Modulasi Adaptif

Modulasi adaptif memungkinkan sistem WiMAX untuk menyesuaikan skema modulasi sinyal tergantung pada perbandingan sinyal terhadap noise (SNR) kondisi hubungan radio. Kualitas SNR yang dimaksudkan ini adalah perbandingan daya diinginkan dengan total daya yang tidak diinginkan ditambah noise AWGN (additive White Gaussian Noise). Ketika link radio berkualitas baik, maka skema modulasi yang digunakan adalah skema modulasi tertinggi. Saat kualitas link radio kurang baik, sistem WiMAX akan menggunakan skema modulasi yang lebih rendah untuk mempertahankan kualitas koneksi dan stabilitas link. Skema modulasi yang digunakan bila diurutkan dari yang terendah yakni BPSK, QPSK, 16QAM, dan 64 QAM. Modulasi adaptif ini akan menjaga nilai BER (Bit Error Rate) yakni 10-6. Nilai BER 10-6 didapat berdasarkan pada standar IEEE 802.16-2004, IEEE 802.16.2-2004, dan IEEE 802.16/Conformance03-2004.

Kanal Transmisi

Karakteristik propagasi pada kanal transmisi mobile wireless memiliki beberapa gangguan yang sangat merusak. Perusakan ini dapat menyebabkan sinyal yang diterima berbeda dengan sinyal yang dikirim, sehingga bisa menyebabkan terjadinya kesalahan informasi yang diterima. Pada kanal transmisi selalu terdapat penambahan derau yang timbul karena akumulasi derau termal dari perangkat pemancar, kanal transmisi, dan perangkat penerima. Derau yang menyertai sinyal pada sisi penerima dapat didekati dengan model matematis statistik AWGN. Derau AWGN merupakan gangguan yang bersifat Additive terhadap sinyal transmisi, dimodelkan dalam pola distribusi acak Gaussian dengan rataan (mean) nol, standar deviasi 1, dan mempunyai rapat spektral daya yang tersebar merata pada lebar pita frekuensi tak berhingga. AWGN mempunyai distribusi derau dengan rumus sebagai berikut : 

 

 

Kanal AWGN adalah kanal ideal yang hanya memiliki noise AWGN (additive white gaussian noise) di dalamnya. Kanal ideal berarti kanal ini tidak menyebabkan distorsi (perubahan bentuk sinyal) pada sinyal yang dikirim, artinya kanal ideal memiliki bandwidth tidak terbatas dan respon frekuensinya tetap untuk segala frekuensi. 

Model kanal AWGN dapat dijelaskan oleh gambar berikut:

 Gambar Model Kanal AWGN [14]

Jika sinyal yang kirim STx(t), pada kanal akan dipengaruhi oleh derau n(t) sehingga sinyal yang diterima menjadi: SRx(t) = STx(t) + n(t), 0 ≤ t ≤ T.

Arsitektur GSM

Global system for mobile communication (GSM) merupakan standar yang diterima secara global untuk komunikasi selular digital. GSM adalah nama group standardisasi yang di mapankan pada tahun 1982 untuk menghasilkan standar telepon bergerak di eropa, digunakan sebagai formula spesifikasi untuk pan-eropa, system selular radio bergerak yang bekerja pada frekuensi 900 Mhz dan diperkirakan banyak negara lainnya diluar eropa akan turut menggunakan teknologi GSM. Salah satu system gsm yang digunakan adalah Sistem GSM Ericsson. Sistem GSM Ericsson merupakan sistem telepon mobile yang terdiri dari beberapa band frekuensi yaitu GSM 900, GSM 1800, GSM 1900. Jaringan GSM terbagi dalam 3 (tiga) sistem utama, yaitu : Switching System (SS), Base Station System (BSS), dan Operation and Support System (OSS).

Fiber Optik

Struktur fiber optic pada umumnya terdiri dari 3 bagian yaitu :

a. Inti (core)

• Terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi
• Merupakan bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya sebenarnya terjadi pada bagian ini.
• Memiliki diameter 10 mm ~ 50 mm. ukuran core sangat mempengaruhi karakteristik serat optik.
• Berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya.

b. Selimut (cladding)

• Terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias lebih kecil dari core.
• Merupakan selubung dari core.
• Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis).
• Berfungsi sebagai cermin, yakni memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya.

c. Jaket (coating)

• Terbuat dari bahan plastik.
• Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan.
• Berfungsi sebagai pelindung mekanis sebagai pengkodean warna.

Indek bias (n) core selalu lebih besar daripada indek bias cladding (Nc > Nd).

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

OFDM dapat dilihat sebagai bentuk frequency division multiplexing (FDM) dengan properti khusus yang setiap tone ortogonal dengan setiap tone yang lain, tetapi berbeda dari FDM dalam beberapa cara. Di satu sisi, FDM biasanya membutuhkan penjaga pita frekuensi antar frekuensi sehingga mereka tidak saling mengganggu. Di sisi lain, OFDM memungkinkan spektrum tone masing-masing untuk tumpang tindih, dan karena mereka ortogonal, mereka tidak saling mengganggu. Selain itu, jumlah keseluruhan spektrum yang dibutuhkan berkurang akibat tumpang tindih tone.[4]

Ide utama dari OFDM adalah membagi data stream ke dalam N buah stream parallel dengan data rate lebih rendah 1/N kali dan mengirimkannya pada sub pembawa yang terpisah. Sehingga nantinya akan ada pembagian kanal menjadi sub kanal yang berbeda-beda dengan frekuensi yang berbeda pula. Hal utama dari pembagian kanal tersebut adalah sifat ortogonalitas diantara frekuensi sehingga spektrum dimungkinkan umpang tindih tanpa saling mengganggu.

OFDM sinyal digital biasanya dihasilkan karena kesulitan dalam menciptakan tempat menyimpan sejumlah besar osilator kunci fase dan penerima dalam domain analog. Gambar 2 menunjukkan diagram blok dari sistem OFDM.  Dalam pemancar, aliran data yang masuk dikelompokkan dalam blok simbol data Nc, yang merupakan simbol OFDM, dan dapat diwakili oleh vector xm. Selanjutnya, sebuah IFFT dilakukan pada setiap blok simbol data dan cyclic prefix dari panjang Ng yang ditambahkan. Sinyal yang diterima umumnya jumlah dari konvolusi linear dengan respon impuls kanal diskrit, h(n), dan additive white Gaussian noise, w(n). Harus dikatakan bahwa secara implisit diasumsikan bahwa kanal fading lambat cukup untuk mempertimbangkan konstan selama satu simbol, dan kedua sinkronisasi pemancar dan penerima. Pada penerima cyclic prefix akan dihapus dan kemudian simbol data yk,m (frekuensi indeks k, m simbol OFDM) diperoleh dengan melakukan operasi FFT. Selain itu, data simbol ditransmisikan, xk,m dapat diperkirakan dari simbol data yang diterima yk,m menggunakan equalizer tekan tunggal diikuti oleh alat pengiris. Simbol ini diperkirakan diperoleh dengan membagi setiap simbol data yang diterima oleh saluran yang sesuai koefisien.

WiMAX

WiMAX merupakan salah satu teknologi nirkabel popular yang menjadi perbincangan saat ini. sistem WiMAX diharapkan dapat memberikan layanan akses broadband kepada pelanggan perumahan dan perusahaan dengan cara yang ekonomis. Meskipun memiliki satu nama, WiMAX memiliki teknologi pasar yang berbeda. Yang pertama adalah untuk fix nirkabel dan berada di bawah standar IEEE 802.16-2004. Yang kedua, untuk aplikasi mobile dan berada di bawah spesifikasi 802.16e. Sampai sekarang, WiMAX tetap mampu menjadi pengganti DSL atau kabel atau untuk backhaul jaringan. Di masa mendatang, WiMAX akan mengubah dunia mobile broadband dengan memungkinkan penyebaran efektif dari segi biaya jaringan area metropolitan didasarkan pada standar IEEE 802.16e untuk mendukung PC, notebook, dan pengguna ponsel.

Ada banyak keuntungan dari sistem yang didasarkan pada 802.16, misalnya kemampuan untuk memberikan pelayanan bahkan di daerah-daerah yang sulit dijangkau oleh infrastruktur kabel dan kemampuan untuk mengatasi keterbatasan fisik infrastruktur kabel tradisional. Standar ini akan menawarkan konektivitas nirkabel hingga 30 mil. Kemampuan utama dari standar ini adalah jangkauan luas, yang dapat digunakan untuk membuat sebuah jaringan area metropolitan, dan kapasitas data 75 Mbps. Teknologi broadband nirkabel berkecepatan tinggi menjanjikan untuk membuka baru peluang pasar ekonomis untuk operator, penyedia layanan internet nirkabel, dan produsen perangkat WiMAX. Fleksibilitas teknologi nirkabel, dikombinasikan dengan throughput yang tinggi, skalabilitas dan fitur jangka panjang dari standar IEEE 802.16 membantu untuk mengisi kesenjangan cakupan broadband dan mencapai jutaan pelanggan perumahan dan bisnis baru di seluruh dunia. [3]

Modulation

Modulasi adalah proses memodifikasi sinyal pembawa terhadap sinyal input.

Modulasi adalah proses penumpangan sinyal informasi pada sinyal pembawa yang memiliki frekuensi yang lebih tinggi.

Tujuan modulasi:

• Memfasilitasi transmisi yang efisien atau transmisi.
• Masalah perangkat keras menjadi lebih mudah, jika f / fc ~ 10-10%
• Menekan kebisingan atau gangguan
• Untuk memfasilitasi alokasi frekuensi radio (diterbitkan oleh ITU-T)
• Untuk multiplexing: proses penggabungan beberapa sinyal informasi yang akan disampaikan bersama-sama melalui saluran transmisi tunggal.

Modulasi secara garis besar dibagi menjadi dua, yakni:

1. modulasi analog
2. modulasi digital