tugas rds - rev3

23
KOMUNIKASI DIGITAL MAKALAH RADIO FM (RDS) ISTN Disusun Oleh : DENDI (1222 ) DIO (1222 ) HAIRUNNISA (1222 1765) RIZKY (1222 ) SINDY (1222 ) ULFAR (1222 1789) ANGKATAN VI PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI (S1) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL JAKARTA

Upload: ulfar-uul

Post on 29-Dec-2015

114 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Tugas Komdig 2

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas RDS - Rev3

KOMUNIKASI DIGITALMAKALAH RADIO FM (RDS)

ISTNDisusun Oleh :

DENDI (1222 )DIO (1222 )

HAIRUNNISA (1222 1765)RIZKY (1222 )SINDY (1222 )

ULFAR (1222 1789)

ANGKATAN VIPROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI (S1)

JURUSAN TEKNIK ELEKTROINSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL

JAKARTA2013

Page 2: Tugas RDS - Rev3

1. Radio Data System (RDS)

Radio Data System (RDS) merupakan sebuah sistem penyisipan data yang digunakan di Eropa.

Dikembangkan oleh Europe Broadcasting Union(EBU) dan diadaptasi di Amerika serikat sebagai

Radio Data Broadcast System(RDBS). RDS menjadi sebuah sistem penyisipan data yang sering

digunakan untuk menyampaikan informasi lain selain informasi suara pada Siaran FM komersial.

RDS adalah sebuah sistem yang diaplikasikan pada VHF/FM broadcasting 87.5 - 108 MHz yang

memungkinkan membawa siaran stereo atau mono. Tujuan utama dari sistem ini adalah untuk

mengembangkan fungsi penerima FM agar lebih informatif dengan memanfaatkan fitur-fitur yang

ada. RDS memanfaatkan sisa lebar pita kanal FM broadcasting pada sub-pembawa 57 kHz untuk

menitipkan paket-paket informasi lain.

Gambar Spektrum isyarat FM dengan RDS

Paket data yang disusun dengan bentuk tertentu tersebut disandikan oleh RDS encoder terlebih

dahulu. Paket data itu kemudian dititipkan pada sub-pembawa untuk dipancarkan. Garis besar

sistem FM stereo dengan RDS dapat dilihat pada gambar berikut

Page 3: Tugas RDS - Rev3

Gambar Bagan Umum Sistem RDS

Pada perkembangannya RDS mempunyai banyak fitur yang sangat informatif seperti Program

Identification(PI), Program Type (PTY), Alternative Frequency (AF), Program Service (PS), dan

beberapa fitur lainnya. Fitur-fitur tersebut merupakan data yang memberikan informasi kepada

penerima. Misalnya nama stasiun, informasi waktu, genre lagu, judul lagu dan sebagainya. Sistem

RDS menggunakan kelompok-kelompok data(data group) yang masing-masing memiliki panjang 104

bit yang terbagi dalam 4 blok. Tiap blok terdiri dari 16 bit informasi dan 10 bit checkword untuk

keperluan error detection. Data bit tersebut di-sandikan secara differential Bi-phase Shift keying) dan

dimodulasikan ke isyarat sub-pembawa 57 KHz yang merupakan kelipatan isyarat pembawa pilot (19

KHz). Setelah itu hasil modulasi isyarat data ter-sandi-kan, isyarat audio stereo dan pilot 19KHz

dijumlahkan(summing) dengan isyarat audio stereo dan dipancarkan.

Perkembangan RDS tidak lepas dari pemancar FM konvensional yang ada sekarang ini. RDS

sendiri tidak menggunakan bandwidth tambahan melainkan menggunakan bandwidth yang masih

tersisa dalam sistem komunikasi FM seperti di tunjukan pada gambar sebelumnya. Untuk lebih

mengenal bagaimana sistem RDS maka kita harus pahami terlebih dahulu tentang blok diagram

pemancar FM konvensional seperti di tunjukan Gambar Blok Diagram FM Stereo Konvensional.

Page 4: Tugas RDS - Rev3

Gambar Blok Diagram FM Stereo Konvensional

Left dan right audio source pertama masuk ke HPF (High Pass Filter), di dalam HPF ini ada

pre-emphasis. Pre-emphasis dipakai pada pemancar untuk mencegah pengaruh kecacatan pada

sinyal terima. Karena itu komponen pre-emphasis ditempatkan pada awal sebelum sinyal itu sempat

masuk pada modulator. Pre-emphasis akan menekan amplitudo dari frekuensi sinyal FM yang lebih

rendah pada input kemudian akan mningkatkan amplitudo ke frekuensi modulasi yang lebih tinggi.

Nantinya frekuensi yang lebih tinggi akan tahan terhadap noise. Kemudian dari HPF masing-masing

sinyal left dan right masuk ke rangkaian adder, keluaran dari rangkaian adder ini adalah

penjumlahan dua signal atau L+R signal (mono). Kemudian output dari adder yang lain adalah adalah

selisih dua signal, atau L-R signal. L-R signal ini digabungkan dengan balanced modulator 38 KHz.

Output dari balanced modulator adalah DSBSC AM signal terletak ditengah di 3,8 KHz. Kemudian 38

KHz sinyal ini dibagi dua menjadi 19 KHz (Pilot tone). Kemudian semua sinyal digabungkan ke

rangkaian adder dan kemudian di transmit.

Pilot tone memiliki fungsi yang sangat penting dalam sistem pemancar FM, Apabila tidak ada

pilot tone maka receiver stereo akan mengabaikan sinyal stereo yang dikirim pada range 23-53 KHz.

Berikut ini merupakan beberapa fungsi pilot tone :

1. Untuk decode subcarrier stereo

2. Membuat FM stereo kompatible dengan mono

3. Menyediakan refrence signal untuk membangun ulang gelombang carrier yang hilang

Page 5: Tugas RDS - Rev3

dari sinyal 38 KHz.

Dibawah ini merupakan blok diagram FM-RDS yang ditunjukan oleh Gambar Blok Diagram

Pemancar FM - RDS

Gambar Blok Diagram Pemancar FM - RDS

Teknik modulasi yang dignakan generator RDS tersebut merupakan PSK dengan sudut

deviasi 90 derajat. Clock frekuensinya diperoleh dari pembagian frekuensi RDS yang di transmisikan

(57KHz) oleh 48. Maka didapat basic data rate 1187,5 bps atau 1187,5 Hz. Subcarier dimodulasi oleh

binary phase coded data signal, kemudian subcarier di tekan. Daya dari sinyal data sub carirer yang

57 KHz tersebou di perkecil dengan mengcoding setiap sumber data bit didalam binary phase

symbol generator. Prinsip kerja proses pembentukan binary hase symbol akan dijelaskan dalam

frame coding.

2. Bingkai atau Kelompok Data

Data yang akan dikirimkan oleh sistem RDS berupa kelompok data yang terdiri dari bit-bit. Sesuai

dengan gambar , tiap 26 bit data menyusun sebuah blok yang terdiri dari 10 bit informasi dan 10 bit

checkword . Kemudian setiap 4 blok menyusun sebuah kelompok .

Page 6: Tugas RDS - Rev3

Gambar Struktur Data RDS

Bit-bit dalam kelompok tersebut dikirimkan secara sinkron tanpa ada jeda antar blok dalam satu

kelompok. Blok pertama pada tiap kelompok selalu berisi Program Identification(PI) yaitu informasi

umum tentang pemancar. Mencakup kode negara, daerah pancaran dll. Informasi ini tidak berubah

pada pemancar yang sama. Blok kedua pada tiap kelompok mencakup informasi jenis

kelompok(group type), Program Type(PTY), dan informasi lain tergantung dari jenis kelompok yang

dikirimkan.

Tiap kelompok data dikirimkan sesering mungkin setelah kelompok data sebelumnya terkirim.

Namun tidak ada waktu khusus yang menentukan jeda antar kelompok yang terkirim. Hal ini dapat

terjadi karena adanya pendeteksi kesalahan pada penerima yang bisa mendeteksi dan memperbaiki

pergeseran bit(slip) pada kelompok data yang dikirimkan.

Gambar format RDS

Page 7: Tugas RDS - Rev3

2.1 Jenis kelompok (Group Type)

Beberapa bit dalam sebuah kelompok data menentukan jenis dari kelompok tersebut. Jenis

kelompok membedakan jenis informasi-informasi yang terkirim dalam kelompok tersebut. Bit

penentu tersebut berada pada blok kedua yaitu bit A3-A0 dan B0

Terdapat 16 jenis kelompok data dengan masing-masing kelompok mempunyai 2 versi yaitu

versi A dan B. versi A menggunakan blok 3 dan 4 untuk informasi, sedangkan versi B hanya

menggunakan blok 4 sebagai informasi dan blok 3 merupakan informasi PI. Tabel jenis kelompok

dapat dilihat pada lampiran.

Dalam tugas akhir ini, penulis akan menggunakan salah satu fitur RDS yaitu Program Service(PS)

untuk mengirimkan teks. PS hanya terdapat pada jenis kelompok 0A dan 0B sehingga untuk lebih

lanjut hanya akan dibahas jenis kelompok ini.

Kelompok 0A dan 0B adalah kelompok yang sering terpakai dalam sistem RDS dalam

pengiriman informasi. Di dalam kelompok ini terdapat 7 sampai 8 fitur RDS sekaligus yaitu Program

Identification(PI), Program Type(PTY), Program Service(PS), Traffic Program(TP), Traffic

announcement (TA), Music/Speech(M/S), Decoder Identification(DI), dan Alternatife Frequency(AF).

Khusus AF adalah fitur yang hanya terdapat pada jenis 0A pada blok 3. Untuk Jenis 0B, blok 3 berisi

informasi PI.

Gambar jenis 0A

Page 8: Tugas RDS - Rev3

Gambar jenis 0B

Berikut penjelasan informasi lainnya yang juga termasuk dalam kelompok 0A dan 0B:

M/S ( Music Speech Switch)

M/S adalah bit indikasi siaran dalam mode musik atau obrolan (speech). Jika bit bernilai 1 (high)

maka siaran tersebut sedang diisi musik. Sedangkan jika bit bernilai 0 (low) maka siaran tersebut

sedang diisi oleh obrolan

TA & TP ( Traffic Announcement & Traffic Program Identification)

Merupakan bit indikasi adanya fitur lain dalam kelompok berikutnya. Bit ini juga difungsikan

sebagai penanda adanya siaran tentang pemberitahuan trafik lalu lintas.

DI (Decoder Identification)

DI adalah bit indikasi perubahan mode PTY yang digunakan. dan penanda siaran stereo atau

mono. d0 merupakan penanda siaran stereo atau mono, d1 merupakan indikasi adanya artificial

head, d2 merupakan indikasi mode kompresi dan d3 merupakan informasi PTY statis atau

dinamis.

AF (Alternatife frequency)

AF adalah fitur RDS dimana penerima bisa merubah pilihan frekuensi yang diterimanya ketika

daya pancar stasiun yang diterima mulai melemah dan memasuki daerah regional lain. Pada

tugas akhir ini, jika jenis kelompok yang digunakan adalah 0A maka AF akan bernilai

E0(hexadesimal) yang menandakan tidak ada fitur AF.

Page 9: Tugas RDS - Rev3

Gambar Stutuk code TA dan TP pada Blok Group

Gambar di atas merupakan konfigutasi kode bineri pada DI (Decoder Indentification) yang

diguanakan pada RDS. Dimana setiap perubahan kode biner mempuyai fungsi masing-masing.

2.2 Program Identification (PI)

PI adalah fitur RDS yang meng-informasikan kode negara, daerah cakupan dan beberapa

informasi lain(khusus RDS di eropa). Informasi ini tidak ditampilkan pada penerima, fitur ini dibuat

untuk pembatasan regional penggunaan FM RDS di dunia.

Gambar Format PI

Untuk konfigurasi umum, symbol dan Extended Country Code(ECC) adalah bit yang

menginformasikan kode negara. Karena banyaknya jumlah negara di dunia, maka symbol harus

mempunyai kode unik yaitu ECC. Sedangkan, coverage code adalah informasi luasnya jangkauan

cakupan tidak dalam nominal tetapi dalam golongan luas area. Misalnya daerah pancaran lokal,

nasional, internasional dan regional. Tabel coverage code dapat dilihat pada gambar

Page 10: Tugas RDS - Rev3

Gambar Contoh PI Kode

Pada makah ini, informasi PI akan disesuaikan dengan aturan yang ada. Symbol yang sudah

ditentukan untuk negara Indonesia adalah C (hexadesimal) dan ECC-nya adalah F2 (hexadesimal).

Dengan daerah cakupan lokal (salatiga) maka coverage area-nya adalah 0 (hexadesimal).

Tabel Coverage Code

2.3 Program Type (PTY)

PTY adalah fitur RDS yang menyediakan informasi acara yang sedang disiarkan. Dengan 5 bit

informasi maka terdapat 32 jenis informasi acara termasuk informasi keadaan darurat. Fitur PTY ini

juga yang membuat perbedaan antara eropa(RBDS) dengan amerika serikat (RDS). Yang

membedakan adalah tabel acaranya. Informasi PTY ini dapat bersifat statis (tidak berubah) atau

dinamis (terus berubah). Informasi tambahan ini akan ditentukan oleh DI segment. DI akan

Page 11: Tugas RDS - Rev3

menginformasikan mode dari PTY yang dikirimkan statis atau dinamis dan beberapa informasi

lainnya.

2.4 Program Service (PS)

PS merupakan fitur yang akan digunakan untuk mengirimkan data teks pada tugas akhir ini. PS

adalah fitur RDS yang digunakan untuk mengirimkan teks yang bersifat statis, tidak sering berganti.

Umumnya digunakan untuk identifikasi nama stasiun. Fitur ini menyediakan tempat sebesar 8

karakter.

Gambar Blok Group Tipe OA PS (Program Service)

8 karakter tersebut dikirimkan melalui 4 kelompok dengan masing-masing karakter di alokasikan

pada blok 4. Sebagai penanda karakter, pada kelompok 0A atau 0B terdapat 2 bit penanda urutan

karakter yaitu C0 dan C1. Informasi ini akan disimpan dan ditampilkan pada penerima sampai ada

informasi baru yang dikirimkan.

2.5 Offset word

Offset word adalah informasi tambahan yang digunakan untuk sinkronisasi blok dan kelompok

pada penerima. .Tiap blok akan mempunyai offset word yang berbeda. untuk blok pertama, maka

akan digunakan offset word A dan seterusnya. Offset word tersebut akan dijumlahkan (XOR) dengan

proteksi bit agar pada penerima dapat mendeteksi sebuah blok.

Page 12: Tugas RDS - Rev3

Table offset word

Offset word C digunakan pada jenis pertama (0A) dan C’ untuk jenis kelompok kedua (0B).

3. Proteksi Kesalahan Data

Setiap 26-bit data (blok) mempunyai 10-bit checkword yang fungsi utamanya adalah

memungkinkan penerima untuk mendeteksi dan memperbaiki kesalahan data selama pengiriman.

10-bit tersebut merupakan penjumlahan dari offset word dengan hasil perkalian bit informasi

terhadap generator polinomial.

Metode yang digunakan adalah Optimum burst error correcting shortened cyclic code. Yang

mempunyai generator polinomial :

g(x) = x10+ x8 + x7 + x5 + x4 + x3 + 1

Dari persamaan tersebut akan dihasilkan sebuah matriks G sebagai generator checkword.

dimana tiap bit pada 16-bit informasi akan dikalikan dengan matriks sehingga mendapatkan 10-bit

checkword. Checkword tersebut kemudian dijumlahkan (XOR) dengan offset word untuk keperluan

sinkronisasi blok.

Pada penerima dengan mengasumsikan bahwa x adalah data yang dikirimkan, y adalah data

yang diterima dan z adalah hasil jumlah (XOR) dari x dan y (z = x + y). maka z akan mempunyai bit 1

untuk setiap kesalahan data.

Page 13: Tugas RDS - Rev3

Gambar Matrix G

Pada penerima dengan mengasumsikan bahwa x adalah data yang dikirimkan, y adalah data

yang diterima dan z adalah hasil jumlah (XOR) dari x dan y ( z = x + y). maka z akan mempunyai bit 1

untuk setiap kesalahan data. Sedangkan dengan perkalian y dengan matriks H hasil dari turunan

matriks G, akan dihasilkan sebuah deretan bit yang disebut syndrome. Jika terjadi kesalahan data,

maka deretan syndrome akan muncul. Relasi inilah yang digunakan untuk mendeteksi kesalahan dan

sinkronisasi blok.

Page 14: Tugas RDS - Rev3

Gambar Matrix H

Proteksi kesalahan data dilakukan dengan memisahkan offset word terlebih dahulu . Jika kita

menambahkan offset word pada data berarti kita menambahkan suatu kesalahan bit pada data.

Sehingga jika tidak ada kesalahan data dalam pengiriman maka untuk setiap offset word akan

mempunyai syndrome tertentu.

4. Encoder

Untuk dikirimkan secara analog, data RDS menggunakan modulasi digital Differential Bi-Phase

Shift Keying (DBPSK). Dengan menggunakan frekuensi clock 1187.5 Hz yang diperoleh dari hasil bagi

48 dari frekuensi pembawa yaitu 57kHz. Data yang akan dikirimkan terlebih dahulu didiferensialkan

menggunakan tabel kebenaran seperti berikut:

Page 15: Tugas RDS - Rev3

Tabel Differensial Encoder

Untuk dikirimkan secara analog, data RDS menggunakan modulasi digital Differential Bi-Phase

Shift. Secara garis besar, respon frekuensi nya akan menyerupai gambar berikut

Gambar Respon Frekuensi

Sehingga diperoleh isyarat sinusoidal yang berubah fase 1800 setiap perubahan data. Isyarat

informasi yang telah disandikan tersebut kemudian dimodulasikan pada pembawa 57kHz.

Page 16: Tugas RDS - Rev3

Gambar Proses Encoding

Sehingga diperoleh isyarat sinusoidal yang berubah fase 1800 setiap perubahan data. Isyarat

informasi yang telah disandikan tersebut kemudian dimodulasikan pada pembawa 57kHz.

Tabel Differential decoder

Gambar proses decoding

Data tersebut kemudian diproses dengan proteksi kesalahan dan sinkronisasi blok.

5. Decoder

Pada Penerima, decoder akan mendeteksi perubahan fase pada isyarat data sebagai adanya

perubahan level pada isyarat informasi sesuai dengan acuan ketukan yang sudah rekonstruksi dari

Page 17: Tugas RDS - Rev3

isyarat 57kHz. Deteksi perubahan fase tersebut menggunakan pembalik isyarat dan integrator.

Lalu differential decoder akan mengembalikan data yang sebelumnya sudah di-differensialkan.

Dengan tabel kebenaran sebagai berikut:

Gambar Table untuk decoder

6. Sinkronisasi Blok

Tiap blok dalam sebuah kelompok dapat di identifikasi dengan penambahan offset word A, B, C

atau C’ dan D yang ditambahkan pada checkword. Awal dan akhir sebuah blok dapat dikenali

mengingat decoder akan mendeteksi kesalahan ketika terjadi slip. Data yang masuk akan dicek bit

per bit sampai dikenali adanya syndrome. Syndrome berfungsi mendeteksi letak blok pada suatu

deretan informasi. Syndrome dihasilkan dari perkalian matriks H dengan offset word. Syndrome tadi

dapat menentukan data tersebut berada pada blok yang mana. Namun ketika semakin banyak

kesalahan bit yang terjadi maka cara sinkronisasi seperti ini akan sulit untuk digunakan.

Tabel Syndrome khusus

Page 18: Tugas RDS - Rev3

Cara lain untuk sinkronisasi blok adalah dengan mendeteksi PI yang selalu statis. Namun hal ini

berarti penerima harus menunggu satu kali pengiriman kelompok atau 2 blok pada jenis kelompok B

(PI pada blok 1 dan 3).

7. Modulasi dan demodulasi sub-pembawa

Data yang sudah dalam bentuk analog tersebut kemudian dititipkan pada sub-pembawa 57kHz.

Isyarat informasi tersebut dititipkan dengan modulasi AM-DSB SC yaitu modulasi amplitudo tanpa

mengirimkan informasi pembawanya. Jika dimisalkan suatu tegangan frekuensi tunggal dan

frekuensi pembawa beramplitudo satu maka persamaannya menjadi:

F(t) = Vm cos (wmt) cos (wct)

Setelah hasil kali pencampuran yang tidak diinginkan ditapis , dengan menggunakan identitas

trigonometri, persamaan tersebut dapat ditulis menjadi modulasi AM-DSB-SC mempunyai 2

komponen yaitu pita sisi atas dan pita sisi bawah

Proses ini dapat direalisasikan dengan modulator berimbang digital menggunakan komponen

switching analog. Sinyal informasi yang di switch ke ground dengan ketukan frekuensi tertentu akan

menghasilkan hasil penjumlahan, pengurangan dan kelipatan dari isyarat informasi dan isyarat

ketukan tersebut. Dapat dilihat dari ranah frekuensinya sbb:

Gambar spektrum hasil modulasi berimbang

Page 19: Tugas RDS - Rev3

Hasil keluar dari modulator berimbang ini kemudian akan dilewatkan pada penapis untuk diambil

isyarat pada frekuensi 57kHz.

Gambar diatas menunjukkan bentuk sinyal yang di sampling dan bentuk sinyal hasil sampling

setelah ditapis.

Daftar Pustaka