SEMINAR SKRIPSI AWAL

Nama: Liang Arta SaelauNIM: 612011023Judul:Analisis Pengaruh Kinerja Kode Reed-Solomon dan Kode Konvolusional untuk Peningkatan Transmisi Data pada WiMAX Jenis: PenelitianBobot: 6 SKSKelompok : Teknik TelekomunikasiUsulan Pembimbing: 1. Eva Yovita Dwi Utami, M.T.2. Andreas A.F, M.T.

1. TujuanMeneliti pengaruh kinerja kode pengoreksi galat yaitu kode Reed-Solomon (kode RS) dan kode Konvolusional (kode KK) untuk meningkatkan transmisi data pada perangkat WiMAX.

2. Latar Belakang2.1. PermasalahanPerkembangan teknologi yang semakin pesat pada jaman sekarang menuntut adanya layanan telekomunikasi yang cepat dan berkualitas. Untuk memenuhi tuntutan tersebut diperlukan media transmisi data yang sesuai, diantaranya WiMAX. WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) merupakan salah satu teknologi telekomunikasi yang memungkinkan penggunanya untuk berkomunikasi secara nirkabel dan solusi keterbatasan akses pada Wi-Fi yang dirancang untuk pemakaian dalam ruang.Dalam transmisi data yang dilakukan WiMAX dari pengirim ke penerima, penerima informasi tidak selalu mendapatkan informasi yang seharusnya, hal ini disebabkan terdapat galat dalam data yang dikirimkan, sehingga diperlukan suatu cara untuk mendeteksi dan mengoreksi galat pada data. Pada pengoreksian galat tersebut, ada beberapa aspek yang perlu diperhatikan yaitu kecepatan komputasi dan akurasi data yang didapat.Pada sistem komunikasi terdapat proses pengkodean berupa kode untuk mendeteksi galat (error-detecting code) dan kode untuk mendeteksi serta mengoreksi galat (error-correcting code). Kode pengoreksi galat (error-correcting code) terbagi atas 2 bagian, yaitu kode blok (block code) dan kode konvolusional (convolution code). Salah satu contoh kode pengoreksi galat yang merupakan kode balok adalah Kode Reed-Solomon. Kode Reed-Solomon merupakan kode siklik non-biner yang unik karena proses pengoreksiannya dilakukan langsung pada beberapa bit, sehingga Kode Reed-Solomon memiliki kecepatan komputasi yang lebih tinggi dibandingkan jenis pengoreksian galat yang proses koreksinya dilakukan untuk tiap bit. Selain itu, kode Reed-Solomon juga mempunyai tingkat akurasi yang tinggi.Kode Konvolusional merupakan kode yang dibangkitkan oleh shift register yang disusun seri dengan memori biner satu tingkat. Kondisi / state biner setiap memori ditransfer ke berikutnya sesuai perintah clock. Kode Konvolusional mempunyai tingkat komputasi cukup cepat dan keakuratannya cukup baik.Pada skripsi ini akan diteliti kecepatan komputasi dan keakuratan kode Reed-Solomon dan kode Konvolusional dari data yang dikirimkan oleh WiMAX. Tingkat akurasi akan dinyatakan dalam BER (Bit Error Rate), sedangkan kecepatan komputasi dinyatakan dalam detik. Tingkat akurasi yang tinggi dan waktu komputasi yang kecil menunjukkan kode Reed-Solomon dan kode Konvolusional dapat mengoptimalkan kinerja WiMAX.

Random data generationChannel EncodingMappingIFFTCyclic Prefix InsertionOutput DataChannel DecodingDe-MappingFFTCyclic Prefix Removal

Gambar 1. Diagram Kotak Sistem.

Gambar 2. Channel Encoding.

Gambar 3. Channel Decoding.

2.2. Kaitan dengan Matakuliah KonsentrasiUsulan skripsi ini berkaitan dengan mata kuliah Sistem Komunikasi dan Komunikasi Seluler. Mata kuliah Sistem Komunikasi dipakai sebagai dasar ilmu untuk mempelajari sistem-sistem dan persamaan-persamaan yang digunakan dalam komunikasi terutama komunikasi nirkabel sedangkan Komunikasi Seluler sebagai dasar teori algoritma komunikasi pada komunikasi nirkabel.

3. Gambaran Tugas3.1. Perumusan HipotesisHipotesis dalam usulan skripsi ini adalah Kode Reed-Solomon dan Kode Konvolusional dapat menurunkan nilai BER data yang ditransmisikan oleh WiMAX.

3.2. Metode Penelitian3.2.1. Pengambilan DataPenelitian ini akan diawali dengan membuat simulasi dengan perangkat lunak Matlab dengan menggunakan data masukan yang berasal dari data acak yang dihasilkan oleh program Matlab. Data masukan dibuat semirip mungkin untuk besar serta kecepatannya dengan data yang ditransmisikan oleh WiMAX. 3.2.2. Metode Analisa DataDalam skripsi ini akan diteliti kecepatan komputasi dan keakuratan, penyandian kode Reed-Solomon dan kode Konvolusonal yang diterapkan pada sistem komunikasi WiMAX.Kecepatan komputasi akan dinyatakan dalam satuan detik. Sedangkan untuk tingkat akurasi sistem penyandian akan dinyatakan dalam BER dengan satuan %.Hasil simulasi akan disajikan dalam bentuk grafik dan tabel, untuk melihat perbandingaan antara sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC (Forward Error Correction) dengan sistem yang tidak menggunakan kode Reed-Solomon dan kode Konvolusional. Grafik perbandingan nilai BER akan disajikan berupa grafik perbandingan Bit Error Rate (BER) fungsi data masukan antara sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC (Forward Error Correction) dengan sistem yang tidak menggunakan FEC. Sedangkan untuk tabel akan disajikan 2 tabel, berupa tabel perbandingan nilai BER dan tabel perbandingan kecepatan komputasi (pengolahan) antara sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC dengan sistem yang tidak menggunakan FEC.

3.2.2.1. Kode Reed-SolomonKode RS merupakan kode siklik nonbiner yang berguna sebagai error-correcting code. Kelebihan kode ini yaitu memiliki kekuatan dan utilitas yang besar dalam mengoreksi galat. Pengaplikasian kode ini banyak ditemukan pada CD player dan dapat digunakan pada aplikasi deep space. Persamaan kode RS secara umum (n,k) dengan n merupakan jumlah total codeword (encode yang diblok) dan k merupakan jumlah data yang akan disandikan. Kelebihan Kode Reed Salomon adalah kode RS sangat efektif terhadap error burst dan kode RS memiliki kemampuan koreksi lebih banyak karena data diolah dalam word (non-binary code). Kode ini dapat memperbaiki hingga t simbol galat. (1)dengan t merupakan kode yang dapat diperbaiki dari galat yang didapat. Misal ada (n,k) = (255,247) kode RS dan terdapat burst noise sebanyak 25 bit maka dengan menggunakan kode R-S dapat memperbaiki 4 bit dari 25 bit yang ada. Kekurangan Kode Reed Salomon adalah kode RS dalam pengkodeannya memakai simbol-simbol aritmatika. Penggunaan simbol-simbol aritmatika terkadang membuat sulit bagi penggunanya. Dalam perhitungan dan penggunaan kode Reed Solomon menggunakan persamaan-persamaan polinomial.

3.2.2.2. Kode KonvolusionalKode Konvolusional merupakan jenis Channel coding dan error correcting code. Kode Konvolusional dibangkitkan oleh shift register yang disusun secara seri dengan memori biner satu tingkat.Kondisi / state biner setiap memori ditransfer ke berikutnya sesuai dengan perintah clock.Penyandi konvolusional dengan panjang constant K dapat dibangkitkan oleh gabungan K shift register dengan V modulo-2 adder, pada setiap waktu clock output V adder dicuplik oleh commutator.

MasukanS1S2Keluarann

\

Gambar 4. Convolutional Enkoder rate: , Constant length: 3.

3.2.2.3. InterleavingInterleaving merupakan jenis diversitas waktu pada sistem komunikasi digital. Interleaving akan mengatasi masalah pada error correcting code yang kesulitan dalam mengoreksi burst error.Interleaver scramble / mengacak urutan waktu pengiriman bit-bit informasi. Hal ini dilakukan agar bila terjadi burst error pada kanal, pada penerima, setelah di de-interleaving maka burst error menjadi random error yang lebih mudah dikoreksi oleh error correcting code.

3.2.2.4. Constellation MapperData bit disisipkan kemudian dimasukkan serial ke Constellation Mapper. Perangkat lunak Matlab mendukung Constellation Mapper untuk BPSK, grey mapped QPSK, 16QAM, dan 64QAM. Poin konstelasi kompleks dinormalisasi dengan mengalikan faktor yang ditentukan untuk skema modulasi yang berbeda sehingga daya rata-rata yang sama dicapai untuk simbol. Konstelasi dipetakan data dan ditugaskan ke semua data yang dialokasikan subpembawa simbol OFDM untuk meningkatan indeks kemelesatan frekuensi.

3.2.2.5. IFFTData Grey mapped dipetakan kemudian dikirim ke IFFT untuk pemetaan dalam ranah waktu. Pemetaan ke ranah waktu membutuhkan penerapan Inverse Fast Fourier Transform (IFFT). Dalam kasus ini Matlab memiliki fungsi IFFT untuk melakukannya. Blok ini memberikan vektor untuk 256 elemen, dengan masing-masing bilangan kompleks merupakan salah satu contoh simbol OFDM.3.2.2.6. Cyclic Prefix InsertionSebuah cyclic prefix ditambahkan ke cuplikan ranah waktu untuk memerangi efek jalur jamak. Empat durasi cyclic prefix yang berbeda tersedia dalam standar. Menjadi rasio G dan waktu CP untuk symbol time OFDM, rasio ini bisa sama dengan 1/32, 1/6, 1/8 dan 1/4.

4. Spesifikasi PenelitianBerikut adalah spesifikasi penelitian yang akan dikerjakan.1. Perangkat lunak dibuat dengan menggunakan program Matlab. 2. Data masukan berasal dari data acak yang dihasilkan pada program Matlab.3. Besaran waktu komputasi akan dinyatakan dalam satuan detik dan tingkat akurasi sistem penyandian akan dinyatakan dalam BER dengan satuan %.4. Jenis modulasi yang digunakan dalam penelitian adalah QPSK, 16QAM dan 64QAM.5. Hasil penelitian akan disajikan melalui grafik berupa perbandingan Bit Error Rate (BER) fungsi data masukan antara sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC (Forward Error Correction) dengan sistem yang tidak menggunakan FEC dan berupa tabel perbandingan nilai BER dan tabel perbandingan kecepatan komputasi (pengolahan) masing-masing untuk sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC dengan sistem yang tidak menggunakan FEC.6. Membuat kesimpulan dan membandingkannya dengan hipotesis yang sudah dibuat.

5. Tahapan KerjaBerikut adalah tahapan kerja usulan skripsi.1. Menjelaskan teori yang berkaitan dengan kode Reed Solomon dan kode Konvolusional. 2. Membuat perangkat lunak oleh program Matlab.3. Melakukan pengujian sistem dengan data uji yang digunakan berasal dari data acak yang dibangkitkan dari program Matlab.4. Menghitung nilai BER dan waktu komputasi untuk sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC (Forward Error Correction) dengan sistem yang tidak menggunakan FEC pada sistem komunikasi menggunakan modulasi QPSK, 16QAM, dan 64QAM.5. Menganalisis hasil keluaran untuk menguji kinerja kode Reed Solomon dan kode konvolusional dalam hal keakuratan dan waktu komputasinya.6. Membuat kesimpulan dan membandingkannya dengan hipotesis yang sudah dibuat.7. Mendokumentasikan seluruh isi penelitian dalam bentuk skripsi.

6. Jadwal KerjaUrutan pengerjaan skripsi ini dari awal sampai akhir disusun dalam sebuah jadwal kerja sebagai berikut. Bulan ke-Kegiatan123456789

1**

2****

3*****

4*****

5*****

6*****

7*********

7.Evaluasi7.1.Kriteria KeberhasilanSkripsi yang dilakukan dikatakan berhasil jika memenuhi kriteria berikut1. Dapat menganalisis perbandingan kinerja penyandian kode Reed Solomon dan kode Konvolusional untuk sistem yang menggunakan kode Reed-Solomon, kode Konvolusional, dan FEC (Forward Error Correction) dengan sistem yang tidak menggunakan FEC yang diterapkan dalam sistem komunikasi dengan modulasi QPSK, 16QAM, dan 64QAM dalam hal waktu komputasi dan tingkat akurasi.2. Dapat menjelaskan secara ilmiah jika kesimpulan akhir berbeda dengan hipotesis.

7.2.Usulan PembimbingUntuk menyelesaikan skripsi ini diusulkan pembimbing yang akan membantu penyusunan skripsi ini yaitu sebagai berikut.1.Nama: Eva Yovita Dwi Utami, M.T.Sebagai: Pembimbing I2.Nama: Andreas A.F, M.T.Sebagai : Pembimbing II

8.Daftar Pustaka Sementara[1] Sklar, Bernard, Digital Communications: Fundamentals and Applications, 2nd Edition, 2001[2]Mitchell, G., 2009, Investigation of Hamming, Reed-Salomon, and Turbo Forward Error Correcting Codes, Army Research Laboratory.

[3]Tuechler, M., J. Hagenauer, 2003, Channel Coding , Munich University of Technology, pp. 111-162.

[4] Shu, Hwei, 2009, Komunikasi Analog dan Digital, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta.

[5] Plank, James S.,dan Ying Ding, Correction to the 1997 Tutorial on Reed-Solomon Coding, University of Tennessee, April 24, 2003.

.Menyetujui,

Eva Yovita Dwi Utami, M.T. Andreas A.F, M.T. Pembimbing 1 Pembimbing 2

8