Prinsip Komunikasi - Panduan Cepat

Kata komunikasi muncul dari kata Latin “commūnicāre”, yang berarti “berbagi”. Komunikasi adalah langkah dasar untuk pertukaran informasi.

Misalnya, seorang bayi dalam buaian, berkomunikasi dengan tangisan bahwa dia membutuhkan ibunya. Seekor sapi meraung keras saat berada dalam bahaya. Seseorang berkomunikasi dengan bantuan bahasa. Komunikasi adalah jembatan untuk berbagi.

Communication dapat didefinisikan sebagai proses pertukaran informasi melalui sarana seperti kata-kata, tindakan, tanda, dll., antara dua atau lebih individu.

Kebutuhan Komunikasi

Untuk setiap makhluk hidup, sementara hidup berdampingan, ada kebutuhan untuk pertukaran beberapa informasi. Kapanpun kebutuhan untuk pertukaran informasi muncul, beberapa alat komunikasi harus ada. Sedangkan alat komunikasi, bisa berupa apa saja seperti gerak tubuh, tanda, simbol, atau bahasa, kebutuhan akan komunikasi tidak bisa dihindari.

Bahasa dan gerak tubuh memainkan peran penting dalam komunikasi manusia, sedangkan suara dan tindakan penting untuk komunikasi hewan. Namun, ketika suatu pesan harus disampaikan, komunikasi harus dilakukan.

Bagian Sistem Komunikasi

Setiap sistem yang menyediakan komunikasi, terdiri dari tiga bagian penting dan dasar seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

• Itu Senderadalah orang yang mengirim pesan. Ini bisa menjadi stasiun pemancar dari mana sinyal ditransmisikan.

• Itu Channel adalah media yang digunakan sinyal pesan untuk mencapai tujuan.

• Itu Receiveradalah orang yang menerima pesan tersebut. Ini bisa menjadi stasiun penerima di mana sinyal yang dikirim diterima.

Apa itu Signal?

Menyampaikan suatu informasi dengan beberapa cara seperti gerak tubuh, suara, tindakan, dll, dapat disebut sebagai signaling. Oleh karena itu, sinyal dapat berupa asource of energy which transmits some information. Sinyal ini membantu membangun komunikasi antara pengirim dan penerima.

Sebuah impuls listrik atau gelombang elektromagnetik yang menempuh jarak untuk menyampaikan pesan, dapat disebut sebagai a signal dalam sistem komunikasi.

Tergantung pada karakteristiknya, sinyal diklasifikasikan menjadi dua jenis: Analog dan Digital. Sinyal Analog dan Digital selanjutnya diklasifikasikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Sinyal analog

Sinyal variasi waktu kontinu, yang merepresentasikan jumlah waktu yang bervariasi dapat disebut sebagai Analog Signal. Sinyal ini terus berubah terhadap waktu, sesuai dengan nilai sesaat dari kuantitas, yang mewakilinya.

Contoh

Mari kita pertimbangkan, keran yang mengisi tangki berkapasitas 100 liter dalam satu jam (6 pagi hingga 7 pagi). Porsi pengisian tangki bervariasi menurut waktu yang berbeda-beda. Artinya, setelah 15 menit (6:15 pagi) seperempat bagian tangki terisi, sedangkan pada jam 6:45 pagi, 3/4 tangki terisi.

Jika Anda mencoba memplot berbagai porsi air di dalam tangki, menurut waktu yang berbeda-beda, akan terlihat seperti gambar berikut.

Karena resultan yang ditunjukkan pada gambar ini bervariasi (meningkat) menurut waktu, ini time varying quantitydapat dipahami sebagai kuantitas Analog. Sinyal yang mewakili kondisi ini dengan garis miring pada gambar, adalahAnalog Signal. Komunikasi berdasarkan sinyal analog dan nilai analog disebut sebagaiAnalog Communication.

Sinyal Digital

Suatu sinyal yang bersifat diskrit atau yang bentuknya tidak kontinu dapat disebut sebagai a Digital signal. Sinyal ini memiliki nilai individual, dilambangkan secara terpisah, yang tidak didasarkan pada nilai sebelumnya, seolah-olah diturunkan pada saat tertentu itu.

Contoh

Mari kita pertimbangkan sebuah kelas yang memiliki 20 siswa. Jika kehadiran mereka dalam seminggu diplot, maka akan terlihat seperti gambar berikut.

Dalam gambar ini, nilai-nilai dinyatakan secara terpisah. Misalnya, kehadiran kelas pada hari Rabu adalah 20 sedangkan pada hari Sabtu adalah 15. Nilai-nilai ini dapat dipertimbangkan secara individu dan terpisah atau secara terpisah, oleh karena itu disebut sebagaidiscrete values.

Digit biner yang hanya memiliki 1 dan 0 kebanyakan disebut sebagai digital values. Oleh karena itu, sinyal yang mewakili 1s dan 0s juga disebut sebagaidigital signals. Komunikasi berdasarkan sinyal digital dan nilai digital disebut sebagaiDigital Communication.

Sinyal Berkala

Sinyal analog atau digital apa pun, yang mengulangi polanya selama periode waktu tertentu, disebut sebagai a Periodic Signal. Sinyal ini memiliki pola yang berlanjut berulang-ulang dan mudah diasumsikan atau dihitung.

Contoh

Jika kita menganggap sebuah permesinan dalam suatu industri, proses yang berlangsung satu demi satu adalah prosedur yang terus menerus dan berulang. Misalnya, mendapatkan dan menilai bahan mentah, memproses bahan dalam batch, mengemas muatan produk satu demi satu, dll., Ikuti prosedur tertentu berulang kali.

Proses seperti itu apakah dianggap analog atau digital, dapat direpresentasikan secara grafis sebagai berikut.

Sinyal Aperiodik

Sinyal analog atau digital apa pun, yang tidak mengulangi polanya selama periode waktu tertentu, disebut sebagai Aperiodic Signal. Sinyal ini memiliki pola yang berlanjut tetapi polanya tidak berulang dan tidak mudah diasumsikan atau dihitung.

Contoh

Rutinitas sehari-hari seseorang, jika diperhatikan, terdiri dari banyak jenis pekerjaan yang membutuhkan interval waktu yang berbeda untuk pekerjaan yang berbeda. Interval waktu atau pekerjaan tidak terus menerus berulang. Misalnya seseorang tidak akan terus menerus menyikat giginya dari pagi hingga malam, itu pun dengan jangka waktu yang sama.

Proses seperti itu apakah dianggap analog atau digital, dapat direpresentasikan secara grafis sebagai berikut.

Secara umum, sinyal yang digunakan dalam sistem komunikasi bersifat analog, yang ditransmisikan secara analog atau diubah menjadi digital dan kemudian ditransmisikan, tergantung kebutuhan.

Tetapi agar sinyal dapat ditransmisikan ke suatu jarak, tanpa pengaruh gangguan eksternal atau penambahan noise dan tanpa memudar, ia harus menjalani proses yang disebut sebagai Modulation, yang akan dibahas di bab selanjutnya.

Sinyal bisa berupa gelombang suara yang keluar saat Anda berteriak. Teriakan ini hanya bisa didengar sampai jarak tertentu. Tetapi agar gelombang yang sama dapat menempuh jarak yang jauh, Anda memerlukan teknik yang menambah kekuatan pada sinyal ini, tanpa mengganggu parameter sinyal asli.

Apa itu Modulasi Sinyal?

Sinyal pembawa pesan harus ditransmisikan melalui jarak jauh dan untuk membangun komunikasi yang andal, perlu bantuan sinyal frekuensi tinggi yang tidak akan mempengaruhi karakteristik asli dari sinyal pesan.

Karakteristik sinyal pesan, jika diubah, pesan yang terkandung di dalamnya juga berubah. Oleh karena itu, sinyal pesan harus dijaga. Sinyal frekuensi tinggi dapat menempuh jarak yang lebih jauh, tanpa terpengaruh oleh gangguan eksternal. Kami mengambil bantuan sinyal frekuensi tinggi yang disebut sebagaicarrier signaluntuk mengirimkan sinyal pesan kami. Proses seperti itu secara sederhana disebut sebagai Modulasi.

Modulation adalah proses mengubah parameter sinyal pembawa, sesuai dengan nilai sesaat dari sinyal modulasi.

Kebutuhan Modulasi

Sinyal baseband tidak kompatibel untuk transmisi langsung. Untuk sinyal seperti itu, untuk menempuh jarak yang lebih jauh, kekuatannya harus ditingkatkan dengan memodulasi dengan gelombang pembawa frekuensi tinggi, yang tidak mempengaruhi parameter sinyal modulasi.

Keuntungan Modulasi

Antena yang digunakan untuk transmisi, harus sangat besar, jika modulasi tidak dilakukan. Jangkauan komunikasi menjadi terbatas karena gelombang tidak dapat melakukan perjalanan ke suatu jarak tanpa terdistorsi.

Berikut adalah beberapa keuntungan dari penerapan modulasi pada sistem komunikasi.

• Ukuran antena berkurang.
• Tidak ada pencampuran sinyal yang terjadi.
• Jangkauan komunikasi meningkat.
• Multiplexing sinyal terjadi.
• Penyesuaian dalam bandwidth diperbolehkan.
• Kualitas penerimaan meningkat.

Sinyal dalam Proses Modulasi

Berikut adalah tiga jenis sinyal dalam proses modulasi.

Pesan atau Modulasi Sinyal

Sinyal yang berisi pesan yang akan dikirim disebut sebagai a message signal. Ini adalah sinyal pita dasar, yang harus menjalani proses modulasi, untuk bisa ditransmisikan. Oleh karena itu, ini juga disebut sebagaimodulating signal.

Sinyal Pembawa

Sinyal frekuensi tinggi yang memiliki fasa, frekuensi, dan amplitudo tertentu tetapi tidak mengandung informasi disebut a carrier signal. Ini adalah sinyal kosong. Ini hanya digunakan untuk membawa sinyal ke penerima setelah modulasi.

Sinyal termodulasi

Sinyal yang dihasilkan setelah proses modulasi, disebut sebagai modulated signal. Sinyal ini merupakan kombinasi dari sinyal modulasi dan sinyal pembawa.

Jenis Modulasi

Ada banyak jenis modulasi. Bergantung pada teknik modulasi yang digunakan, mereka diklasifikasikan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Jenis modulasi secara luas diklasifikasikan menjadi modulasi gelombang kontinyu dan modulasi pulsa.

Modulasi Gelombang Kontinyu

Dalam modulasi gelombang kontinu, gelombang sinus frekuensi tinggi digunakan sebagai gelombang pembawa. Ini selanjutnya dibagi menjadi modulasi amplitudo dan sudut.

• Jika amplitudo gelombang pembawa frekuensi tinggi divariasikan sesuai dengan amplitudo sesaat dari sinyal modulasi, maka teknik seperti itu disebut sebagai Amplitude Modulation.

• Jika sudut gelombang pembawa bervariasi, sesuai dengan nilai sesaat dari sinyal modulasi, maka teknik seperti itu disebut sebagai Angle Modulation.

  Modulasi sudut selanjutnya dibagi menjadi modulasi frekuensi dan fase.

  • Jika frekuensi gelombang pembawa bervariasi, sesuai dengan nilai sesaat dari sinyal modulasi, maka teknik seperti itu disebut sebagai Frequency Modulation.

  • Jika fase gelombang pembawa frekuensi tinggi divariasikan sesuai dengan nilai sesaat dari sinyal modulasi, maka teknik seperti itu disebut sebagai Phase Modulation.

Modulasi Pulsa

Dalam modulasi pulsa, urutan periodik pulsa persegi panjang, digunakan sebagai gelombang pembawa. Ini selanjutnya dibagi menjadi modulasi analog dan digital.

Di analog modulation teknik, jika amplitudo, durasi atau posisi pulsa bervariasi sesuai dengan nilai sesaat dari sinyal modulasi pita dasar, maka teknik seperti itu disebut sebagai Pulse Amplitude Modulation (PAM) atau Pulse Duration/Width Modulation (PDM/PWM), atau Pulse Position Modulation (PPM).

Di digital modulation, teknik modulasi yang digunakan adalah Pulse Code Modulation (PCM)dimana sinyal analog diubah menjadi bentuk digital 1s dan 0s. Hasilnya adalah rangkaian pulsa berkode, ini disebut PCM. Ini dikembangkan lebih lanjut sebagaiDelta Modulation (DM), yang akan dibahas di bab-bab selanjutnya. Oleh karena itu, PCM adalah teknik dimana sinyal analog diubah menjadi bentuk digital.

Dalam sistem komunikasi apa pun, selama transmisi sinyal, atau saat menerima sinyal, beberapa sinyal yang tidak diinginkan masuk ke dalam komunikasi, sehingga tidak menyenangkan bagi penerima, mempertanyakan kualitas komunikasi. Gangguan seperti itu disebut sebagaiNoise.

Apa itu Kebisingan?

Kebisingan adalah unwanted signalyang mengganggu sinyal pesan asli dan merusak parameter sinyal pesan. Perubahan dalam proses komunikasi ini, menyebabkan pesan diubah. Kemungkinan besar akan dimasukkan di saluran atau penerima.

Sinyal derau dapat dipahami dengan melihat contoh berikut.

Oleh karena itu, dapat dipahami bahwa noise adalah sinyal yang tidak memiliki pola dan frekuensi atau amplitudo yang konstan. Ini sangat acak dan tidak dapat diprediksi. Tindakan biasanya diambil untuk menguranginya, meski tidak bisa dihilangkan sepenuhnya.

Contoh kebisingan yang paling umum adalah -

• Hiss terdengar di penerima radio

• Buzz terdengar di tengah percakapan telepon

• Flicker di penerima televisi, dll.

Pengaruh Kebisingan

Kebisingan adalah fitur tidak nyaman yang mempengaruhi kinerja sistem. Berikut ini adalah efek kebisingan.

Kebisingan membatasi jangkauan operasi sistem

Noise secara tidak langsung membatasi sinyal terlemah yang dapat diperkuat oleh amplifier. Osilator di rangkaian mixer dapat membatasi frekuensinya karena noise. Operasi sistem bergantung pada pengoperasian sirkuitnya. Kebisingan membatasi sinyal terkecil yang mampu diproses oleh penerima.

Kebisingan mempengaruhi sensitivitas penerima

Sensitivitas adalah jumlah sinyal input minimum yang diperlukan untuk mendapatkan output kualitas yang ditentukan. Kebisingan mempengaruhi sensitivitas sistem penerima, yang pada akhirnya mempengaruhi keluaran.

Jenis Kebisingan

Klasifikasi kebisingan dilakukan tergantung pada jenis sumber, efek yang ditunjukkannya atau hubungannya dengan penerima, dll.

Ada dua cara utama untuk menghasilkan kebisingan. Salah satunya adalah melalui beberapaexternal source sedangkan yang lainnya dibuat oleh file internal source, di dalam bagian penerima.

Sumber luar

Kebisingan ini dihasilkan oleh sumber-sumber luar yang biasanya dapat terjadi di media atau saluran komunikasi. Kebisingan ini tidak dapat sepenuhnya dihilangkan. Cara terbaik adalah dengan menghindari kebisingan agar tidak mempengaruhi sinyal.

Contoh

Contoh paling umum dari jenis kebisingan ini adalah -

• Kebisingan atmosfer (karena ketidakteraturan di atmosfer).

• Kebisingan ekstra-terestrial, seperti kebisingan matahari dan kebisingan kosmik.

• Kebisingan industri.

Sumber Internal

Kebisingan ini dihasilkan oleh komponen penerima saat berfungsi. Komponen di sirkuit, karena berfungsi terus menerus, mungkin menghasilkan beberapa jenis kebisingan. Kebisingan ini dapat diukur. Desain receiver yang tepat dapat menurunkan efek gangguan internal ini.

Contoh

Contoh paling umum dari jenis kebisingan ini adalah -

• Kebisingan agitasi termal (kebisingan Johnson atau kebisingan Listrik).

• Suara tembakan (karena pergerakan elektron dan lubang secara acak).

• Kebisingan waktu transit (selama transisi).

• Miscellaneous noise adalah jenis kebisingan lain yang mencakup kedipan, efek resistansi dan kebisingan yang dihasilkan mixer, dll.

Sinyal untuk rasio kebisingan

Signal-to-Noise Ratio (SNR) adalah ratio of the signal power to the noise power. Semakin tinggi nilai SNR, semakin besar kualitas keluaran yang diterima.

Rasio signal-to-noise di berbagai titik dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut -

$$ Input \: SNR = (SNR) _I = \ frac {Rata-rata \: daya \: dari \: modulasi \: sinyal} {Rata-rata \: daya \: dari \: noise \: at \: input} $$

$$ Output \: SNR = (SNR) _O = \ frac {Average \: power \: of \: demodulated \: signal} {Average \: power \: of \: noise \: at \: output} $$

Sosok Merit

Rasio output SNR to the input SNR bisa disebut sebagai Figure of merit (F). Ini dilambangkan denganF. Ini menggambarkan kinerja perangkat.

$$ F = \ frac {(SNR) _O} {(SNR) _I} $$

Sosok manfaat penerima adalah -

$$ F = \ frac {(SNR) _O} {(SNR) _C} $$

Karena bagi penerima, saluran adalah inputnya.

Untuk menganalisis sinyal, itu harus diwakili. Representasi dalam sistem komunikasi ini terdiri dari dua jenis -

• Representasi domain frekuensi, dan
• Representasi domain waktu.

Pertimbangkan dua sinyal dengan frekuensi 1 kHz dan 2 kHz. Keduanya direpresentasikan dalam domain waktu dan frekuensi seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Analisis domain waktu, memberikan perilaku sinyal selama periode waktu tertentu. Dalam domain frekuensi, sinyal dianalisis sebagai fungsi matematis sehubungan dengan frekuensi.

Representasi domain frekuensi diperlukan dimana pemrosesan sinyal seperti penyaringan, penguatan dan pencampuran dilakukan.

Misalnya, jika sinyal seperti berikut ini dipertimbangkan, dapat dipahami bahwa ada noise di dalamnya.

Frekuensi sinyal asli mungkin 1 kHz, tetapi gangguan frekuensi tertentu, yang merusak sinyal ini tidak diketahui. Namun, ketika sinyal yang sama direpresentasikan dalam domain frekuensi, menggunakan penganalisis spektrum, itu diplot seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Di sini, kita dapat mengamati beberapa harmonisa, yang mewakili gangguan yang dimasukkan ke dalam sinyal asli. Oleh karena itu, representasi sinyal membantu dalam menganalisis sinyal.

Analisis domain frekuensi membantu dalam menciptakan pola gelombang yang diinginkan. Misalnya, pola bit biner di komputer, pola Lissajous di CRO, dll. Analisis domain waktu membantu memahami pola bit tersebut.

Di antara jenis teknik modulasi, klasifikasi utama adalah Modulasi Gelombang Kontinyu dan Modulasi Pulsa. Teknik modulasi gelombang kontinyu dibagi lagi menjadiAmplitude Modulation dan Angle Modulation.

Gelombang kontinu berlangsung terus menerus tanpa interval dan itu adalah sinyal pesan pita dasar, yang berisi informasi. Gelombang ini harus dimodulasi.

Menurut definisi standar, "Amplitudo sinyal pembawa bervariasi sesuai dengan amplitudo sesaat dari sinyal modulasi". Artinya, amplitudo sinyal pembawa yang tidak berisi informasi bervariasi sesuai dengan amplitudo sinyal, pada setiap saat, yang berisi informasi. Ini dapat dijelaskan dengan baik oleh gambar-gambar berikut.

Gelombang modulasi yang ditampilkan pertama adalah sinyal pesan. Yang berikutnya adalah gelombang pembawa, yang hanya merupakan sinyal frekuensi tinggi dan tidak mengandung informasi. Sedangkan yang terakhir adalah gelombang termodulasi resultan.

Dapat diamati bahwa puncak positif dan negatif dari gelombang pembawa, saling berhubungan dengan garis imajiner. Garis ini membantu menciptakan bentuk yang tepat dari sinyal modulasi. Garis imajiner pada gelombang pembawa ini disebut sebagaiEnvelope. Ini sama dengan sinyal pesan.

Ekspresi Matematika

Berikut adalah ekspresi matematis untuk gelombang tersebut.

Representasi Domain Waktu dari Gelombang

Biarkan sinyal modulasi menjadi -

$$ m (t) = A_mcos (2 \ pi f_mt) $$

Biarkan sinyal pembawa menjadi -

$$ c (t) = A_ccos (2 \ pi f_ct) $$

Dimana A_m = amplitudo maksimum dari sinyal modulasi

A_c = amplitudo maksimum dari sinyal pembawa

Bentuk standar dari gelombang Amplitude Modulated didefinisikan sebagai -

$$ S (t) = A_c [1 + K_am (t)] cos (2 \ pi f_ct) $$

$$ S (t) = A_c [1+ \ mu cos (2 \ pi f_mt)] cos (2 \ pi f_ct) $$

$$ Dimana, \ mu = K_aA_m $$

Indeks Modulasi

Gelombang pembawa, setelah dimodulasi, jika level termodulasi dihitung, maka upaya seperti itu disebut sebagai Modulation Index atau Modulation Depth. Ini menyatakan tingkat modulasi yang dialami gelombang pembawa.

Nilai maksimum dan minimum selubung gelombang termodulasi diwakili oleh A _max dan A _min masing-masing.

Mari kita coba mengembangkan persamaan untuk Modulation Index.

$$ A_ {max} = A_c (1+ \ mu) $$

Karena, pada A _max nilai cos θ adalah 1

$$ A_ {min} = A_c (1- \ mu) $$

Karena, pada A _min nilai cos θ adalah -1

$$ \ frac {A_ {max}} {A_ {min}} = \ frac {1+ \ mu} {1- \ mu} $$

$$ A_ {maks} - \ mu A_ {max} = A_ {min} + \ mu A_ {min} $$

$$ - \ mu (A_ {max} + A_ {min}) = A_ {min} -A_ {max} $$

$$ \ mu = \ frac {A_ {max} -A_ {min}} {A_ {max} + A_ {min}} $$

Oleh karena itu, persamaan untuk Indeks Modulasi diperoleh. µmenunjukkan indeks modulasi atau kedalaman modulasi. Ini sering dilambangkan dalam persentase yang disebut sebagaiPercentage Modulation. Ini adalah tingkat modulasi yang dilambangkan dalam persentase, dan dilambangkan denganm.

Untuk modulasi yang sempurna, nilai indeks modulasi harus 1, yang berarti kedalaman modulasi harus 100%.

Misalnya, jika nilai ini kurang dari 1, yaitu indeks modulasi adalah 0,5, maka keluaran termodulasi akan terlihat seperti gambar berikut. Ini disebut sebagai Under-modulation. Gelombang seperti itu disebut sebagaiunder-modulated wave.

Jika nilai indeks modulasi lebih besar dari 1, yaitu 1,5 atau lebih, maka gelombang akan menjadi over-modulated wave. Ini akan terlihat seperti gambar berikut.

Ketika nilai indeks modulasi meningkat, pembawa mengalami pembalikan fase 180 °, yang menyebabkan sideband tambahan dan karenanya, gelombang akan terdistorsi. Gelombang yang terlalu termodulasi menyebabkan interferensi, yang tidak dapat dihilangkan.

Bandwidth Modulasi Amplitudo

Bandwidth adalah perbedaan antara frekuensi sinyal terendah dan tertinggi.

Untuk gelombang termodulasi amplitudo, bandwidth diberikan oleh

$$ BW = f_ {USB} -f_ {LSB} $$

$$ (f_c + f_m) - (f_c-f_m) $$

$$ = 2f_m = 2W $$

Dimana W adalah bandwidth pesan

Oleh karena itu kita mengetahui bahwa bandwidth yang dibutuhkan untuk gelombang termodulasi amplitudo adalah dua kali frekuensi sinyal modulasi.

Dalam proses Modulasi Amplitudo atau Modulasi Fase, gelombang termodulasi terdiri dari gelombang pembawa dan dua pita samping. Sinyal termodulasi memiliki informasi di seluruh band kecuali pada frekuensi pembawa.

Sideband

SEBUAH Sidebandadalah pita frekuensi, yang mengandung daya, yang merupakan frekuensi rendah dan lebih tinggi dari frekuensi pembawa. Kedua sideband berisi informasi yang sama. Representasi gelombang termodulasi amplitudo dalam domain frekuensi seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Kedua sideband pada gambar berisi informasi yang sama. Transmisi sinyal seperti itu yang berisi pembawa bersama dengan dua sideband, dapat disebut sebagaiDouble Sideband Full Carrier sistem, atau sederhananya DSB-FC. Itu diplot seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Namun, transmisi seperti itu tidak efisien. Dua pertiga dari kekuatannya terbuang percuma di kapal induk, yang tidak membawa informasi.

Jika pembawa ini ditekan dan daya yang disimpan didistribusikan ke dua sideband, proses seperti itu disebut sebagai Double Sideband Suppressed Carrier sistem, atau sederhananya DSBSC. Itu diplot seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Sekarang, kita mendapat ide bahwa, karena dua sideband membawa informasi yang sama dua kali, mengapa kita tidak bisa menyembunyikan satu sideband. Ya, ini mungkin.

Proses menekan salah satu sideband, bersama dengan carrier dan mentransmisikan sideband tunggal disebut sebagai Single Sideband Suppressed Carrier sistem, atau sederhananya SSB-SC atau SSB. Itu diplot seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Sistem SSB-SC atau SSB ini, yang mentransmisikan satu sideband memiliki daya tinggi, karena daya yang dialokasikan untuk carrier dan sideband lainnya digunakan dalam mentransmisikan ini Single Sideband (SSB).

Oleh karena itu, modulasi yang dilakukan dengan menggunakan teknik SSB ini disebut sebagai SSB Modulation.

Modulasi Sideband - Keuntungan

Keuntungan dari modulasi SSB adalah -

• Bandwidth atau ruang spektrum yang ditempati lebih kecil dari sinyal AM dan DSB.

• Transmisi lebih banyak sinyal diperbolehkan.

• Daya disimpan.

• Sinyal daya tinggi dapat ditransmisikan.

• Jumlah kebisingan yang ada lebih sedikit.

• Pemudaran sinyal cenderung tidak terjadi.

Modulasi Sideband - Kekurangan

Kerugian dari modulasi SSB adalah -

• Pembangkitan dan deteksi sinyal SSB merupakan proses yang kompleks.

• Kualitas sinyal terpengaruh kecuali pemancar dan penerima SSB memiliki stabilitas frekuensi yang sangat baik.

Modulasi Sideband - Aplikasi

Aplikasi modulasi SSB adalah -

• Untuk persyaratan penghematan daya dan persyaratan bandwidth rendah.

• Dalam komunikasi bergerak darat, udara, dan maritim.

• Dalam komunikasi point-to-point.

• Dalam komunikasi radio.

• Di televisi, telemetri, dan komunikasi radar.

• Dalam komunikasi militer, seperti radio amatir, dll.

Dalam kasus modulasi SSB, ketika sideband melewati filter, band pass filter mungkin tidak bekerja dengan sempurna dalam praktiknya. Akibatnya, beberapa informasi mungkin hilang.

Oleh karena itu untuk menghindari kerugian ini, suatu teknik dipilih, yang merupakan kompromi antara DSB-SC dan SSB, disebut sebagai Vestigial Sideband (VSB)teknik. Kata sisa yang berarti “bagian” dari mana nama itu berasal.

Vestigial Sideband

Kedua sideband tidak diperlukan untuk transmisi, karena ini adalah pemborosan. Tetapi satu jalur jika dikirim, menyebabkan hilangnya informasi. Karenanya, teknik ini telah berkembang.

Vestigial Sideband Modulation atau VSB Modulation adalah proses di mana bagian dari sinyal disebut sebagai vestigedimodulasi, bersama dengan satu sideband. Sinyal VSB dapat diplot seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Bersama dengan sideband atas, bagian dari sideband bawah juga sedang ditransmisikan dalam teknik ini. Pita pelindung dengan lebar yang sangat kecil dipasang di kedua sisi VSB untuk menghindari gangguan. Modulasi VSB banyak digunakan dalam transmisi televisi.

Bandwidth Transmisi

Bandwidth transmisi gelombang termodulasi VSB direpresentasikan sebagai -

$$ B = (f_ {m} + f_ {v}) Hz $$

Dimana,

f_m = Bandwidth pesan

f_v = Lebar sideband vestigial

Modulasi VSB - Keuntungan

Berikut adalah keuntungan dari VSB -

• Sangat efisien.

• Pengurangan bandwidth.

• Desain filter mudah karena tidak membutuhkan akurasi tinggi.

• Transmisi komponen frekuensi rendah dimungkinkan, tanpa kesulitan.

• Memiliki karakteristik fase yang baik.

Modulasi VSB - Kekurangan

Berikut adalah kerugian dari VSB -

• Bandwidth jika dibandingkan dengan SSB lebih besar.

• Demodulasi itu rumit.

Modulasi VSB - Aplikasi

Aplikasi VSB yang paling menonjol dan standar adalah untuk transmisi television signals. Selain itu, ini adalah teknik yang paling nyaman dan efisien jika penggunaan bandwidth dipertimbangkan.

Jenis modulasi lain dalam modulasi gelombang kontinu adalah Angle Modulation. Modulasi Sudut adalah proses di mana frekuensi atau fase pembawa bervariasi sesuai dengan sinyal pesan. Ini selanjutnya dibagi menjadi modulasi frekuensi dan fase.

• Modulasi Frekuensi adalah proses memvariasikan frekuensi sinyal pembawa secara linier dengan sinyal pesan.

• Modulasi Fase adalah proses memvariasikan fase sinyal pembawa secara linier dengan sinyal pesan.

Sekarang mari kita bahas topik-topik ini dengan lebih rinci.

Modulasi frekuensi

Dalam modulasi amplitudo, amplitudo pembawa bervariasi. Tetapi dalam Modulasi Frekuensi (FM), frekuensi sinyal pembawa bervariasi sesuai dengan amplitudo sesaat dari sinyal modulasi.

Amplitudo dan fase sinyal pembawa tetap konstan sedangkan frekuensi pembawa berubah. Ini bisa lebih dipahami dengan mengamati gambar-gambar berikut.

Frekuensi gelombang termodulasi tetap konstan sebagai frekuensi gelombang pembawa ketika sinyal pesan berada pada nol. Frekuensi meningkat ketika sinyal pesan mencapai amplitudo maksimumnya.

Artinya, dengan peningkatan amplitudo dari sinyal modulasi atau pesan, frekuensi pembawa meningkat. Begitu pula dengan penurunan amplitudo sinyal modulasi, frekuensi juga menurun.

Representasi Matematika

Biarkan frekuensi pembawa f_c

Frekuensi pada amplitudo maksimum dari sinyal pesan = f_c + Δf

Frekuensi pada amplitudo minimum dari sinyal pesan = f_c - Δf

Perbedaan antara frekuensi termodulasi FM dan frekuensi normal disebut sebagai Frequency Deviation dan dilambangkan dengan Δf.

Penyimpangan frekuensi sinyal pembawa dari tinggi ke rendah atau rendah ke tinggi dapat disebut sebagai Carrier Swing.

Carrier Swing = penyimpangan frekuensi 2 ×

= 2 × Δf

Persamaan untuk FM WAVE

Persamaan gelombang FM adalah -

$$ s (t) = A_ccos [W_ct + 2 \ pi k_fm (t)] $$

Dimana,

A_c = amplitudo pembawa

w_c = frekuensi sudut pembawa = 2πf_c

m(t) = sinyal pesan

FM dapat dibagi menjadi Narrowband FM dan Wideband FM.

Narrowband FM

Fitur dari Narrowband FM adalah sebagai berikut -

• Modulasi frekuensi ini memiliki bandwidth kecil.

• Indeks modulasi kecil.

• Spektrumnya terdiri dari carrier, USB, dan LSB.

• Ini digunakan dalam komunikasi seluler seperti nirkabel polisi, ambulans, taksi, dll.

Wideband FM

Fitur dari Wideband FM adalah sebagai berikut -

• Modulasi frekuensi ini memiliki bandwidth tak terbatas.

• Indeks modulasi besar, yaitu lebih tinggi dari 1.

• Spektrumnya terdiri dari pembawa dan sideband dalam jumlah tak terbatas, yang terletak di sekitarnya.

• Ini digunakan dalam aplikasi penyiaran hiburan seperti radio FM, TV, dll.

Modulasi Fase

Dalam modulasi frekuensi, frekuensi pembawa bervariasi. Tapi diPhase Modulation (PM), fase sinyal pembawa bervariasi sesuai dengan amplitudo sesaat dari sinyal modulasi.

Amplitudo dan frekuensi sinyal pembawa tetap konstan sedangkan fase pembawa berubah. Ini bisa lebih dipahami dengan mengamati gambar-gambar berikut.

Fase gelombang termodulasi memiliki titik tak terhingga dimana pergeseran fasa dalam gelombang dapat terjadi. Amplitudo sesaat dari sinyal modulasi, mengubah fase pembawa. Ketika amplitudo positif, fase berubah ke satu arah dan jika amplitudo negatif, fase berubah ke arah yang berlawanan.

Hubungan antara PM dan FM

Perubahan fase, mengubah frekuensi gelombang termodulasi. Frekuensi gelombang juga mengubah fase gelombang. Meski saling terkait, hubungan mereka tidak linier. Modulasi fasa adalah metode tidak langsung untuk menghasilkan FM. Besarnya pergeseran frekuensi, yang dihasilkan oleh modulator fasa meningkat dengan frekuensi modulasi. Equalizer audio digunakan untuk mengimbangi ini.

Persamaan untuk Gelombang PM

Persamaan untuk gelombang PM adalah -

$$ s (t) = A_ccos [W_ct + k_pm (t)] $$

Dimana,

A_c = amplitudo pembawa

w_c = frekuensi sudut pembawa = 2πf_c

m(t) = sinyal pesan

Modulasi fase digunakan dalam sistem komunikasi bergerak, sedangkan modulasi frekuensi digunakan terutama untuk penyiaran FM.

Multiplexing adalah proses menggabungkan beberapa sinyal menjadi satu sinyal, melalui media bersama.

• Prosesnya disebut sebagai analog multiplexing jika sinyal ini bersifat analog.

• Jika sinyal digital digandakan, itu disebut sebagai digital multiplexing.

Multiplexing pertama kali dikembangkan di bidang telepon. Sejumlah sinyal digabungkan untuk dikirim melalui satu kabel. Proses multiplexing membagi saluran komunikasi menjadi beberapa saluran logis, mengalokasikan masing-masing untuk sinyal pesan yang berbeda atau aliran data yang akan ditransfer. Perangkat yang melakukan multiplexing, bisa disebut sebagai aMUX.

Proses sebaliknya, yaitu mengekstraksi sejumlah saluran dari satu saluran, yang dilakukan pada penerima disebut sebagai demultiplexing. Perangkat yang melakukan demultiplexing disebut sebagaiDEMUX.

Gambar berikut menggambarkan konsep MUX dan DEMUX. Penggunaan utamanya adalah di bidang komunikasi.

Jenis Multiplexer

Terutama ada dua jenis multiplexer, yaitu analog dan digital. Mereka selanjutnya dibagi menjadi FDM, WDM, dan TDM. Gambar berikut memberikan gambaran rinci tentang klasifikasi ini.

Ada banyak jenis teknik multiplexing. Dari semuanya, kami memiliki tipe utama dengan klasifikasi umum, yang disebutkan pada gambar di atas. Mari kita lihat satu per satu.

Multiplexing Analog

Teknik multiplexing analog melibatkan sinyal yang bersifat analog. Sinyal analog digandakan menurut frekuensinya (FDM) atau panjang gelombangnya (WDM).

Multiplexing Divisi Frekuensi

Dalam multiplexing analog, teknik yang paling banyak digunakan adalah Frequency Division Multiplexing (FDM). Teknik ini menggunakan berbagai frekuensi untuk menggabungkan aliran data, untuk mengirimkannya ke media komunikasi, sebagai sinyal tunggal.

Example - Pemancar televisi tradisional, yang mengirimkan sejumlah saluran melalui satu kabel menggunakan FDM.

Divisi Panjang Gelombang Multiplexing

Wavelength Division multiplexing (WDM) adalah teknik analog, di mana banyak aliran data dengan panjang gelombang berbeda ditransmisikan dalam spektrum cahaya. Jika panjang gelombang bertambah, frekuensi sinyal berkurang. Prisma yang dapat mengubah panjang gelombang yang berbeda menjadi satu baris, dapat digunakan pada keluaran MUX dan masukan DEMUX.

Example - Komunikasi serat optik menggunakan teknik WDM, untuk menggabungkan panjang gelombang yang berbeda menjadi satu cahaya untuk komunikasi.

Multiplexing Digital

Istilah digital mewakili bit informasi diskrit. Oleh karena itu, data yang tersedia berupa frame atau paket yang bersifat diskrit.

Multiplexing Divisi Waktu (TDM)

Di TDM, kerangka waktu dibagi menjadi beberapa slot. Teknik ini digunakan untuk mengirimkan sinyal melalui saluran komunikasi tunggal, dengan mengalokasikan satu slot untuk setiap pesan.

Dari semua tipe TDM, yang utama adalah Synchronous dan Asynchronous TDM.

TDM sinkron

Di Synchronous TDM, input dihubungkan ke bingkai. Jika ada jumlah koneksi 'n', maka frame dibagi menjadi slot waktu 'n'. Satu slot dialokasikan untuk setiap jalur input.

Dalam teknik ini, laju pengambilan sampel umum untuk semua sinyal dan karenanya input jam yang sama diberikan. MUX mengalokasikan filesame slot ke setiap perangkat setiap saat.

TDM Asinkron

Dalam Asynchronous TDM, laju pengambilan sampel berbeda untuk setiap sinyal dan jam umum tidak diperlukan. Jika perangkat yang dialokasikan, untuk sebuah slot waktu tidak mengirimkan apa-apa dan diam, maka slot itu adalahallotted to another perangkat, tidak seperti sinkron.

Jenis TDM ini digunakan dalam jaringan mode transfer Asynchronous.

Demultiplexer

Demultiplexer digunakan untuk menghubungkan satu sumber ke beberapa tujuan. Proses ini adalah kebalikan dari multiplexing. Seperti disebutkan sebelumnya, sebagian besar digunakan di penerima. DEMUX memiliki banyak aplikasi. Ini digunakan di penerima dalam sistem komunikasi. Ini digunakan dalam aritmatika dan unit logis di komputer untuk memasok daya dan menyampaikan komunikasi, dll.

Demultiplexer digunakan sebagai konverter serial ke paralel. Data serial diberikan sebagai input ke DEMUX pada interval reguler dan penghitung dipasang padanya untuk mengontrol output dari demultiplexer.

Baik multiplexer dan demultiplexer memainkan peran penting dalam sistem komunikasi, baik di bagian pemancar maupun penerima.

Multiplexing divisi frekuensi digunakan di penerima radio dan televisi. Penggunaan utama FM adalah untuk komunikasi radio. Mari kita lihat struktur pemancar FM dan penerima FM bersama dengan diagram blok dan cara kerjanya.

Pemancar FM

Pemancar FM adalah keseluruhan unit yang mengambil sinyal audio sebagai masukan dan mengirimkan gelombang modulasi FM ke antena sebagai keluaran untuk dipancarkan. Pemancar FM terdiri dari 6 tahapan utama. Mereka diilustrasikan pada gambar berikut.

Cara kerja pemancar FM dapat dijelaskan sebagai berikut.

• Sinyal audio dari output mikrofon diberikan ke pre-amplifier yang meningkatkan level sinyal modulasi.

• Sinyal ini kemudian diteruskan ke high pass filter, yang bertindak sebagai jaringan pra-penekanan untuk menyaring noise dan meningkatkan rasio sinyal terhadap noise.

• Sinyal ini selanjutnya diteruskan ke rangkaian modulator FM.

• Rangkaian osilator menghasilkan pembawa frekuensi tinggi, yang diberikan ke modulator bersama dengan sinyal modulasi.

• Beberapa tahapan pengali frekuensi digunakan untuk meningkatkan frekuensi operasi. Meski begitu, kekuatan sinyal tidak cukup untuk memancarkan. Oleh karena itu, penguat daya RF digunakan di bagian akhir untuk meningkatkan daya sinyal termodulasi. Output termodulasi FM ini akhirnya diteruskan ke antena untuk dikirim.

Persyaratan Penerima

Penerima radio digunakan untuk menerima sinyal gelombang AM dan gelombang FM. DeteksiAM dilakukan dengan metode yang disebut sebagai Envelope Detection dan deteksi FM dilakukan dengan metode yang disebut sebagai Frequency Discrimination.

Penerima radio semacam itu memiliki persyaratan berikut.

• Ini harus hemat biaya.

• Ini harus menerima sinyal AM dan FM.

• Penerima harus dapat menyetel dan memperkuat stasiun yang diinginkan.

• Ini harus memiliki kemampuan untuk menolak stasiun yang tidak diinginkan.

• Demodulasi harus dilakukan ke semua sinyal stasiun, berapa pun frekuensi pembawa.

Agar persyaratan ini terpenuhi, rangkaian tuner dan rangkaian mixer harus sangat efektif. Prosedur pencampuran RF merupakan fenomena yang menarik.

Pencampuran RF

Unit pencampuran RF mengembangkan Intermediate Frequency (IF) ke mana sinyal yang diterima diubah, untuk memproses sinyal secara efektif.

RF Mixer merupakan tahapan penting dalam receiver. Dua sinyal dari frekuensi yang berbeda diambil dimana satu level sinyal mempengaruhi level sinyal lainnya, untuk menghasilkan output campuran yang dihasilkan. Sinyal masukan dan keluaran pencampur yang dihasilkan diilustrasikan pada gambar berikut.

Ketika dua sinyal masuk ke mixer RF,

• Frekuensi sinyal pertama = F₁

• Frekuensi sinyal kedua = F₂

Kemudian frekuensi sinyal resultan = (F₁ + F₂) dan (F₁ - F₂)

Sebuah mixer dari dua sinyal dengan frekuensi yang berbeda diproduksi pada keluarannya.

Jika diamati dalam domain frekuensi, polanya terlihat seperti gambar berikut.

Simbol mixer RF terlihat seperti gambar berikut.

Kedua sinyal tersebut dicampur untuk menghasilkan sinyal resultan, dimana pengaruh satu sinyal mempengaruhi sinyal lainnya dan keduanya menghasilkan pola yang berbeda seperti yang terlihat sebelumnya.

Penerima FM

Penerima FM adalah keseluruhan unit yang mengambil sinyal termodulasi sebagai masukan dan menghasilkan sinyal audio asli sebagai keluaran. Amatir radio adalah penerima radio pertama. Namun, mereka memiliki kekurangan seperti sensitivitas dan selektivitas yang buruk.

Selectivity adalah pemilihan sinyal tertentu sementara menolak sinyal lainnya. Sensitivity adalah kapasitas untuk mendeteksi sinyal RF dan mendemodulasinya, sedangkan pada tingkat daya terendah.

Untuk mengatasi kekurangan tersebut, super heterodynepenerima ditemukan. Penerima FM ini terdiri dari 5 tahap utama. Mereka seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Bagian RF Tuner

Sinyal termodulasi yang diterima oleh antena pertama kali diteruskan ke tuner circuitmelalui transformator. Rangkaian tuner tidak lain adalah rangkaian LC yang disebut juga sebagairesonant atau tank circuit. Ini memilih frekuensi yang diinginkan oleh penerima radio. Ini juga menyetel osilator lokal dan filter RF pada saat yang bersamaan.

Pengaduk RF

Sinyal dari keluaran tuner diberikan ke RF-IF converter, yang berfungsi sebagai pengaduk. Ini memiliki osilator lokal, yang menghasilkan frekuensi konstan. Proses pencampuran dilakukan di sini, dengan sinyal yang diterima sebagai satu masukan dan frekuensi osilator lokal sebagai masukan lainnya. Output yang dihasilkan adalah campuran dua frekuensi [(f ₁ + f ₂ ), (f ₁ - f ₂ )] yang dihasilkan oleh mixer, yang disebut sebagaiIntermediate Frequency (IF).

Produksi IF membantu dalam demodulasi sinyal stasiun apa pun yang memiliki frekuensi pembawa. Oleh karena itu, semua sinyal diterjemahkan ke frekuensi pembawa tetap untuk selektivitas yang memadai.

JIKA Filter

Filter frekuensi menengah adalah filter bandpass, yang melewati frekuensi yang diinginkan. Ini menghilangkan komponen frekuensi tinggi yang tidak diinginkan yang ada di dalamnya serta kebisingan. IF filter membantu dalam meningkatkanSignal to Noise Ratio (SNR).

Demodulator

Sinyal termodulasi yang diterima sekarang didemodulasi dengan proses yang sama yang digunakan di sisi pemancar. Diskriminasi frekuensi umumnya digunakan untuk deteksi FM.

Penguat Audio

Ini adalah tahap penguat daya yang digunakan untuk memperkuat sinyal audio yang terdeteksi. Sinyal yang diproses diberi kekuatan agar efektif. Sinyal ini diteruskan ke loudspeaker untuk mendapatkan sinyal suara asli.

Penerima super heterodyne ini digunakan dengan baik karena kelebihannya seperti SNR yang lebih baik, sensitivitas dan selektivitas.

Kebisingan di FM

Kehadiran noise juga menjadi masalah di FM. Setiap kali sinyal interferensi yang kuat dengan frekuensi yang lebih dekat ke sinyal yang diinginkan tiba, penerima mengunci sinyal interferensi tersebut. Fenomena seperti itu disebut sebagaiCapture effect.

Untuk meningkatkan SNR pada frekuensi modulasi yang lebih tinggi, disebut rangkaian high pass preemphasis, digunakan di pemancar. Sirkuit lain disebutde-emphasis, proses kebalikan dari pra-penekanan digunakan di penerima, yang merupakan rangkaian low pass. Sirkuit preemphasis dan de-penekanan secara luas digunakan di pemancar dan penerima FM untuk secara efektif meningkatkan output SNR.

Sejauh ini, kita telah membahas tentang modulasi gelombang kontinu. Sekarang saatnya untuk sinyal diskrit. ItuPulse modulationteknik, berurusan dengan sinyal diskrit. Mari kita lihat bagaimana mengubah sinyal kontinu menjadi sinyal diskrit. Proses yang disebut Sampling membantu kami dalam hal ini.

Contoh

Proses mengubah sinyal waktu kontinu menjadi sinyal waktu diskrit ekivalen, dapat disebut sebagai Sampling. Data sekejap tertentu terus-menerus diambil sampelnya dalam proses pengambilan sampel.

Gambar berikut menunjukkan sinyal waktu kontinu x(t) dan sinyal sampel x_s(t). Kapanx(t) dikalikan dengan rangkaian impuls periodik, sinyal sampel x_s(t) diperoleh.

SEBUAH sampling signal adalah kereta pulsa periodik, memiliki unit amplitude, diambil sampelnya pada interval waktu yang sama T_s, yang disebut sebagai Sampling time. Data ini dikirim pada saat yang bersamaanT_s dan sinyal pembawa ditransmisikan pada waktu yang tersisa.

Kecepatan Sampling

Untuk membedakan sinyal, jarak antara sampel harus diperbaiki. Celah itu bisa disebut sebagaisampling period T_s.

$$ Pengambilan Sampel \: Frekuensi = \ frac {1} {T_s} = f_s $$

Dimana,

T_s = waktu pengambilan sampel

f_s = frekuensi sampling atau laju sampling

Teorema Sampling

Saat mempertimbangkan tingkat pengambilan sampel, hal penting tentang berapa tingkat yang harus dipertimbangkan. Iturate of sampling harus sedemikian rupa sehingga data dalam sinyal pesan tidak boleh hilang atau tidak bertumpuk.

Itu sampling theorem menyatakan bahwa, “sebuah sinyal dapat direproduksi secara tepat jika diambil sampelnya pada kecepatan tersebut f_s yang lebih besar dari atau sama dengan dua kali frekuensi maksimum W. "

Sederhananya, untuk reproduksi sinyal asli yang efektif, laju pengambilan sampel harus dua kali frekuensi tertinggi.

Yang berarti,

$$ f_s \ geq 2W $$

Dimana,

f_s = frekuensi sampling

W adalah frekuensi tertinggi

Tingkat pengambilan sampel ini disebut sebagai Nyquist rate.

Teorema sampling, yang juga disebut sebagai Nyquist theorem, memberikan teori sample rate yang cukup dalam hal bandwidth untuk kelas fungsi yang bersifat bandlimited.

Untuk sinyal waktu kontinu x(t), sinyal pita-terbatas dalam domain frekuensi, dapat direpresentasikan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Jika sinyal diambil sampelnya di atas tingkat Nyquist, sinyal asli dapat dipulihkan. Gambar berikut menjelaskan sinyal, jika diambil sampelnya pada kecepatan yang lebih tinggi dari 2w dalam domain frekuensi.

Jika sinyal yang sama diambil sampelnya pada kecepatan kurang dari 2w, maka sinyal sampel akan terlihat seperti gambar berikut.

Kita dapat mengamati dari pola di atas bahwa terjadi tumpang tindih informasi, yang menyebabkan percampuran dan hilangnya informasi. Fenomena tumpang tindih yang tidak diinginkan ini disebut sebagaiAliasing.

Aliasing dapat disebut sebagai "fenomena komponen frekuensi tinggi dalam spektrum sinyal, mengambil identitas komponen frekuensi rendah dalam spektrum versi sampelnya".

Oleh karena itu, pengambilan sampel sinyal dipilih pada tingkat Nyquist, seperti yang dinyatakan dalam teorema pengambilan sampel. Jika sampling rate sama dengan dua kali frekuensi tertinggi (2W).

Itu berarti,

$$ f_s = 2W $$

Dimana,

f_s = frekuensi sampling

W adalah frekuensi tertinggi

Hasilnya akan seperti gambar di atas. Informasi tersebut diganti tanpa kehilangan apapun. Karenanya, ini adalah tingkat pengambilan sampel yang baik.

Setelah modulasi gelombang kontinu, divisi selanjutnya adalah modulasi pulsa. Modulasi pulsa selanjutnya dibagi menjadi modulasi analog dan digital. Teknik modulasi analog terutama diklasifikasikan menjadi Modulasi Amplitudo Pulsa, Modulasi Durasi Pulsa / Modulasi Lebar Pulsa, dan Modulasi Posisi Pulsa.

Modulasi Amplitudo Pulsa

Pulse Amplitude Modulation (PAM) adalah skema modulasi analog di mana amplitudo pembawa pulsa bervariasi sebanding dengan amplitudo sesaat dari sinyal pesan.

Sinyal termodulasi amplitudo pulsa, akan mengikuti amplitudo sinyal asli, saat sinyal menelusuri jalur seluruh gelombang. Dalam PAM natural, sinyal yang diambil sampelnya pada tingkat Nyquist direkonstruksi, dengan melewatkannya secara efisienLow Pass Frequency (LPF) dengan frekuensi cutoff yang tepat

Gambar berikut menjelaskan Modulasi Amplitudo Pulsa.

Meskipun sinyal PAM dilewatkan melalui LPF, ia tidak dapat memulihkan sinyal tanpa distorsi. Oleh karena itu untuk menghindari kebisingan ini, dilakukan pengambilan sampel permukaan datar seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Flat-top samplingadalah proses di mana sinyal sampel dapat direpresentasikan dalam pulsa yang amplitudo sinyal tidak dapat diubah sehubungan dengan sinyal analog, yang akan diambil sampelnya. Bagian atas amplitudo tetap datar. Proses ini menyederhanakan desain sirkuit.

Modulasi Lebar Pulsa

Pulse Width Modulation (PWM) atau Pulse Duration Modulation (PDM) atau Pulse Time Modulation (PTM) adalah skema modulasi analog di mana durasi atau lebar atau waktu pembawa pulsa bervariasi sebanding dengan amplitudo sesaat dari sinyal pesan.

Lebar pulsa bervariasi dalam metode ini, tetapi amplitudo sinyal tetap konstan. Pembatas amplitudo digunakan untuk membuat amplitudo sinyal konstan. Sirkuit ini memotong amplitudo, ke tingkat yang diinginkan dan karenanya kebisingan terbatas.

Gambar berikut menjelaskan jenis Modulasi Lebar Pulsa.

Ada tiga variasi PWM. Mereka adalah -

• Tepi depan pulsa konstan, tepi belakang bervariasi sesuai dengan sinyal pesan.

• Tepi trailing pulsa menjadi konstan, tepi depan bervariasi sesuai dengan sinyal pesan.

• Pusat pulsa konstan, tepi depan dan tepi belakang bervariasi sesuai dengan sinyal pesan.

Ketiga jenis ini ditunjukkan pada gambar yang diberikan di atas, dengan slot waktu.

Modulasi Posisi Pulsa

Pulse Position Modulation (PPM) adalah skema modulasi analog di mana amplitudo dan lebar pulsa dijaga konstan, sedangkan posisi setiap pulsa, dengan referensi ke posisi pulsa referensi bervariasi sesuai dengan nilai sampel sesaat dari sinyal pesan.

Pemancar harus mengirim pulsa sinkronisasi (atau cukup sinkronkan pulsa) untuk menjaga pemancar dan penerima tetap sinkron. Denyut sinkronisasi ini membantu mempertahankan posisi denyut nadi. Gambar berikut menjelaskan Modulasi Posisi Pulsa.

Modulasi posisi pulsa dilakukan sesuai dengan sinyal termodulasi lebar pulsa. Setiap jejak sinyal termodulasi lebar pulsa menjadi titik awal untuk pulsa dalam sinyal PPM. Oleh karena itu, posisi pulsa ini sebanding dengan lebar pulsa PWM.

Keuntungan

Karena amplitudo dan lebarnya konstan, daya yang ditangani juga konstan.

Kerugian

Sinkronisasi antara pemancar dan penerima adalah suatu keharusan.

Perbandingan antara PAM, PWM, dan PPM

Perbandingan antara proses modulasi di atas disajikan dalam satu tabel.

PAM	PWM	PPM
Amplitudo bervariasi	Lebarnya bervariasi	Posisinya bervariasi
Bandwidth tergantung pada lebar pulsa	Bandwidth tergantung pada waktu naiknya pulsa	Bandwidth tergantung pada waktu naiknya pulsa
Daya pemancar sesaat bervariasi dengan amplitudo pulsa	Daya pemancar sesaat bervariasi dengan amplitudo dan lebar pulsa	Daya pemancar sesaat tetap konstan dengan lebar pulsa
Kompleksitas sistem tinggi	Kompleksitas sistem rendah	Kompleksitas sistem rendah
Gangguan kebisingan tinggi	Gangguan kebisingan rendah	Gangguan kebisingan rendah
Ini mirip dengan modulasi amplitudo	Ini mirip dengan modulasi frekuensi	Ini mirip dengan modulasi fase

Sejauh ini kami telah melalui teknik modulasi yang berbeda. Yang tersisa adalahdigital modulation, yang termasuk dalam klasifikasi modulasi pulsa. Modulasi digital memiliki Pulse Code Modulation (PCM) sebagai klasifikasi utama. Selanjutnya diproses menjadi modulasi delta dan ADM.

Modulasi Kode Pulsa

Sinyal adalah Pulse Code yang dimodulasi untuk mengubah informasi analognya menjadi urutan biner, yaitu 1s dan 0s. Output dari aPulse Code Modulation (PCM)akan menyerupai urutan biner. Gambar berikut menunjukkan contoh keluaran PCM sehubungan dengan nilai sesaat dari gelombang sinus tertentu.

Alih-alih kereta pulsa, PCM menghasilkan serangkaian angka atau digit, dan karenanya proses ini disebut sebagai digital. Masing-masing dari digit ini, meskipun dalam kode biner, mewakili perkiraan amplitudo sampel sinyal pada saat itu.

Dalam Modulasi Kode Pulsa, sinyal pesan diwakili oleh urutan pulsa berkode. Sinyal pesan ini diperoleh dengan merepresentasikan sinyal dalam bentuk diskrit baik dalam waktu maupun amplitudo.

Elemen Dasar PCM

Bagian pemancar dari rangkaian Modulator Kode Pulsa terdiri dari Sampling, Quantizing dan Encoding, yang dilakukan di analog-to-digital converterbagian. Filter lolos rendah sebelum pengambilan sampel mencegah aliasing sinyal pesan.

Operasi dasar di bagian penerima adalah regeneration of impaired signals, decoding, dan reconstructiondari kereta pulsa terkuantisasi. Gambar berikut ini adalah diagram blok PCM yang mewakili elemen dasar dari bagian pemancar dan penerima.

Filter Akses Rendah (LPF)

Filter ini menghilangkan komponen frekuensi tinggi yang ada dalam sinyal analog masukan yang lebih besar dari frekuensi tertinggi dari sinyal pesan, untuk menghindari aliasing sinyal pesan.

Sampler

Ini adalah rangkaian yang menggunakan teknik yang membantu mengumpulkan data sampel pada nilai sesaat dari sinyal pesan, untuk merekonstruksi sinyal asli. Tingkat pengambilan sampel harus lebih besar dari dua kali komponen frekuensi tertinggiW dari sinyal pesan, sesuai dengan teorema sampling.

Pengukur

Mengukur adalah proses mengurangi bit yang berlebihan dan membatasi data. Output sampel ketika diberikan ke Quantizer, mengurangi bit yang berlebihan dan mengompresi nilainya.

Pembuat enkode

Digitalisasi sinyal analog dilakukan oleh encoder. Ini menunjuk setiap level yang dikuantisasi dengan kode biner. Pengambilan sampel yang dilakukan di sini adalah proses sampel-dan-tahan. Ketiga bagian ini akan bertindak sebagai pengubah analog ke digital. Pengkodean meminimalkan bandwidth yang digunakan.

Repeater Regeneratif

Output saluran memiliki satu rangkaian repeater regeneratif untuk mengkompensasi hilangnya sinyal dan merekonstruksi sinyal. Ini juga meningkatkan kekuatan sinyal.

Dekoder

Sirkuit decoder menerjemahkan bentuk gelombang kode pulsa untuk mereproduksi sinyal asli. Sirkuit ini bertindak sebagaidemodulator.

Filter Rekonstruksi

Setelah konversi digital-ke-analog dilakukan oleh sirkuit regeneratif dan decoder, digunakan filter low pass, yang disebut filter rekonstruksi untuk mendapatkan kembali sinyal asli.

Oleh karena itu, rangkaian Modulator Kode Pulsa mendigitalkan sinyal analog yang diberikan, mengkodekannya, dan mengambil sampelnya. Kemudian mentransmisikan dalam bentuk analog. Seluruh proses ini diulangi dalam pola terbalik untuk mendapatkan sinyal asli.

Ada beberapa teknik modulasi yang diikuti untuk membangun sinyal PCM. Teknik ini sukasampling, quantization, dan companding membantu untuk menciptakan sinyal PCM yang efektif, yang dapat mereproduksi sinyal asli dengan tepat.

Kuantisasi

Digitalisasi sinyal analog melibatkan pembulatan nilai yang kira-kira sama dengan nilai analog. Metode pengambilan sampel memilih beberapa titik pada sinyal analog dan kemudian titik-titik ini digabungkan untuk membulatkan nilai ke nilai yang hampir stabil. Proses seperti itu disebut sebagaiQuantization.

Kuantisasi sinyal analog dilakukan dengan mendiskritisasi sinyal dengan sejumlah level kuantisasi. Kuantisasi mewakili nilai sampel amplitudo dengan serangkaian level terbatas, yang berarti mengubah acontinuous-amplitude sample menjadi discrete-time signal.

Gambar berikut menunjukkan bagaimana sinyal analog dikuantisasi. Garis biru mewakili sinyal analog sedangkan garis merah mewakili sinyal terkuantisasi.

Baik pengambilan sampel maupun penghitungan menghasilkan hilangnya informasi. Kualitas keluaran Quantizer bergantung pada jumlah tingkat kuantisasi yang digunakan. Amplitudo diskrit dari keluaran yang dikuantisasi disebut sebagairepresentation levels atau reconstruction levels. Jarak antara dua tingkat representasi yang berdekatan disebut aquantum atau step-size.

Companding in PCM

Kata Companding adalah kombinasi dari Commenekan dan Expanding, yang berarti melakukan keduanya. Ini adalah teknik non-linier yang digunakan dalam PCM yang memampatkan data di pemancar dan memperluas data yang sama di penerima. Efek kebisingan dan crosstalk dikurangi dengan menggunakan teknik ini.

Ada dua jenis teknik Companding.

Teknik Companding A-law

• Kuantisasi seragam dicapai pada A = 1, di mana kurva karakteristiknya linier dan tidak ada kompresi.

• A-law memiliki mid-rise di asalnya. Oleh karena itu, ini berisi nilai bukan nol.

• Companding A-law digunakan untuk sistem telepon PCM.

• A-law digunakan di banyak bagian dunia.

Teknik Companding hukum µ

• Kuantisasi seragam dicapai pada µ = 0, di mana kurva karakteristiknya linier dan tidak ada kompresi.

• Hukum µ memiliki tapak tengah pada asalnya. Karenanya, ini mengandung nilai nol.

• Companding µ-law digunakan untuk sinyal suara dan musik.

• µ-law digunakan di Amerika Utara dan Jepang.

PCM Diferensial

Sampel yang sangat berkorelasi, ketika dikodekan dengan teknik PCM, meninggalkan informasi yang berlebihan. Untuk memproses informasi yang berlebihan ini dan untuk mendapatkan keluaran yang lebih baik, adalah keputusan yang bijaksana untuk mengambil nilai sampel yang diprediksi, diasumsikan dari keluaran sebelumnya dan meringkasnya dengan nilai yang terkuantisasi.

Proses seperti itu dinamai sebagai Differential PCM teknik.

Kecepatan pengambilan sampel sinyal harus lebih tinggi daripada tingkat Nyquist, untuk mencapai pengambilan sampel yang lebih baik. Jika interval pengambilan sampel dalam PCM Diferensial (DPCM) ini sangat berkurang, perbedaan amplitudo sampel-ke-sampel sangat kecil, seolah-olah perbedaannya adalah1-bit quantization, maka ukuran langkahnya sangat kecil yaitu, Δ (delta).

Apa itu Modulasi Delta?

Jenis modulasi, di mana laju pengambilan sampel jauh lebih tinggi dan di mana ukuran langkah setelah kuantisasi memiliki nilai yang lebih kecil Δ, modulasi seperti itu disebut sebagai delta modulation.

Fitur Modulasi Delta

• Input yang diambil lebih banyak diambil untuk memanfaatkan sepenuhnya korelasi sinyal.

• Desain kuantisasi sederhana.

• Urutan masukan jauh lebih tinggi dari tingkat Nyquist.

• Kualitasnya sedang.

• Desain modulator dan demodulator sederhana.

• Perkiraan bentuk gelombang tangga keluaran.

• Ukuran langkahnya sangat kecil, yaitu Δ (delta).

• Kecepatan bit dapat ditentukan oleh pengguna.

• Ini membutuhkan implementasi yang lebih sederhana.

Modulasi Delta adalah bentuk teknik DPCM yang disederhanakan, juga dipandang sebagai skema DPCM 1-bit. Saat interval pengambilan sampel berkurang, korelasi sinyal akan lebih tinggi.

Modulator Delta

Itu Delta Modulatorterdiri dari pengukur 1-bit dan sirkuit penundaan bersama dengan dua sirkuit musim panas. Berikut ini adalah diagram blok modulator delta.

Bentuk gelombang perkiraan kasus tangga akan menjadi keluaran dari modulator delta dengan ukuran langkah sebagai delta (Δ). Kualitas keluaran dari bentuk gelombang sedang.

Delta Demodulator

Demodulator delta terdiri dari low pass filter, summer, dan delay circuit. Sirkuit prediktor dihilangkan di sini dan karenanya tidak ada input yang diasumsikan diberikan ke demodulator.

Berikut adalah diagram blok untuk delta demodulator.

Filter akses rendah digunakan untuk berbagai alasan, tetapi yang paling menonjol adalah penghapusan noise untuk sinyal out-of-band. Kesalahan ukuran langkah yang mungkin terjadi di pemancar disebutgranular noise, yang dihilangkan di sini. Jika tidak ada gangguan, maka keluaran modulator sama dengan masukan demodulator.

Keuntungan DM dibandingkan DPCM

• Penghitung 1-bit
• Desain modulator & demodulator yang sangat mudah

Namun, ada beberapa noise in DM dan berikut ini adalah jenis-jenis kebisingan.

• Slope Over load distortion (ketika Δ kecil)
• Derau granular (bila Δ besar)

Modulasi Delta Adaptif

Dalam modulasi digital, kami menemukan masalah tertentu dalam menentukan ukuran langkah, yang mempengaruhi kualitas gelombang keluaran.

Ukuran langkah yang lebih besar diperlukan di kemiringan yang curam dari sinyal modulasi dan ukuran langkah yang lebih kecil diperlukan di mana pesan memiliki kemiringan kecil. Akibatnya, detail menit terlewatkan. Oleh karena itu, akan lebih baik jika kita dapat mengontrol penyesuaian ukuran langkah, sesuai dengan kebutuhan kita untuk mendapatkan pengambilan sampel dengan cara yang diinginkan. Ini adalah konsepAdaptive Delta Modulation (ADM).

Modulasi Digital menyediakan lebih banyak kapasitas informasi, keamanan data yang tinggi, ketersediaan sistem yang lebih cepat dengan kualitas komunikasi yang baik. Oleh karena itu, teknik modulasi digital memiliki permintaan yang lebih besar, karena kemampuannya untuk menyampaikan data dalam jumlah yang lebih besar daripada yang analog.

Ada banyak jenis teknik modulasi digital dan kita bahkan dapat menggunakan kombinasi dari teknik ini juga. Pada bab ini, kita akan membahas teknik modulasi digital yang paling menonjol.

Tombol Pergeseran Amplitudo

Amplitudo keluaran yang dihasilkan bergantung pada data masukan apakah itu harus berupa level nol atau variasi positif dan negatif, tergantung pada frekuensi pembawa.

Amplitude Shift Keying (ASK) adalah jenis Modulasi Amplitudo yang merepresentasikan data biner berupa variasi amplitudo suatu sinyal.

Berikut adalah diagram bentuk gelombang termodulasi ASK beserta inputnya.

Setiap sinyal termodulasi memiliki pembawa frekuensi tinggi. Sinyal biner ketika ASK dimodulasi, memberikan nilai nol untuk input LOW dan memberikan output pembawa untuk input HIGH.

Tombol Pergeseran Frekuensi

Frekuensi sinyal keluaran akan tinggi atau rendah, tergantung pada data masukan yang diterapkan.

Frequency Shift Keying (FSK)adalah teknik modulasi digital di mana frekuensi sinyal pembawa bervariasi sesuai dengan perubahan digital diskrit. FSK adalah skema modulasi frekuensi.

Berikut adalah diagram bentuk gelombang termodulasi FSK beserta inputnya.

Keluaran gelombang termodulasi FSK adalah frekuensi tinggi untuk masukan TINGGI biner dan frekuensi rendah untuk masukan RENDAH biner. Biner 1s dan 0s dipanggilMark dan Space frequencies.

Tombol Pergeseran Fase

Fase sinyal keluaran bergeser tergantung pada masukan. Ini terutama dari dua jenis, yaitu BPSK dan QPSK, menurut jumlah pergeseran fasa. Yang lainnya adalah DPSK yang mengubah fase sesuai nilai sebelumnya.

Phase Shift Keying (PSK)adalah teknik modulasi digital di mana fase sinyal pembawa diubah dengan memvariasikan input sinus dan kosinus pada waktu tertentu. Teknik PSK banyak digunakan untuk LAN nirkabel, bio-metrik, operasi tanpa kontak, bersama dengan komunikasi RFID dan Bluetooth.

PSK terdiri dari dua jenis, tergantung pada fase dimana sinyal akan bergeser. Mereka adalah -

Tombol Pergeseran Fase Biner (BPSK)

Ini juga disebut sebagai 2-phase PSK (atau) Phase Reversal Keying. Dalam teknik ini, pembawa gelombang sinus mengambil dua fase pembalikan seperti 0 ° dan 180 °.

BPSK pada dasarnya adalah skema modulasi DSB-SC (Double Sideband Suppressed Carrier), untuk pesan menjadi informasi digital.

Berikut gambar gelombang keluaran Modulasi BPSK beserta masukannya.

Tombol Pergeseran Fase Kuadratur (QPSK)

Ini adalah teknik penguncian pergeseran fasa, di mana pembawa gelombang sinus mengambil empat pembalikan fasa seperti 0 °, 90 °, 180 °, dan 270 °.

Jika teknik semacam ini diperpanjang lebih lanjut, PSK dapat dilakukan dengan delapan atau enam belas nilai juga, tergantung pada kebutuhan. Gambar berikut mewakili bentuk gelombang QPSK untuk input dua bit, yang menunjukkan hasil termodulasi untuk berbagai contoh input biner.

QPSK adalah variasi dari BPSK, dan juga merupakan skema modulasi DSB-SC (Double Sideband Suppressed Carrier), yang mengirimkan dua bit informasi digital sekaligus, disebut sebagai bigits.

Alih-alih mengubah bit digital menjadi rangkaian aliran digital, ia mengubahnya menjadi pasangan bit. Ini mengurangi kecepatan bit data menjadi setengah, yang memungkinkan ruang bagi pengguna lain.

Tombol Pergeseran Fase Diferensial (DPSK)

Dalam DPSK (Penguncian Pergeseran Fase Diferensial), fase sinyal termodulasi digeser relatif ke elemen sinyal sebelumnya. Tidak ada sinyal referensi yang dipertimbangkan di sini. Fase sinyal mengikuti status tinggi atau rendah dari elemen sebelumnya. Teknik DPSK ini tidak membutuhkan osilator referensi.

Gambar berikut mewakili bentuk gelombang model DPSK.

Terlihat dari gambar di atas bahwa, jika bit data LOW yaitu 0, maka fase sinyal tidak dibalik, tetapi dilanjutkan seperti semula. Jika datanya TINGGI yaitu 1, maka fase sinyal dibalik, seperti pada NRZI, balikkan pada 1 (suatu bentuk pengkodean diferensial).

Jika kita mengamati bentuk gelombang di atas, kita dapat mengatakan bahwa status TINGGI mewakili M dalam sinyal modulasi dan status LOW mewakili a W dalam sinyal modulasi.

Kata biner mewakili dua bit. M hanya mewakili digit yang sesuai dengan jumlah kondisi, level, atau kombinasi yang mungkin untuk sejumlah variabel biner.

Ini adalah jenis teknik modulasi digital yang digunakan untuk transmisi data di mana alih-alih satu-bit, dua atau more bits are transmitted at a time. Karena sinyal tunggal digunakan untuk transmisi beberapa bit, bandwidth saluran berkurang.

Persamaan M-ary

Jika sinyal digital diberikan dalam empat kondisi, seperti level tegangan, frekuensi, fasa dan amplitudo, maka M = 4.

Jumlah bit yang diperlukan untuk menghasilkan sejumlah kondisi dinyatakan secara matematis

$$ N = \ log_ {2} M $$

Dimana,

N adalah jumlah bit yang diperlukan.

M adalah jumlah kondisi, level, atau kombinasi yang memungkinkan dengan N bit.

Persamaan di atas dapat diatur kembali sebagai -

$$ 2 ^ {N} = M $$

Misalnya, dengan dua bit, 2² = 4 kondisi mungkin.

Jenis Teknik M-ary

Secara umum, (M-ary) teknik modulasi multi-level digunakan dalam komunikasi digital sebagai input digital dengan lebih dari dua level modulasi diperbolehkan pada input pemancar. Oleh karena itu, teknik ini menggunakan bandwidth yang efisien.

Ada banyak teknik modulasi M-ary yang berbeda. Beberapa teknik ini memodulasi salah satu parameter sinyal pembawa, seperti amplitudo, fasa, dan frekuensi.

M-ary ASK

Ini disebut M-ary Amplitude Shift Keying (M-ASK) atau M-ary Pulse Amplitude Modulation (PAM).

Amplitudo sinyal pembawa, mengambil alih M level yang berbeda.

Representasi M-ary ASK

$$ S_m (t) = A_mcos (2 \ pi f_ct) \: \: \: \: \: \: A_m \ epsilon {(2m-1-M) \ Delta, m = 1,2 .... M } \: \: \: dan \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_s $$

Metode ini juga digunakan dalam PAM. Implementasinya sederhana. Namun, M-ary ASK rentan terhadap noise dan distorsi.

M-ary FSK

Ini disebut sebagai M-ary Frequency Shift Keying.

Frekuensi sinyal pembawa, berlangsung M level yang berbeda.

Representasi M-ary FSK

$$ S_ {i} (t) = \ sqrt {\ frac {2E_ {s}} {T_ {S}}} \ cos \ lgroup \ frac {\ Pi} {T_ {s}} (n_ {c} + i) t \ rgroup \: \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_ {s} \: \: \: dan \: \: \: i = 1,2 ..... M $$

di mana $ f_ {c} = \ frac {n_ {c}} {2T_ {s}} $ untuk beberapa bilangan bulat tetap n.

Ini tidak rentan terhadap kebisingan sebanyak ASK. DitransmisikanMjumlah sinyal sama dalam energi dan durasi. Sinyal dipisahkan oleh $ \ frac {1} {2T_s} $Hz membuat sinyal ortogonal satu sama lain.

Sejak Msinyal ortogonal, tidak ada kerumunan di ruang sinyal. Efisiensi bandwidth dari M-ary FSK menurun dan efisiensi daya meningkat dengan peningkatan M.

M-ary PSK

Ini disebut sebagai M-ary Phase Shift Keying.

Itu phase dari sinyal pembawa, ambil M level yang berbeda.

Representasi M-ary PSK

$$ S_ {i} (t) = \ sqrt {\ frac {2E} {T}} \ cos (w_ {0} t + \ emptyset_ {i} t) \: \: \: \: 0 \ leq t \ leq T_ {s} \: \: \: dan \: \: \: i = 1,2 ..... M $$

$$ \ emptyset_ {i} t = \ frac {2 \ Pi i} {M} \: \: \: dimana \: \: i = 1,2,3 ... \: ... M $$

Di sini, amplopnya konstan dengan kemungkinan fase yang lebih banyak. Metode ini digunakan selama hari-hari awal komunikasi ruang angkasa. Ini memiliki kinerja yang lebih baik daripada ASK dan FSK. Kesalahan estimasi fase minimal di penerima.

Efisiensi bandwidth M-ary PSK menurun dan efisiensi daya meningkat seiring dengan peningkatan M. Sejauh ini, kita telah membahas teknik modulasi yang berbeda. Keluaran dari semua teknik ini adalah urutan biner, direpresentasikan sebagai 1 dan 0. Informasi biner atau digital ini memiliki banyak jenis dan bentuk yang akan dibahas lebih lanjut.

Informasi adalah sumber dari sistem komunikasi, baik itu analog maupun digital. Information theory adalah pendekatan matematis untuk mempelajari pengkodean informasi bersama dengan kuantifikasi, penyimpanan, dan komunikasi informasi.

Kondisi Terjadinya Peristiwa

Jika kita mempertimbangkan suatu peristiwa, ada tiga kondisi kejadian.

• Jika peristiwa belum terjadi, ada syaratnya uncertainty.

• Jika peristiwa baru saja terjadi, ada syaratnya surprise.

• Jika peristiwa telah terjadi, waktu yang lalu, ada kondisi memiliki beberapa information.

Karenanya, ketiganya terjadi pada waktu yang berbeda. Perbedaan kondisi ini, membantu kami memiliki pengetahuan tentang kemungkinan terjadinya peristiwa.

Entropi

Ketika kita mengamati kemungkinan-kemungkinan terjadinya suatu peristiwa, entah seberapa mengejutkan atau tidak pasti, itu berarti kita sedang mencoba mendapatkan gambaran tentang rata-rata kandungan informasi dari sumber peristiwa tersebut.

Entropy dapat didefinisikan sebagai ukuran rata-rata konten informasi per simbol sumber. Claude Shannon, “Bapak Teori Informasi”, telah memberikan rumus untuk itu sebagai

$$ H = - \ sum_ {i} p_i \ log_ {b} p_i $$

Dimana $ p_i $ adalah probabilitas terjadinya nomor karakter idari aliran karakter tertentu dan b adalah dasar dari algoritma yang digunakan. Oleh karena itu, ini juga disebut sebagaiShannon’s Entropy.

Jumlah ketidakpastian yang tersisa tentang masukan saluran setelah mengamati keluaran saluran, disebut sebagai Conditional Entropy. Ini dilambangkan dengan $ H (x \ arrowvert y) $

Sumber Tanpa Memori Diskrit

Sumber dari mana data dipancarkan pada interval yang berurutan, yang tidak bergantung pada nilai sebelumnya, dapat disebut sebagai discrete memoryless source.

Sumber ini terpisah karena tidak dianggap untuk interval waktu kontinu, tetapi pada interval waktu diskrit. Sumber ini tidak memiliki memori karena selalu segar setiap saat, tanpa mempertimbangkan nilai sebelumnya.

Pengkodean Sumber

Menurut definisi, “Diberikan sumber entropi tanpa memori diskrit $ H (\ delta) $, rata-rata panjang kata kode $ \ bar {L} $ untuk pengkodean sumber apa pun dibatasi sebagai $ \ bar {L} \ geq H (\ delta) $ ”.

Dengan kata sederhana, kode-kata (Misalnya: kode Morse untuk kata ANTRIAN adalah -.- ..-. ..-.) Selalu lebih besar dari atau sama dengan kode sumber (misalnya ANTRIAN). Artinya, simbol pada kata kode lebih besar dari atau sama dengan huruf pada kode sumber.

Pengkodean Saluran

Pengkodean saluran dalam sistem komunikasi, memperkenalkan redundansi dengan kontrol, untuk meningkatkan keandalan sistem. Pengkodean sumber mengurangi redundansi untuk meningkatkan efisiensi sistem.

Pengkodean saluran terdiri dari dua bagian tindakan.

• Mapping urutan data yang masuk menjadi urutan input saluran.

• Inverse mapping urutan keluaran saluran menjadi urutan data keluaran.

Sasaran akhir adalah efek keseluruhan dari kebisingan saluran harus diminimalkan.

Pemetaan dilakukan oleh transmitter, dengan bantuan encoder, sedangkan pemetaan terbalik dilakukan di receiver dengan decoder.

Kelas teknik pensinyalan kolektif digunakan sebelum mentransmisikan sinyal untuk menyediakan komunikasi yang aman, yang dikenal sebagai Spread Spectrum Modulation. Keuntungan utama dari teknik komunikasi spektrum tersebar adalah untuk mencegah “gangguan” baik disengaja maupun tidak disengaja.

Sinyal yang dimodulasi dengan teknik ini sulit untuk diganggu dan tidak dapat macet. Seorang penyusup tanpa akses resmi, tidak pernah diizinkan untuk membobolnya. Karenanya teknik ini digunakan untuk keperluan militer. Sinyal spektrum tersebar ini memancarkan pada kepadatan daya rendah dan memiliki penyebaran sinyal yang luas.

Pseudo-Noise Sequence

Urutan kode 1 dan 0 dengan properti korelasi otomatis tertentu, disebut sebagai PseudoNoise coding sequencedigunakan dalam teknik spektrum tersebar. Ini adalah urutan panjang maksimum, yang merupakan jenis kode siklik.

Sinyal Pita Sempit

Sinyal pita sempit memiliki kekuatan sinyal yang terkonsentrasi seperti yang ditunjukkan pada spektrum frekuensi pada gambar berikut.

Berikut adalah fitur sinyal pita sempit -

• Pita sinyal menempati rentang frekuensi yang sempit.
• Kepadatan daya tinggi.
• Penyebaran energi rendah dan terkonsentrasi.

Meskipun fiturnya bagus, sinyal ini rentan terhadap gangguan.

Sebarkan Sinyal Spektrum

Sinyal spektrum sebaran memiliki kekuatan sinyal terdistribusi seperti yang ditunjukkan pada gambar spektrum frekuensi berikut.

Berikut adalah fitur dari sinyal spektrum tersebar -

• Pita sinyal menempati berbagai frekuensi.
• Kepadatan daya sangat rendah.
• Energi tersebar luas.

Dengan fitur ini, sinyal spektrum tersebar sangat tahan terhadap interferensi atau gangguan. Karena, banyak pengguna dapat berbagi bandwidth spektrum penyebaran yang sama tanpa mengganggu satu sama lain, ini dapat disebut sebagaimultiple access techniques.

Teknik akses ganda spektrum tersebar menggunakan sinyal yang memiliki bandwidth transmisi yang besarnya lebih besar dari bandwidth RF minimum yang dibutuhkan.

Sinyal spektrum tersebar dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori -

• Frekuensi Hopped Spread spectrum (FHSS)
• Direct Sequence Spread spectrum (DSSS)

Frekuensi Hopping Spektrum Spread

Ini adalah teknik frekuensi hopping, di mana pengguna dibuat untuk mengubah frekuensi penggunaan, dari satu ke yang lain dalam interval waktu tertentu, oleh karena itu disebut sebagai frequency hopping.

Misalnya, frekuensi dialokasikan ke pengirim 1 untuk jangka waktu tertentu. Sekarang, setelah beberapa saat, pengirim 1 melompat ke frekuensi lain dan pengirim 2 menggunakan frekuensi pertama, yang sebelumnya digunakan oleh pengirim1. Ini disebut sebagaifrequency reuse.

Frekuensi data dilompati dari satu ke yang lain untuk memberikan transmisi yang aman. Jumlah waktu yang dihabiskan untuk setiap lompatan frekuensi disebut sebagaiDwell time.

Direct Sequence Spread Spectrum

Setiap kali pengguna ingin mengirim data menggunakan teknik DSSS ini, setiap bit data pengguna dikalikan dengan kode rahasia, yang disebut kode chipping. Inichipping codetidak lain adalah kode penyebaran yang dikalikan dengan pesan asli dan ditransmisikan. Penerima menggunakan kode yang sama untuk mengambil pesan asli.

DSSS ini juga disebut sebagai Code Division Multiple Access (CDMA).

Perbandingan antara FHSS dan DSSS / CDMA

Kedua teknik spektrum tersebar populer karena karakteristiknya. Untuk mendapatkan pemahaman yang jelas, mari kita lihat perbandingan mereka.

FHSS	DSSS / CDMA
Frekuensi ganda digunakan	Frekuensi tunggal digunakan
Sulit untuk menemukan frekuensi pengguna setiap saat	Frekuensi pengguna, setelah dialokasikan selalu sama
Penggunaan ulang frekuensi diperbolehkan	Penggunaan ulang frekuensi tidak diperbolehkan
Pengirim tidak perlu menunggu	Pengirim harus menunggu jika spektrumnya sibuk
Kekuatan sinyal tinggi	Kekuatan daya sinyal rendah
Itu lebih kuat dan menembus rintangan	Ini lebih lemah dibandingkan dengan FHSS
Itu tidak pernah terpengaruh oleh gangguan	Itu dapat dipengaruhi oleh gangguan
Lebih murah	Itu mahal
Ini adalah teknik yang paling banyak digunakan	Teknik ini jarang digunakan

Keuntungan dari Spread Spectrum

Berikut adalah keunggulan dari Spread Spectrum.

• Eliminasi lintas bicara
• Output yang lebih baik dengan integritas data
• Mengurangi efek pemudaran multipath
• Keamanan yang lebih baik
• Pengurangan kebisingan
• Hidup berdampingan dengan sistem lain
• Jarak operasi yang lebih jauh
• Sulit dideteksi
• Sulit untuk didemodulasi / didekode
• Lebih sulit untuk memacetkan sinyal

Meskipun teknik spektrum tersebar pada awalnya dirancang untuk keperluan militer, sekarang digunakan secara luas sebagai tujuan komersial.

Teknik komunikasi digital yang dibahas sejauh ini telah mengarah pada kemajuan dalam studi komunikasi Optik dan Satelit. Mari kita lihat mereka.

Serat optik

Serat optik dapat dipahami sebagai pandu gelombang dielektrik, yang beroperasi pada frekuensi optik. Perangkat atau tabung, jika bengkok atau jika diakhiri untuk memancarkan energi, disebut awaveguide, secara umum. Gambar berikut menggambarkan sekelompok kabel serat optik.

Energi elektromagnetik bergerak melaluinya dalam bentuk cahaya. Perambatan cahaya, sepanjang pandu gelombang dapat dijelaskan dalam istilah satu set gelombang elektromagnetik terpandu, yang disebut sebagaimodes dari pandu gelombang.

Prinsip bekerja

Parameter optik fundamental yang harus dipikirkan, saat mempelajari serat optik adalah Refractive index. Menurut definisi, “Rasio kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan materi adalah indeks biasnmateri. " Ini direpresentasikan sebagai -

$$ n = \ frac {c} {v} $$

Dimana,

c= kecepatan cahaya di ruang bebas = 3 × 10 ⁸ m / s

v = kecepatan cahaya pada bahan di-elektrik atau non-konduktor

Umumnya, untuk sinar cahaya perjalanan, reflectionterjadi ketika n ₂ <n ₁ . Lekukan sinar cahaya pada interface merupakan hasil perbedaan kecepatan cahaya pada dua material yang memiliki indeks bias berbeda. Hubungan antara sudut-sudut ini pada antarmuka dapat disebut sebagaiSnell’s law. Ini direpresentasikan sebagai -

$$ n_1sin \ phi _1 = n_2sin \ phi _2 $$

Dimana,

$ \ phi _1 $ adalah sudut datangnya

$ \ phi _2 $ adalah sudut yang dibiaskan

n ₁ dan n ₂ adalah indeks bias dari dua bahan

Untuk material yang padat secara optik, jika pantulan terjadi dalam material yang sama, maka fenomena seperti itu disebut sebagai internal reflection. Sudut datang dan sudut membias ditunjukkan pada gambar berikut.

Jika sudut datang $ \ phi _1 $ jauh lebih besar, maka sudut bias $ \ phi _2 $ pada suatu titik menjadi Π / 2. Pembiasan lebih lanjut tidak mungkin dilakukan setelah titik ini. Karenanya, titik seperti itu disebut sebagaiCritical angle $\phi _c$. Ketika sudut datang $ \ phi _1 $ lebih besar dari sudut kritis, kondisi untuktotal internal reflection puas.

Gambar berikut menunjukkan istilah-istilah ini dengan jelas.

Sinar cahaya, jika dilewatkan ke dalam gelas, pada kondisi seperti itu, sinar itu dipantulkan kembali seluruhnya ke dalam gelas tanpa ada cahaya yang keluar dari permukaan gelas.

Bagian dari Fiber

Serat optik yang paling umum digunakan adalah single solid di-electric cylinder radius adan indeks bias n ₁ . Gambar berikut menjelaskan bagian-bagian dari serat optik.

Silinder ini dikenal sebagai Coredari serat. Material di-elektrik padat mengelilingi inti, yang disebut sebagaiCladding. Cladding memiliki indeks bias n ₂ yang kurang dari n ₁ .

Cladding membantu dalam -

• Mengurangi kerugian hamburan.
• Menambahkan kekuatan mekanis ke serat.
• Melindungi inti dari penyerapan kontaminan permukaan yang tidak diinginkan.

Jenis Serat Optik

Bergantung pada komposisi bahan inti, ada dua jenis serat yang biasa digunakan. Mereka adalah -

• Step-index fiber - Indeks bias inti seragam dan mengalami perubahan mendadak (atau langkah) pada batas kelongsong.

• Graded-index fiber - Indeks bias inti dibuat bervariasi sebagai fungsi jarak radial dari pusat serat.

Keduanya dibagi lagi menjadi -

• Single-mode fiber - Mereka bersemangat dengan laser.

• Multi-mode fiber - Mereka senang dengan LED.

Komunikasi Serat Optik

Sistem komunikasi serat optik dipahami dengan baik dengan mempelajari bagian-bagiannya. Elemen utama dari sistem komunikasi serat optik ditunjukkan pada gambar berikut.

Komponen dasar adalah pemancar sinyal cahaya, serat optik, dan penerima pendeteksi foto. Elemen tambahan seperti penyambung dan konektor serat dan kabel, regenerator, pemisah sinar, dan penguat optik digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem komunikasi.

Keunggulan Fungsional

Keunggulan fungsional serat optik adalah -

• Bandwidth transmisi kabel serat optik lebih tinggi dari kabel logam.

• Jumlah transmisi data lebih tinggi pada kabel serat optik.

• Kehilangan daya sangat rendah dan karenanya membantu dalam transmisi jarak jauh.

• Kabel serat optik memberikan keamanan tinggi dan tidak dapat disadap.

• Kabel serat optik adalah cara paling aman untuk transmisi data.

• Kabel serat optik kebal terhadap interferensi elektromagnetik.

• Ini tidak terpengaruh oleh gangguan listrik.

Keuntungan Fisik

Keunggulan fisik kabel serat optik adalah -

• Kapasitas kabel ini jauh lebih tinggi dari kabel kawat tembaga.

• Meskipun kapasitasnya lebih tinggi, ukuran kabel tidak bertambah seperti pada sistem pemasangan kabel kawat tembaga.

• Ruang yang ditempati oleh kabel-kabel ini jauh lebih sedikit.

• Bobot kabel FOC ini jauh lebih ringan dari pada yang tembaga.

• Karena kabel ini di-elektrik, tidak ada bahaya percikan api.

• Kabel ini lebih tahan korosi daripada kabel tembaga, karena mudah ditekuk dan fleksibel.

• Bahan baku pembuatan kabel serat optik adalah kaca yang harganya lebih murah dari tembaga.

• Kabel serat optik bertahan lebih lama dari kabel tembaga.

Kekurangan

Meskipun serat optik menawarkan banyak keuntungan, mereka memiliki kekurangan sebagai berikut -

• Meskipun kabel serat optik tahan lebih lama, biaya pemasangannya tinggi.

• Jumlah repeater akan ditingkatkan dengan jarak.

• Mereka rapuh jika tidak dibungkus dengan selubung plastik. Oleh karena itu, dibutuhkan lebih banyak perlindungan daripada perlindungan dari tembaga.

Aplikasi Fiber Optik

Serat optik memiliki banyak kegunaan. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut -

• Digunakan dalam sistem telepon

• Digunakan dalam jaringan kabel bawah laut

• Digunakan dalam tautan data untuk jaringan komputer, Sistem CATV

• Digunakan dalam kamera pengintai CCTV

• Digunakan untuk menghubungkan pemadam kebakaran, polisi, dan layanan darurat lainnya.

• Digunakan di rumah sakit, sekolah, dan sistem manajemen lalu lintas.

• Mereka memiliki banyak kegunaan industri dan juga digunakan untuk konstruksi tugas berat.

SEBUAH satellite adalah benda yang bergerak mengelilingi benda lain dalam jalur yang dapat diprediksi secara matematis yang disebut Orbit. Satelit komunikasi tidak lain adalah stasiun pengulang gelombang mikro di ruang angkasa yang berguna dalam telekomunikasi, radio, dan televisi bersama dengan aplikasi internet.

SEBUAH repeateradalah sirkuit yang meningkatkan kekuatan sinyal yang diterimanya dan mengirimkannya kembali. Tapi di sini repeater ini berfungsi sebagai filetransponder, yang mengubah pita frekuensi sinyal yang ditransmisikan, dari yang diterima.

Frekuensi pengiriman sinyal ke ruang angkasa disebut Uplink frequency, sedangkan frekuensi pengirimannya oleh transponder adalah Downlink frequency.

Gambar berikut mengilustrasikan konsep ini dengan jelas.

Sekarang, mari kita lihat keuntungan, kerugian, dan penerapan komunikasi satelit.

Komunikasi Satelit - Keuntungan

Ada banyak Keuntungan dari komunikasi satelit seperti -

• Flexibility

• Kemudahan dalam memasang sirkuit baru

• Jarak mudah dijangkau dan biaya tidak menjadi masalah

• Kemungkinan penyiaran

• Setiap sudut bumi ditutupi

• Pengguna dapat mengontrol jaringan

Komunikasi Satelit - Kekurangan

Komunikasi satelit memiliki kekurangan sebagai berikut -

• Biaya awal seperti biaya segmen dan peluncuran terlalu tinggi.

• Kemacetan frekuensi

• Interferensi dan propagasi

Komunikasi Satelit - Aplikasi

Komunikasi satelit menemukan penerapannya di bidang-bidang berikut -

• Dalam penyiaran Radio.

• Dalam siaran TV seperti DTH.

• Dalam aplikasi Internet seperti menyediakan koneksi Internet untuk transfer data, aplikasi GPS, surfing Internet, dll.

• Untuk komunikasi suara.

• Untuk bidang penelitian dan pengembangan, di banyak bidang.

• Dalam aplikasi dan navigasi militer.

Orientasi satelit pada orbitnya bergantung pada tiga hukum yang disebut hukum Kepler.

Hukum Kepler

Johannes Kepler (1571-1630) sang ilmuwan astronomi, memberikan 3 hukum revolusioner, mengenai gerak satelit. Jalur yang diikuti oleh satelit di sekitar primernya (bumi) adalahellipse. Ellipse memiliki dua fokus -F1 dan F2, bumi menjadi salah satunya.

Jika jarak dari pusat benda ke titik pada jalur elipsnya diperhitungkan, maka titik terjauh sebuah elips dari pusat disebut sebagai apogee dan titik terpendek elips dari pusat disebut sebagai perigee.

Kepler 1 ^st Hukum

1 Kepler ^st negara hukum itu, “setiap planet berputar di sekitar matahari dalam orbit elips, dengan matahari sebagai salah satu fokus nya.” Dengan demikian, satelit bergerak dalam lintasan elips dengan bumi sebagai salah satu fokusnya.

Sumbu semi mayor elips dilambangkan sebagai 'a'dan sumbu semi minor dilambangkan sebagai b. Oleh karena itu, eksentrisitas e dari sistem ini dapat ditulis sebagai -

$$ e = \ frac {\ sqrt {a ^ {2} -b ^ {2}}} {a} $$

• Eccentricity (e) - Ini adalah parameter yang menentukan perbedaan dalam bentuk elips daripada lingkaran.

• Semi-major axis (a) - Ini adalah diameter terpanjang yang ditarik bergabung dengan dua fokus di sepanjang pusat, yang menyentuh kedua apogee (titik terjauh elips dari pusat).

• Semi-minor axis (b) - Ini adalah diameter terpendek yang ditarik melalui pusat yang menyentuh kedua perigee (titik terpendek elips dari pusat).

Ini dijelaskan dengan baik pada gambar berikut.

Untuk jalur elips, selalu diinginkan bahwa eksentrisitas berada di antara 0 dan 1, yaitu 0 <e <1 karena jika e menjadi nol, jalur tidak akan lagi berbentuk elips melainkan akan diubah menjadi jalur melingkar.

2 Kepler ^nd Hukum

Kepler 2 ^nd negara hukum itu, “Untuk interval waktu yang sama, daerah yang dicakup oleh satelit sama sehubungan dengan pusat bumi.”

Hal tersebut dapat dipahami dengan memperhatikan gambar berikut.

Misalkan satelit menutupi p1 dan p2 jarak, dalam interval waktu yang sama, lalu area B1 dan B2 tercakup dalam kedua contoh masing-masing, adalah sama.

3 Kepler ^rd Hukum

3 Kepler ^rd negara hukum itu, “Kuadrat dari waktu periodik dari orbit sebanding dengan pangkat tiga dari jarak rata-rata antara dua tubuh.”

Ini dapat ditulis secara matematis sebagai

$$ T ^ {2} \: \ alpha \: \: a ^ {3} $$

Yang menyiratkan

$$ T ^ {2} = \ frac {4 \ pi ^ {2}} {GM} a ^ {3} $$

Di mana $ \ frac {4 \ pi ^ {2}} {GM} $ adalah konstanta proporsionalitas (menurut Newtonian Mechanics)

$$ T ^ {2} = \ frac {4 \ pi ^ {2}} {\ mu} a ^ {3} $$

Dimana μ = konstanta gravitasi geosentris bumi, yaitu Μ = 3.986005 × 10 ¹⁴ m ³ / detik ²

$$ 1 = \ left (\ frac {2 \ pi} {T} \ right) ^ {2} \ frac {a ^ {3}} {\ mu} $$

$$ 1 = n ^ {2} \ frac {a ^ {3}} {\ mu} \: \: \: \ Rightarrow \: \: \: a ^ {3} = \ frac {\ mu} {n ^ {2}} $$

Dimana n = gerak rata-rata satelit dalam radian per detik

Fungsi orbit satelit dihitung dengan bantuan hukum Kepler ini.

Seiring dengan itu, ada satu hal penting yang harus diperhatikan. Sebuah satelit, ketika berputar mengelilingi bumi, mengalami gaya tarik dari bumi yang merupakan gaya gravitasi. Juga, ia mengalami beberapa gaya tarikan dari matahari dan bulan. Oleh karena itu, ada dua gaya yang bekerja padanya. Mereka adalah -

• Centripetal force - Gaya yang cenderung menarik benda yang bergerak di jalur lintasan, menuju dirinya sendiri disebut sebagai centripetal force.

• Centrifugal force - Gaya yang cenderung mendorong suatu benda bergerak dalam jalur lintasan, menjauhi posisinya disebut sebagai centrifugal force.

Jadi, satelit harus menyeimbangkan kedua gaya ini agar tetap berada di orbitnya.

Orbit Bumi

Sebuah satelit ketika diluncurkan ke luar angkasa, perlu ditempatkan di orbit tertentu untuk menyediakan cara tertentu bagi revolusinya, sehingga dapat mempertahankan aksesibilitas dan memenuhi tujuannya baik untuk ilmiah, militer, atau komersial. Orbit semacam itu yang ditugaskan ke satelit, sehubungan dengan bumi disebut sebagaiEarth Orbits. Satelit di orbit ini adalah BumiOrbit Satellites.

Jenis penting dari Orbit Bumi adalah -

• Orbit Bumi Sinkron Geo

• Orbit Bumi Sedang

• Orbit Bumi Rendah

Satelit Orbit Bumi Geosinkron

SEBUAH Geo-Synchronous Earth Orbit (GEO)satelit adalah salah satu yang ditempatkan pada ketinggian 22.300 mil di atas bumi. Orbit ini disinkronkan dengan aside real day(yaitu, 23 jam 56 menit). Orbit ini bisahave inclination and eccentricity. Ini mungkin tidak melingkar. Orbit ini bisa dimiringkan di kutub bumi. Tapi tampak diam saat diamati dari Bumi.

Orbit geo-sinkronis yang sama, jika berbentuk lingkaran dan pada bidang ekuator disebut sebagai geo-stationary orbit. Satelit-satelit ini ditempatkan pada 35.900kms (sama seperti geosynchronous) di atas Khatulistiwa Bumi dan mereka terus berputar terhadap arah bumi (barat ke timur). Satelit ini dianggap tidak bergerak sehubungan dengan bumi dan oleh karena itu tersirat dari namanya.

Satelit Orbit Bumi Geo-Stasioner digunakan untuk prakiraan cuaca, TV satelit, radio satelit, dan jenis komunikasi global lainnya.

Gambar berikut menunjukkan perbedaan antara orbit Geo-sinkron dan Geo-stasioner. Sumbu rotasi menunjukkan pergerakan bumi.

Note- Setiap orbit geo-stasioner adalah orbit geo-sinkron. Tapi setiap orbit geo-sinkron BUKAN orbit Geo-stasioner.

Satelit Orbit Bumi Sedang

Medium Earth Orbit (MEO)jaringan satelit akan mengorbit pada jarak sekitar 8000 mil dari permukaan bumi. Sinyal yang dikirimkan dari satelit MEO menempuh jarak yang lebih pendek. Ini diterjemahkan menjadi kekuatan sinyal yang ditingkatkan di ujung penerima. Ini menunjukkan bahwa terminal penerima yang lebih kecil dan lebih ringan dapat digunakan di ujung penerima.

Karena sinyal menempuh jarak yang lebih pendek ke dan dari satelit, penundaan transmisi berkurang. Transmission delay dapat didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan sinyal untuk melakukan perjalanan ke satelit dan kembali ke stasiun penerima.

Untuk komunikasi real-time, semakin pendek waktu tunda transmisi, semakin baik sistem komunikasinya. Sebagai contoh, jika satelit GEO memerlukan 0,25 detik untuk perjalanan pulang pergi, maka satelit MEO membutuhkan waktu kurang dari 0,1 detik untuk menyelesaikan perjalanan yang sama. MEO beroperasi dalam rentang frekuensi 2 GHz ke atas.

Satelit Orbit Bumi Rendah

Satelit Low Earth Orbit (LEO) diklasifikasikan ke dalam tiga kategori yaitu, LEO kecil, LEO besar, dan Mega-LEO. LEO akan mengorbit pada jarak 500 hingga 1000 mil di atas permukaan bumi.

Jarak yang relatif pendek ini mengurangi penundaan transmisi menjadi hanya 0,05 detik. Ini semakin mengurangi kebutuhan akan peralatan penerima yang sensitif dan besar. Little LEO akan beroperasi dalam rentang 800 MHz (0.8 GHz). LEO besar akan beroperasi pada rentang 2 GHz atau di atasnya, dan Mega-LEO beroperasi pada rentang 20-30 GHz.

Frekuensi yang lebih tinggi terkait dengan Mega-LEOs diterjemahkan menjadi lebih banyak daya dukung informasi dan menghasilkan kemampuan skema transmisi video waktu-nyata dan penundaan rendah.

Gambar berikut menggambarkan jalur LEO, MEO, dan GEO.