Identifikasi Kanal FIR Secara Buta Untuk Sistem Dua-Masukan-Dua-Keluaran Pada Domain Frekuensi Menggunakan Statistik Orde Dua.
IDENTIFIKASI KANAL FIR SECARA BUTA
UNTUK SISTEM DUA-MASUKAN-DUA-KELUARAN
PADA DOMAIN FREKUENSI
MENGGUNAKAN STATISTIK ORDE DUA
Sempurna keliat / 0122171
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia
Email : sempurna_keliat@yahoo.com
ABSTRAK
Dewasa ini teknologi identifikasi berkembang dengan cepat. Demikian halnya dengan teknologi identifikasi untuk sistem dengan banyak masukan dan banyak keluaran/multiple input multiple output (MIMO).
Identifikasi yang dilakukan dalam Tugas Akhir ini adalah identifikasi secara buta pada sistem MIMO, khususnya pada dua masukan dan dua keluaran.Sistem ini dapat ditemukan dalam berbagai aplikasi misalnya pada aplikasi peningkatan kualitas sinyal suara, sistem komunikasi multiakses, dalam pengukuran besaran untuk biomedis dan lainnya. Identifikasi pada sistem MIMO dengan dua masukan dan dua keluaran dalam Tugas Akhir ini adalah secara buta dengan input saling bebas, non-white , dan sifat statistik yang tidak diketahui.
Dari hasil simulasi dapat disimpulkan bahwa dengan menggunakan algoritma statistik orde dua pada domain frekuensi dapat mengidentifikasi kanal yang tidak diketahui tersebut
(2)
BLIND FIR CHANNEL IDENTIFICATION
FOR TWO-INPUT-TWO-OUTPUT SYSTEM
IN FREQUENCY DOMAIN
USING SECOND ORDER STATISTICS
Sempurna Keliat / 0122171
Departement of Electrical Engineering, Faculty of Techniques, Maranatha Christian University
Jln. Prof. Drg. Suria Sumantri 65, Bandung 40164, Indonesia Email : sempurna_keliat@yahoo.com
ABSTRACT
These identification technology developed quickly. Similarly with the technology for identification of systems with multiple input multiple output (MIMO).
Identification made in this Final Project is the identification of blind MIMO system, especially on the two inputs and two outputs. This system can be found in various applications such as the application of the improved quality of voice signal, multiakses communication system, in the measurement scale for biomedis and other. Identification of MIMO system with two inputs and two outputs in this Final Project is the blind with the input are independent, non-white, and the nature of statistics is unknown.
From the results of the simulation can be concluded that by using the algorithm on second order statistics frequency domain can identify the unknown
(3)
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK………. i
ABSTRACT………... ii
KATA PENGANTAR………... iii
DAFTAR ISI……….. DAFTAR TABEL……….. v vii DAFTAR GAMBAR………. viii
BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang………... 1
I.2 Identifikasi Masalah………... 1
I.3 Tujuan………... 1
I.4 Pembatasan Masalah………. 2
I.5 Sistematika Pembahasan………... 2
BAB II DASAR TEORI II. Identifikasi Sistem………... 4
II.1.1 Idetifikasi Sistem Secara Buta……….. 5
II..2 Tahapan dalam Sistem Identifikasi………... 5
II.2.1 Validasi Model……… 6
II.2.2 Kerangka Sistem……….. 8
II.3 Identifikasi Secara Buta pada Sistem MIMO….……... 9
II.3.1 Diagram Blok Sistem Two-Input-Two-Output (TITO)……... 10
II.4 Dekomposisi Nilai Eigen... 11
II.4.1 Matriks Hermitian……… 12
(4)
BAB III PROSES DAN CARA KERJA
III.1 Diagram Alir Program Utama... 21 III.2 Setting TITO……….
III.3 Proses Monte Carlo……… 22 23
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA
IV.1 Data Pengamatan Dengan Input 2 Sinyal yang tidak diketahui... 25 IV.2 Data Pengamatan Dengan Input 2 Sinyal suara... 26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan………... 28 V.2 Saran………... DAFTAR PUSTAKA...
LAMPIRAN A
28 29
(5)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Blok diagram identifikasi H(z) pada statistik orde dua…………..……. 4
Gambar 2.2 Blok diagram identifikasi H(z) pada statistik orde dua dan statistik orde empat………... 4
Gambar 2.3 Identifikasi sistem loop………... 8
Gambar 2.4 Identifikasi pada system SISO, SIMO, MISO dan MIMO………. 10
Gambar 2.5 Blok diagram sistem MIMO………... 10
Gambar 3.1 Diagram Alir Program Utama………. 21
Gambar 3.2 Diagram Alir Setting TITO………. 23
Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Monte Carlo………... 24
Gambar 4.1 Perbandingan repon estimasi dan respon asli dengan input tidak diketahui……….. 25
Gambar 4.2 Respon estimasi dari dua sinyal suara………. 26
Gambar 4.3 Perbandingan respon estimasi dan respon asli dengan input dua sinyal suara……… 27
(6)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini berkembang sangat pesat sekali yang menuntut agar segala sesuatu dilakukan dengan cepat dan tepat. Hal ini mengakibatkan peningkatan dalam hal identifikasi dalam dunia jaringan komunikasi. Salah satu bentuk identifikasi yang paling berkembang saat ini adalah sistem identifikasi secara buta pada sistem multiple –input-multiple-output (MIMO), khususnya dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-–input-multiple-output (TITO). Identifikasi ini dapat meningkatkan kualitas sinyal suara, sistem komunikasi multi akses, pengukuran besaran untuk biomedis dan lainnya.
Teknologi identifikasi berkembang sangat cepat, baik dalam hal menganalisa, simulasi dan kegunaan dari identifikasi itu sendiri yang beragam dan akan semakin berkembang terus. Dalam Tugas Akhir jenis identifikasi yang digunakan adalah adalah Sistem identifikasi secara buta pada sistem multiple – input-multiple-output (MIMO), khususnya dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-output (TITO) dalam domain frekuensi pada orde dua. Identifikasi ini memiliki dua masukan dan dua keluaran serta input saling bebas, non-white dan sifat statistiknya tidak diketahui.
1.2 Identifikasi Masalah
Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini, yaitu bagaimana mengidentifikasi sebuah sistem multiple –input-multiple-output (MIMO), khususnya dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-output (TITO) pada domain frekuensi berdasarkan statistik orde dua
(7)
1.3 Tujuan
Tujuan Tugas Akhir ini adalah merealisasikan suatu program yang dapat mensimulasikan identifikasi kanal FIR secara buta pada domain frekuensi menggunakan statistik orde dua.
1.4 Pembatasan Masalah
Hal-hal yang dibatasi dalam Tugas Akhir ini adalah :
1. Sistem MIMO (n x n menggunakan dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-output (TITO).
2. Masing – masing input bersifat saling bebas (independen) bersifat non-white dan tidak diketahui.
3. Identifikasi dilakukan dalam domain frekuensi
4. Solusi Closed-form untuk respon frekuensi yang akan diidentifikasi adalah berdasarkan prinsip Eigenvalue Decomposition dari matriks yang dibangun dari spektrum daya.
5. Realisasi sistem Identifikasi Kanal FIR secara buta untuk Sistem Dua-Masukan-Dua-Keluaran pada Domain Frekuensi menggunakan Statistik Orde Dua ini disimulasi dengan menggunakan MATLAB 6.5
1.5 Sistematika Laporan • Bab I Pendahuluan
Bab ini membahas tentang latar belakang penulisan, identifikasi masalah dalam penulisan, tujuan penulisan, pembatasan masalah dalam penulisan, dan sistematika penulisan Tugas Akhir ini.
• Bab II Landasan Teori
Bab ini membahas tentang teori-teori yang mendukung untuk digunakan dalam Tugas Akhir ini.
(8)
• Bab IV Data Pengamatan dan Analisa
Bab ini membahas tentang hasil analisa pengamatan simulasi yang terjadi pada percobaan yang telah dilakukan dalam Tugas Akhir ini
• Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut dari Identifikasi Kanal FIR secara buta untuk Sistem Dua-Masukan-Dua-Keluaran pada Domain Frekuensi menggunakan Statistik Orde Dua.
(9)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V. 1. Kesimpulan
1. Dari simulasi yang dilakukan, sinyal asli dan sinyal estimasi terdapat perbedaan tetapi tidak lebih dari simpangan bakunya 2. Dekomposisi nilai eigen dapat mengidentifikasi kanal yang tidak
diketahui tersebut
V. 2. Saran
Dalam mengidentifikasi sistem terdapat beberapa teknik antara lain menggunakan statistik orde dua dan statistik orde yang lebih dari dua untuk membandingkan hasil dari kedua teknik tersebut.
(10)
DAFTAR PUSTAKA
1 A. Gorokhov, P. Loubaton, and E. Moulines, “Second Order Blind equalization in multiple Input Multiple Output FIR system: A weighted Least Squares approach,” in Proc. ICASSP,1996
2 Konstantonos I. Diamatas, Athina P. Petropulu, Binning Chen, “Blind Two-Input-Two-Output FIR Channnel Identification Based on Frequency Domain Second-Order Statistics” IEEE Transaction on Signal Processing ,Vol. 48, No 2, February 2000.
(1)
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Blok diagram identifikasi H(z) pada statistik orde dua…………..……. 4
Gambar 2.2 Blok diagram identifikasi H(z) pada statistik orde dua dan statistik orde empat………... 4
Gambar 2.3 Identifikasi sistem loop………... 8
Gambar 2.4 Identifikasi pada system SISO, SIMO, MISO dan MIMO………. 10
Gambar 2.5 Blok diagram sistem MIMO………... 10
Gambar 3.1 Diagram Alir Program Utama………. 21
Gambar 3.2 Diagram Alir Setting TITO………. 23
Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Monte Carlo………... 24
Gambar 4.1 Perbandingan repon estimasi dan respon asli dengan input tidak diketahui……….. 25
Gambar 4.2 Respon estimasi dari dua sinyal suara………. 26
Gambar 4.3 Perbandingan respon estimasi dan respon asli dengan input dua sinyal suara……… 27
(2)
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini berkembang sangat pesat sekali yang menuntut agar segala sesuatu dilakukan dengan cepat dan tepat. Hal ini mengakibatkan peningkatan dalam hal identifikasi dalam dunia jaringan komunikasi. Salah satu bentuk identifikasi yang paling berkembang saat ini adalah sistem identifikasi secara buta pada sistem multiple
–input-multiple-output (MIMO), khususnya dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-–input-multiple-output
(TITO). Identifikasi ini dapat meningkatkan kualitas sinyal suara, sistem komunikasi multi akses, pengukuran besaran untuk biomedis dan lainnya.
Teknologi identifikasi berkembang sangat cepat, baik dalam hal menganalisa, simulasi dan kegunaan dari identifikasi itu sendiri yang beragam dan akan semakin berkembang terus. Dalam Tugas Akhir jenis identifikasi yang digunakan adalah adalah Sistem identifikasi secara buta pada sistem multiple –
input-multiple-output (MIMO), khususnya dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-output (TITO) dalam domain frekuensi pada orde dua. Identifikasi ini
memiliki dua masukan dan dua keluaran serta input saling bebas, non-white dan sifat statistiknya tidak diketahui.
1.2 Identifikasi Masalah
Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini, yaitu bagaimana mengidentifikasi sebuah sistem multiple –input-multiple-output (MIMO), khususnya dua-masukan-dua-keluaran / two-input-two-output (TITO) pada domain frekuensi berdasarkan statistik orde dua
(3)
2 Universitas Kristen Maranatha 1.3 Tujuan
Tujuan Tugas Akhir ini adalah merealisasikan suatu program yang dapat mensimulasikan identifikasi kanal FIR secara buta pada domain frekuensi menggunakan statistik orde dua.
1.4 Pembatasan Masalah
Hal-hal yang dibatasi dalam Tugas Akhir ini adalah :
1. Sistem MIMO (n x n menggunakan dua-masukan-dua-keluaran /
two-input-two-output (TITO).
2. Masing – masing input bersifat saling bebas (independen) bersifat non-white dan tidak diketahui.
3. Identifikasi dilakukan dalam domain frekuensi
4. Solusi Closed-form untuk respon frekuensi yang akan diidentifikasi adalah berdasarkan prinsip Eigenvalue Decomposition dari matriks yang dibangun dari spektrum daya.
5. Realisasi sistem Identifikasi Kanal FIR secara buta untuk Sistem Dua-Masukan-Dua-Keluaran pada Domain Frekuensi menggunakan Statistik Orde Dua ini disimulasi dengan menggunakan MATLAB 6.5
1.5 Sistematika Laporan • Bab I Pendahuluan
Bab ini membahas tentang latar belakang penulisan, identifikasi masalah dalam penulisan, tujuan penulisan, pembatasan masalah dalam penulisan, dan sistematika penulisan Tugas Akhir ini.
• Bab II Landasan Teori
Bab ini membahas tentang teori-teori yang mendukung untuk digunakan dalam Tugas Akhir ini.
• Bab III Proses dan Cara Kerja
(4)
3 Universitas Kristen Maranatha • Bab IV Data Pengamatan dan Analisa
Bab ini membahas tentang hasil analisa pengamatan simulasi yang terjadi pada percobaan yang telah dilakukan dalam Tugas Akhir ini
• Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut dari Identifikasi Kanal FIR secara buta untuk Sistem Dua-Masukan-Dua-Keluaran pada Domain Frekuensi menggunakan Statistik Orde Dua.
(5)
28 Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V. 1. Kesimpulan
1. Dari simulasi yang dilakukan, sinyal asli dan sinyal estimasi terdapat perbedaan tetapi tidak lebih dari simpangan bakunya 2. Dekomposisi nilai eigen dapat mengidentifikasi kanal yang tidak
diketahui tersebut
V. 2. Saran
Dalam mengidentifikasi sistem terdapat beberapa teknik antara lain menggunakan statistik orde dua dan statistik orde yang lebih dari dua untuk membandingkan hasil dari kedua teknik tersebut.
(6)
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1 A. Gorokhov, P. Loubaton, and E. Moulines, “Second Order Blind equalization in multiple Input Multiple Output FIR system: A weighted Least Squares approach,” in Proc. ICASSP,1996
2 Konstantonos I. Diamatas, Athina P. Petropulu, Binning Chen, “Blind Two-Input-Two-Output FIR Channnel Identification Based on Frequency Domain Second-Order Statistics” IEEE Transaction on Signal Processing ,Vol. 48, No 2, February 2000.