan. Ini banyak digunakan untuk transmisi televisi analog. Ini berguna karena sinyal video baseband lebar (biasanya 6 MHz). Untuk mengirimkan ini menggunakan AM akan membutuhkan bandwidth 12 MHz. Untuk mengurangi jumlah spektrum yang digunakan, satu sideband ditransmisikan sepenuhnya, sedangkan hanya frekuensi yang lebih rendah yang ditransmisikan. Frekuensi tinggi dapat ditingkatkan kemudian menggunakan filter.

• Pembawa tereduksi SSB: Dalam bentuk modulasi SSB ini, satu sideband hadir bersama sejumlah kecil pembawa. Untuk beberapa aplikasi, sejumlah kecil pembawa disimpan. Ini dapat digunakan untuk memberikan sinyal referensi untuk demodulasi yang akurat.

Keuntungan SSB

Modulasi sideband tunggal sering dibandingkan dengan AM, yang merupakan turunannya. Ini memiliki beberapa keuntungan untuk komunikasi radio dua arah yang lebih besar daripada kompleksitas tambahan yang diperlukan pada penerima SSB dan pemancar SSB yang diperlukan untuk penerimaan dan transmisi.

1. Karena pembawa tidak ditransmisikan, ini memungkinkan pengurangan 50% tingkat daya pemancar untuk tingkat yang sama dari sinyal pembawa informasi. [NB untuk transmisi AM menggunakan modulasi 100%, setengah dari daya digunakan di pembawa dan total setengah daya di dua sideband - setiap sideband memiliki seperempat daya.]

2. Karena hanya satu sideband yang ditransmisikan, akan ada pengurangan lebih lanjut dalam daya pemancar.

3. Karena hanya satu sideband yang ditransmisikan, bandwidth penerima dapat dikurangi setengahnya. Ini meningkatkan rasio sinyal terhadap noise dengan faktor dua, yaitu 3 dB, karena bandwidth yang lebih sempit yang digunakan akan memungkinkan lebih sedikit noise dan interferensi.

4. Ringkasan ini adalah bahwa modulasi SSB menawarkan solusi yang jauh lebih efektif untuk komunikasi radio dua arah karena memberikan peningkatan efisiensi yang signifikan.

5. Ringkasan

6. Modulasi sideband tunggal, SSB adalah format modulasi utama yang digunakan untuk transmisi suara analog untuk komunikasi radio dua arah pada bagian HF dari spektrum radio. Efisiensi dalam hal spektrum dan daya bila dibandingkan dengan mode lain berarti bahwa selama bertahun-tahun itu telah menjadi pilihan paling efektif untuk digunakan. Sekarang beberapa bentuk transmisi suara digital sedang digunakan, tetapi tidak mungkin sideband tunggal akan digulingkan selama bertahun-tahun sebagai format utama yang digunakan pada band-band ini.

Ringkasan

Modulasi sideband tunggal, SSB adalah format modulasi utama yang digunakan untuk transmisi suara analog untuk komunikasi radio dua arah pada bagian HF dari spektrum radio. Efisiensi dalam hal spektrum dan daya bila dibandingkan dengan mode lain berarti bahwa selama bertahun-tahun itu telah menjadi pilihan paling efektif untuk digunakan. Sekarang beberapa bentuk transmisi suara digital sedang digunakan, tetapi tidak mungkin sideband tunggal akan digulingkan selama bertahun-tahun sebagai format utama yang digunakan pada band-band ini.

Sumber :

https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/single-sideband-ssb-basics.php

Sent from Mail for Windows 10

M. ALIF ALI AL-BARSYAH

Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

M. Alif Ali Al-Barsyah

E-mail : dnseaapik567@gmail.com

 

JTD-1B/14/1941160004

 

Berbagai protokol komunikasi menerapkan modulasi amplitudo quadrature (QAM). Protokol saat ini seperti 802.11b nirkabel Ethernet (Wi-Fi) dan siaran video digital (DVB), misalnya, keduanya menggunakan modulasi 64-QAM. Selain itu, teknologi nirkabel yang muncul seperti Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), 802.11n, dan HSDPA / HSUPA (standar data seluler baru) akan menerapkan QAM juga. Dengan demikian, memahami QAM penting karena penggunaannya yang luas dalam teknologi saat ini dan yang muncul.

QAM melibatkan pengiriman informasi digital dengan secara berkala menyesuaikan fase dan amplitudo dari gelombang elektromagnetik sinusoidal. Setiap kombinasi fase dan amplitudo disebut simbol dan mewakili bitstream digital. Tutorial ini pertama mencakup implementasi perangkat keras yang diperlukan untuk secara konstan menyesuaikan fase dan amplitudo dari gelombang pembawa. Tutorial juga membahas nilai biner yang terkait dengan setiap simbol.

Implementasi Perangkat Keras

Modulasi amplitudo quadrature (QAM) memerlukan perubahan fase dan amplitudo dari gelombang sinus pembawa. Salah satu cara termudah untuk mengimplementasikan QAM dengan perangkat keras adalah dengan menghasilkan dan mencampur dua gelombang sinus yang 90 derajat tidak memiliki fasa satu sama lain. Menyesuaikan hanya amplitudo dari salah satu sinyal dapat mempengaruhi fase dan amplitudo dari sinyal campuran yang dihasilkan.

Kedua gelombang pembawa ini mewakili komponen fase-fase (I) dan fase-quadrature (Q) dari sinyal kami. Masing-masing dari masing-masing sinyal ini dapat direpresentasikan sebagai:

I = A cos ( φ ) dan Q = A sin ( φ ).

Perhatikan bahwa komponen I dan Q direpresentasikan sebagai cosinus dan sinus karena kedua sinyal 90 derajat keluar dari fase satu sama lain. Dengan menggunakan dua identitas di atas dan identitas trigonometri berikut

cos ( α + β ) = cos ( α ) cos ( β ) - sin ( α ) sin ( β ),

tulis ulang gelombang pembawa A cos ( 2πf _c t + φ ) sebagai

A cos ( 2πf _c t + φ ) = I cos ( 2πf _c t ) - Q dosa ( 2πf_c t ).

Seperti yang digambarkan oleh persamaan di atas, identitas yang dihasilkan adalah sinyal periodik yang fasanya dapat disesuaikan dengan mengubah amplitudo I dan Q. Dengan demikian, dimungkinkan untuk melakukan modulasi digital pada sinyal pembawa dengan menyesuaikan amplitudo dari dua sinyal campuran.

Gambar 1 menunjukkan diagram blok perangkat keras yang diperlukan untuk menghasilkan sinyal frekuensi menengah (IF). Blok "Quadrature Modulator" menunjukkan bagaimana sinyal I dan Q dicampur dengan sinyal oscillator (LO) lokal sebelum dicampur bersama. Kedua LO persis 90 derajat keluar dari fase satu sama lain.

Peta Simbol QAM

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, QAM melibatkan pengiriman informasi digital dengan secara berkala menyesuaikan fase dan amplitudo dari gelombang elektromagnetik sinusoidal. Four-QAM menggunakan empat kombinasi fase dan amplitudo. Selain itu, setiap kombinasi diberi pola digital 2-bit. Sebagai contoh, misalkan Anda ingin menghasilkan bitstream (1,0,0,1,1,1). Karena setiap simbol memiliki pola digital 2-bit yang unik, bit ini dikelompokkan dalam dua sehingga mereka dapat dipetakan ke simbol yang sesuai. Dalam contoh kami, bitstream asli (1,0,0,1,1,1) dikelompokkan ke dalam tiga simbol (10,01,11).

Pada gambar berikut, 4-QAM terdiri dari empat kombinasi unik fase dan amplitudo. Kombinasi-kombinasi ini - disebut simbol - ditampilkan sebagai titik-titik putih pada plot konstelasi pada Gambar 2. Garis merah mewakili transisi fase dan amplitudo dari satu simbol ke simbol lainnya. Label pada plot konstelasi adalah pola bit digital yang diwakili oleh setiap simbol. Dengan demikian, pola bit digital dapat dikirim melalui sinyal pembawa dengan menghasilkan kombinasi unik fase dan amplitudo.

Bagaimana pola bit digital ini sesuai dengan data I / Q? Gambar 3 menunjukkan data I / Q (atas) dan pola digital 2-bit (dalam plot rasi bintang, bawah) yang berkaitan dengan 4-QAM. Garis putus-putus hitam di grafik atas sesuai dengan penanda kotak hitam di grafik bawah, sehingga Anda dapat mengikuti fase dan perubahan amplitudo karena parameter I / Q juga berubah.

Plot konstelasi pada Gambar 2 menunjukkan peta simbol 4-QAM dengan setiap fase yang memungkinkan (Θ) dan amplitudo ( A ) dari sinyal pembawa dalam bentuk koordinat polar. Perhatikan bagaimana pada grafik bawah Gambar 3, penanda kuadrat melewati setiap simbol setidaknya satu kali.

Meskipun dimungkinkan untuk mengirim hingga dua bit per simbol ketika menggunakan modulasi 4-QAM, juga dimungkinkan untuk mengirim data pada tingkat yang lebih tinggi dengan meningkatkan jumlah simbol di peta simbol kami. Secara konvensi, jumlah simbol dalam peta simbol disebut peta simbol "M" dan dianggap sebagai "M-ary" dari skema modulasi. Dengan kata lain, 4-QAM memiliki M-ary empat dan 256-QAM memiliki M-ary 256. Selain itu, jumlah bit yang dapat diwakili oleh simbol memiliki hubungan logaritmik dengan M-ary. Sebagai contoh, kita tahu bahwa dua bit dapat diwakili oleh setiap simbol dalam 4-QAM. Meskipun ini masuk akal secara intuitif, ini didefinisikan oleh bit persamaan per simbol = log ₂ (M).

Menggunakan persamaan ini, setiap simbol dalam 256-QAM dapat digunakan untuk mewakili pola digital 8-bit (log ₂  (256) = 8). Karena M-ary dari skema modulasi QAM mempengaruhi jumlah bit per simbol, M-ary memiliki pengaruh yang signifikan terhadap laju transmisi data aktual.  

Kesimpulan

QAM adalah skema modulasi penting karena adopsi yang luas dalam teknologi saat ini. Selain itu, skema ini dapat diimplementasikan di LabVIEW dengan menggunakan NI Modulation Toolkit. Toolkit ini, bersama dengan generator sinyal vektor dan penganalisa sinyal vektor, mengimplementasikan QAM untuk sinyal di dunia nyata.

 

Sumber :

https://www.ni.com/en-id/innovations/white-papers/06/quadrature-amplitude-modulation--qam-.html

 

 

 

Sent from Mail for Windows 10

 

IRA FEBRIANA

QAM ( QUADRATURE AMPLITUDO MODULASI )

IRA FEBRIANA

irafebriana123.if@gmail.com

JTD 1B/13/1941160019

Quadrature Amplitude Modulation, QAM menggunakan komponen amplitudo dan fase untuk memberikan bentuk modulasi yang mampu memberikan efisiensi penggunaan spektrum tingkat tinggi.

QAM, modulasi amplitudo quadrature telah digunakan untuk beberapa transmisi analog termasuk transmisi stereo AM, tetapi untuk aplikasi data di mana ia telah menjadi miliknya. Ia mampu memberikan bentuk modulasi data yang sangat efektif dan karena itu digunakan dalam segala hal mulai dari telepon seluler hingga Wi-Fi dan hampir setiap bentuk lain dari sistem komunikasi data berkecepatan tinggi.

                                     Konsep modulasi amplitudo quadrature

Apa itu QAM, modulasi amplitudo quadrature

Quadrature Amplitude Modulation, QAM adalah sinyal di mana dua pembawa bergeser secara fase sebesar 90 derajat (yaitu sinus dan kosinus) dimodulasi dan dikombinasikan. Sebagai hasil dari perbedaan fase 90 ° mereka berada di quadrature dan ini menimbulkan nama. Seringkali satu sinyal disebut sinyal In-phase atau “I”, dan yang lainnya adalah sinyal quadrature atau “Q”.

Sinyal keseluruhan yang dihasilkan terdiri dari kombinasi pembawa I dan Q berisi variasi amplitudo dan fasa. Mengingat fakta bahwa baik variasi amplitudo dan fasa ada, itu juga dapat dianggap sebagai campuran amplitudo dan modulasi fasa.

Sebuah motivasi untuk penggunaan modulasi amplitudo quadrature berasal dari fakta bahwa sinyal termodulasi amplitudo lurus, yaitu double sideband bahkan dengan pembawa yang ditekan menempati dua kali bandwidth sinyal modulasi. Ini sangat boros dari spektrum frekuensi yang tersedia. QAM mengembalikan keseimbangan dengan menempatkan dua sinyal pembawa ditekan double sideband independen dalam spektrum yang sama dengan satu sinyal pembawa tertekan double sideband biasa.

QAM analog dan digital

Modulasi amplitudo quadrature, QAM mungkin ada dalam apa yang dapat disebut format analog atau digital. Versi analog QAM biasanya digunakan untuk memungkinkan beberapa sinyal analog dilakukan pada satu pembawa. Misalnya digunakan dalam sistem televisi PAL dan NTSC, di mana saluran yang berbeda yang disediakan oleh QAM memungkinkannya untuk membawa komponen kroma atau informasi warna. Dalam aplikasi radio, sistem yang dikenal sebagai C-QUAM digunakan untuk radio stereo AM. Di sini, saluran yang berbeda memungkinkan dua saluran yang diperlukan untuk stereo dibawa pada pembawa tunggal.

Format digital QAM sering disebut sebagai "QAM quantised" dan semakin sering digunakan untuk komunikasi data dalam sistem komunikasi radio. Sistem komunikasi radio mulai dari teknologi seluler seperti dalam kasus LTE melalui sistem nirkabel termasuk WiMAX, dan Wi-Fi 802.11 menggunakan berbagai bentuk QAM, dan penggunaan QAM hanya akan meningkat dalam bidang komunikasi radio.

Dasar-dasar QAM Digital / Quantised

Modulasi amplitudo quadrature, QAM, ketika digunakan untuk transmisi digital untuk aplikasi komunikasi radio mampu membawa kecepatan data yang lebih tinggi daripada skema modulasi amplitudo biasa dan skema modulasi fase.

Sinyal dasar hanya menunjukkan dua posisi yang memungkinkan transfer baik 0 atau 1. Menggunakan QAM ada banyak titik berbeda yang dapat digunakan, masing-masing memiliki nilai fase dan amplitudo yang ditentukan. Ini dikenal sebagai diagram rasi. Posisi yang berbeda diberi nilai yang berbeda, dan dengan cara ini satu sinyal dapat mentransfer data pada tingkat yang jauh lebih tinggi.

Seperti yang ditunjukkan di atas, titik-titik rasi biasanya diatur dalam kotak persegi dengan jarak horizontal dan vertikal yang sama. Meskipun data adalah biner, bentuk QAM yang paling umum, meskipun tidak semua, adalah di mana konstelasi dapat membentuk kuadrat dengan jumlah titik yang sama dengan kekuatan 2 yaitu 4, 16, 64. . . . , yaitu 16QAM, 64QAM, dll.

Dengan menggunakan format modulasi orde yang lebih tinggi, yaitu lebih banyak titik pada konstelasi, dimungkinkan untuk mengirimkan lebih banyak bit per simbol. Namun poin lebih dekat bersama-sama dan karena itu lebih rentan terhadap noise dan kesalahan data.

Keuntungan dari pindah ke format urutan yang lebih tinggi adalah bahwa ada lebih banyak titik di dalam konstelasi dan oleh karena itu dimungkinkan untuk mengirimkan lebih banyak bit per simbol. Kelemahannya adalah bahwa titik konstelasi lebih dekat bersama-sama dan oleh karena itu tautannya lebih rentan terhadap kebisingan. Akibatnya, versi QAM orde lebih tinggi hanya digunakan ketika ada rasio sinyal terhadap noise yang cukup tinggi.

Untuk memberikan contoh bagaimana QAM beroperasi, diagram konstelasi di bawah ini menunjukkan nilai yang terkait dengan status berbeda untuk sinyal 16QAM. Dari sini dapat dilihat bahwa aliran bit kontinu dapat dikelompokkan menjadi empat dan direpresentasikan sebagai suatu urutan.

Biasanya urutan terendah yang ditemui QAM adalah 16QAM. Alasan untuk ini menjadi urutan terendah yang biasanya ditemui adalah bahwa 2QAM sama dengan penguncian fase-shift biner, BPSK, dan 4QAM sama dengan penguncian fase-pergeseran kuadratur, QPSK.

Selain itu 8QAM tidak banyak digunakan. Ini karena kinerja tingkat kesalahan 8QAM hampir sama dengan kinerja 16QAM - hanya sekitar 0,5 dB lebih baik dan kecepatan data hanya tiga perempat dari 16QAM. Ini muncul dari konstelasi segi empat, bukan persegi.

  Keuntungan dan Kerugian QAM

 Kelebihan QAM :

Ø  Lebih efisien ketika teknik spektra sebagai pembanding ke CPM

Ø  Menyediakan scope yang baik untuk kecepatan bit tinggi menggunakan bentuk yang handal dari QAM

Ø  Merupakan teknik yang baik untuk bekerja ketika mendekati daerah linier dari operasi

Ø  Dapat mentransmisikan banyak bit-bit informasi per simbol

   Kekurangan QAM:

Ø  QAM berdasarkan konsep linier di terminolgi (Amplifier linier dan receiver dan amplifier linier ini kurang efisien dan memakai daya lebih)

Ø  Rentan terhadap noise

Ø  Membutuhkan demodulasi yang koheren dengan dase dan frekuensi yang tepat

QAM vs PSK & Mode lainnya

Karena ada kelebihan dan kekurangan menggunakan QAM, perlu untuk membandingkan QAM dengan mode lain sebelum membuat keputusan tentang mode optimal. Beberapa sistem komunikasi radio secara dinamis mengubah skema modulasi tergantung pada kondisi dan persyaratan tautan - tingkat sinyal, kebisingan, kecepatan data yang diperlukan, dll. Tabel dibawah membandingkan berbagai bentuk modulasi : 

RINGKASAN JENIS MODULASI DENGAN KAPASITAS DATA
MODULASI	BIT PER SIMBOL	- MARGIN KESALAHAN -		KOMPLEKSITAS
OOK	1	1/2	0,5	Rendah
BPSK	1	1	1	Medium
QPSK	2	1 / √2	0,71	Medium
16 QAM	4	√2 / 6	0,23	Tinggi
64QAM	6	√2 / 14	0,1	Tinggi

Biasanya ditemukan bahwa jika kecepatan data di atas yang dapat dicapai menggunakan 8-PSK diperlukan, lebih sering menggunakan modulasi amplitudo quadrature. Ini karena ia memiliki jarak yang lebih besar antara titik-titik yang berdekatan di bidang I-Q dan ini meningkatkan kekebalan kebisingannya. Hasilnya dapat mencapai kecepatan data yang sama pada tingkat sinyal yang lebih rendah.

Namun poinnya tidak lagi sama dengan amplitudo. Ini berarti bahwa demodulator harus mendeteksi fase dan amplitudo. Juga fakta bahwa amplitudo bervariasi berarti bahwa penguat linier diperlukan untuk memperkuat sinyal.

SUMBER : https://www.electronics-notes.com/articles/radio/modulation/quadrature-amplitude-modulation-what-is-qam-basics.php