Digital Communication System

1
Digital Communication System
Source Coding
Channel Coding
Multiple Access
Mod
TX
Voice Video
CHANNEL
Source Decoding
Channel Decoding
Multiple Access
Demod
RX
2
1. SOURCE ENCODE
Pada jaringan selular baik GSM maupun CDMA
pengolahan sinyal suara biasa dilakukan dengan
menggunakan VOCODER, pertimbangannya adalah
(64KBPS)
wireline
VOCODER
010011101
(8,6KBPS)
wireless
3

• Sampling sinyal suara pada vocoder

4

• Konversi 64 kb/s ke 104 kb/s

Perlu dilakukan konversi kalau input vocoder
berasal dari jaringan dengan rate 64 kb/s
13bit/125ms 104kb/s
8bit/125ms 64kb/s
uniform 8192 level
?-law 256 level
64 kb/s
104 kb/s
5
(No Transcript)
6

• Speech processing

Setelah proses kuantisasi , laju data 104 kb/s
tersebut dimasukan ke speech encoder CELP
(code-excited linier prediction) yang berfungsi
untuk menyusun data tersebut ke dalam bentuk
paket- paket atau frame tiap 20ms. Laju data
keluaran CELP adalah variable bergantung pada
speech activity. Berikut adalah speech
processing pada IS-95 rate set-I dan set-II
64 kb/s
CELP SPEECH ENCODER
8-bit ?-law to 13-bit uniform transcoder
104 kb/s
Digital speech input
uniform
Rate set-I Rate set-II
64 kb/s
13-bit uniform to 8-bit ?-law transcoder
CELP SPEECH DECODER
104 kb/s
Digital speech output
uniform
7

• Variable rate set

8
SPEECH CODING SUMMARY
Speech activity mempengaruhi output variable bit
rate
Makin rendah laju data transmit power yang
dibutuhkan makin kecil
Dengan demikian dapat dipakai untuk mereduksi cost
9
2. CHANNEL CODING INTERLEAVER

• FUNGSI

Channel coding berfungsi untuk mengatasi random
error yang diakibatkan oleh gangguan kanal,
sedangkan untuk mengatasi burst error karena
multipath fading biasanya channel coding
digandengkan dengan rangkaian interleaver.

• CHANNEL CODING

Channel coding pada jaringan selular biasanya
mempunyai konstruksi sbb
10
Channel Coding

• Channel coding protects digital data from errors
  by selectively introducing redundancies in the
  transmitted data
• So given a desired Pe, required Eb/No is
  reduced,or given an achievable Eb/No, Pe is
  reduced.
• The cost of this goal is more bandwidth
• Two types of channel coding
• Block Codes add parity bits to blocks of message
  bits to make codewords
• Convolutional Codes have a memory property

11
Block Codes

• Block Codes (n,k), ratek/n add (n-k) parity
  bits to blocks of message bits to make codewords
  of n bits
• Examples
• Hamming Codes
• CRC Codes
• BCH Codes
• RS Codes

12
Convolutional Codes

• SR contains Lk stages and n linear function
  generator
• Number of output bits for each k bits input data
  sequence is n bits and hence code rate Rk/n
• Parameter Lk is called constraint length

13
? CODING KONVOLUSI

• Konstruksi

Secara matematis kode konvolusi dapat dinyatakan
dengan (n,k,M),n menyatakan jumlah port output, k
menyatakan jumlah port inputdan M menyatakan
jumlah shift-register yang dipakai. Berikut
adalah contoh konstruksi kode konvolusi (3,1,2).

Mod-2(1)
SR
SR
output
input
Mod-2(2)

CDMA IS-95 menggunakan konstruksi (3,1,8) untuk
up-link, dan (2,1,8) untuk down-link
14
(No Transcript)
15

• Diagram trellis ( Untuk Proses Decoder)

111 001 011
111 110
output
16
(No Transcript)
17

• INTERLEAVER

Effek rate output vocoder yang variabel memberi
dampak output konvolusi juga variabel (ingat
rate 1, 1/2 dst). Sebelum masuk ke interleaver
semua rate tersebut disamakan sehingga

• Data rate 1 tanpa mengalami pengulangan
• Data rate 1/2 mengalami pengulangan 2 kali
• Data rate 1/4 mengalami pengulangan 4 kali
• Data rate 1/8 mengalami pengulangan 8 kali

18
Tujuan pengulangan tersebut adalah untuk
mereduksi terjadinya interference jika laju data
lebih kecil dari rate 1. Fenomena tersebut
dapat dijelaskan sbb
Original symbol period
19
Original symbol period
energi
1 sps
2
waktu
0 1
2 3
Diulang 1 kali
energi
2
1
waktu
0 1
2 3
int
1 Watt per original symbol
20
Setelah proses pengulangan, akan dilakukan proses
interleaving dengan tujuan mendistribusikan burst
error, sehingga memungkinkan dikoreksi oleh
decoder Viterbi. Ilustrasi interleaving adalah
sbb.
Pengisian matrik dilakukan kolom per kolom,
sedangkan proses kirim dilakukan baris per
baris. Hal sebaliknya dilakukan di sisi penerima.
Dengan interleaving ini akan terjadi tambahan
delay maksimum dua kali periode matrik di atas.
Catatan CDMA IS-95 menggunakan matrik 32 x
18
21
Interleaver
22
Modulasi
23
(No Transcript)
24
Modulasi
25
4. Q. SPREADING MODULASI CARRIER

• KONSTRUKSI DOWN LINK

QPSK
Q. Spreading
RF output
Modulator
Untuk menjamin isolasi antar cell, tiap cell
perlu dibedakan dengan PN code yaitu 21564
3276864512. Jadi pada IS-95 ada sebanyak 512
nomor cell, tidak semua harus dipakai.
26
Modulator QPSK merupakan kombinasi 2 buah
modulator BPSK yang bersifat orthogonal.
Sedangkan kostruksi demodulatornya adalah sbb
Output demod
Demodulator
27
Mapping dan konstelasi QPSK
E energi simbol
(? E)/2
? (E/2)
28

• KONSTRUKSI UP LINK

Delay cct
D berfungsi untuk menghindari terjadinya
transisi 1800
Karena akan mempermudah operasi amplifier
sehingga amplifier bisa dirancang simple yang
menjadi tuntutan dalam merancang MS.
29

• Spektrum frekuensi carrier sistem CDMA/FDD

45MHz
FORWARD LINK
WC WC WC


WC 1 2 3


m
WC WC WC


WC 1 2 3


m
REVERSE LINK
30
Q SPREADING MODULASI SUMMARY
31
Bandwidth vs Power Efficiency
32
(No Transcript)
33
Pemilihan Modulasi
34
(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
(No Transcript)
37
(No Transcript)
38
QPSK
39
PI/4-QPSK
40
Spectral Density of QPSK MSK Signal
41
MSK
42
GMSK
43
Spectra of GMSK
44
(No Transcript)
45
Modulation Schemes BW