Perbedaan FHSS, DSSS, OFDM

1. Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)

FHSS merupakan salah satu jenis dari Spread Spectrum.Dalam skema Frequency Hopping Spread Spectrum, sinyal disiarkan sepanjang rangkaian frekuensi radio yang kelihatannya acak, melompat dari frekuensi ke frekuensi pada titik pisah (split-socond intervals). Sebuah receiver, melompat di antara frekuensi secara sinkron dengan transmitter, lalu menangkap pesan. Sehingga orang-orang yang berusaha mendengarkan secara diam diam hanya akana mendengar bunyi titik titik yang tidak jelas. Upaya untuk mengganggu sinyal hanya akan berhasil dengan cara menghantam sedikit bit-nya.

 Gambar Penggunaan channel pada FHSS

Untuk transmisi data biner dimasukkan ke dalam sebuah modulator dengan menggunakan beberapa skema pengkodean digital-ke-analog, semacam Frequency-shift keying(FSK) atau Binary Phase-Shift Keying(BPSK). Sinyal yang dihasilkan dipusatkan disekitar beberapa frekuensi dasar.
Sumber jumlah pseudorandom menyajikan apa yang dilampirkan dalam indeks didalam tabel frekuensi. Pada masing masing interval yang berurutan, dipilih sebuah frekuensi baru dari tabel. Frekuensi ini kemudian dimodulasikan melalui sinyal yang dihasilkan dari modulator awal agar menghasilkan sinyal yang baru dengan bentuk yang sama namun sekarang dipusatkan di tengah tengah frekuensi yang dipilih dari tabel. biar lebih jelas lihat gambar di bawah ini

Gambar Sistem Frequency Hopping Spread Spectrum pada Transmitter

Untuk transmisi data biner dimasukkan ke dalam sebuah modulator dengan menggunakan beberapa skema pengkodean digital-ke-analog, semacam Frequency-shift keying(FSK) atau Binary Phase-Shift Keying(BPSK). Sinyal yang dihasilkan dipusatkan disekitar beberapa frekuensi dasar. Sumber jumlah pseudorandom menyajikan apa yang dilampirkan dalam indeks didalam tabel frekuensi. Pada masing masing interval yang berurutan, dipilih sebuah frekuensi baru dari tabel. Frekuensi ini kemudian dimodulasikan melalui sinyal yang dihasilkan dari modulator awal agar menghasilkan sinyal yang baru dengan bentuk yang sama namun sekarang dipusatkan di tengah tengah frekuensi yang dipilih dari tabel.

Gambar 5, Sistem Frequency Hopping Spread Spectrum pada Receiver

Sedangkan pada penerima, sinyal spektrum penyebaran didemodulasikan menggunakan sejumlah frekuensi yang sama yang didapatkan dari tabel kemudian didemoduasikan agar menghasilkan data output. Sebagai contoh, bila FSK digunakan, modulator memilih salah satu dari dua frekuensi, katakanlah f0 atau f1, berkaitan dengan transmisi biner 1 atau biner 0.Sinyal FSK biner yang dihasilkan diartikan ke dalam frekuensi melalui suatu jumlah yang ditentukan melalui urutan output dari generator sumber pseudorandom. Sehingga, bila frekuensi yang dipilih pada waktu I adalah f1 maka sinyal pada waktu I adalah baik fi + fo maupun fi + f1. Sinyal ditransfer secara bergantian dengan menggunakan 1MHz atau lebih dalam rentang sebuah pita frekuensi tertentu yang tetap. Prinsip dari metoda frequency hopping adalah menggunakan pita yang sempit yang bergantian dalam memancarkan sinyal radio. Secara periodik antara 20 sampai dengan 400ms (milidetik) sinyal berpindah dari channel frekuensi satu ke channel frekuensi lainnya. Pita 2.4GHz dibagi-bagi ke dalam beberapa sub bagian yang disebut channel/kanal. Salah satu standar pembagian channel ini adalah sistem ETSI (European Telecommunication Standard Institute) dengan membagi channel, dimulai dengan channel 1 pada frekuensi 2.412MHz, channel 2 pada frekuensi 2.417MHz, channel 3 pada frekuensi 2.422MHz dan seterusnya setiap 5MHz bertambah sampai channel 13. Dengan teknologi DSSS maka untuk satu perangkat akan bekerja menggunakan 4 channel (menghabiskan 20MHz, tepatnya 17MHz). Dalam implementasinya secara normal pada lokasi dan arah yang sama hanya 3 dari 13 kanal DSSS yang bisa dipakai. Parameter lain yang memungkinkan penggunaan lebih dari 3 channel ini adalah penggunaan antena (directional antenna) dan polarisasi antena itu sendiri (horisontal/vertikal).

2. Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)

DSSS dipilih karena adanya kemudahan dalam mengacak data yang akan dispreading. Dalam DSSS spreading hanya menggunakan sebuah generator noise yang periodik yang di sebut Pseudo Noise Generator. Kode yang digunakan pada sistem spread spectrum memiliki sifat acak tetapi periodik sehingga disebut sinyal acak semu (pseudo random). Kode tersebut bersifat sebagai noise tapi deterministik sehingga disebut juga noise semu (pseudo noise). Pembangkit sinyal kode ini disebut Pseudo Random Generator (PRG) atau pseudo noise generator (PNG). PRG inilah yang akan melebarkan dan sekaligus mengacak sinyal data yang akan dikirimkan. Dalam skema ini, masing masing bit pada sinyal yang asli ditampilkan oleh bit- bit multipel pada sinyal yang ditransmisikan, yang disebut kode tipis(chipping). Kode tipis yang menyebarkan secara langsung sepanjang band frekuensi yang lebih luas sebanding dengan jumlah bit yang dipergunakan. Oleh karena itu, kode tipis 10-bit menyebarkan sinyal sepanjang band frekuensi yang 10 kali lebih besar dibandingkan kode tipis 1-bit.

Satu teknik dengan spektrum penyebaran deretan langsung adalah dengan mengkombinasikan stream informasi digital dengan bit stream pseudorandom menggunakan OR-eksklusif contoh pada gambar.1

Gambar 1.Contoh Direct Sequence Spread Spectrum

Patut dicatat bahwa bit informasi dari satu membalikan bit-bit pseudorandom dalam kombinasi tersebut, sementara bit informasi 0 menyebabkan bit-bit pseudorandom ditransmisikan tanpa mengalami inversi. Kombinasi bit stream memiliki data rate yang sama dengan deretan pseudorandom yang asli, sehingga memiliki bandwidth yang lebih lebar dibandingkan dengan stream informasi. Pada contoh ini, bit stream lebih besar 4 kali lipat rate informasi.

Gambar 2a.Direct Sequence Spread Spectrum pada Transmitter

Gambar 2b.Direct Sequence Spread Spectrum pada Receiver

Gambar 2 menunjukkan implementasi deretan langsung yang khusus. Dalam hal ini, stream informasi dan stream pseudorandom bahkan dikonversi ke sinyal-sinyal analog lalu dikombinasikan, bukannya menunjukkan OR-eksklusif dari dua stream dan kemudian memodulasikannya. Penyebaran spektrum dapat dicapai melalui teknik deretan langsung yang ditentukan dengan mudah. Sebagai contoh, anggap saja sinyal informasi memiliki lebar bit sebesar tb yang ekuivalen terhadap rate data = 1/tb. Dalam hal ini, bandwidth sinyal tergantung pada teknik pengkodean, kira-kira 2/tb. Hampir sama dengan itu, bandwidth sinyal pseudorandom asalah 2/Tc dimana Tc adalah lebar bit pseudorandom input. Bandwidth sinyal yang dikombinasikan kira-kira sebesar jumlah dari 2 bandwidth tersebut. Jumlah penyebaran yang dicapai adalah hasil langsung dari rate data pseudorandom. Semakin besar data rate pseudorandom input, semakin besar jumlah penyebarannya. di bawah ini merupakan Contoh dari gambar Direct Sequence Spread Spectrum Menggunakan BPSK

Gambar 3, Contoh DSSS menggunakan BPSK

Approximate spectrum sinyal DSSS

 

Gambar 4, Approximate spectrum sinyal DSSS

3. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)

OFDM merupakan sebuah teknik transmisi yang menggunakan beberapa frekuensi (multicarrier) di dalam satu saluran, di mana setiap frekuensi carrier saling tegak lurus (orthogonal). OFDM mengirimkan informasi secara paralel dengan dibagi menjadi paket yang kecil-kecil, sehingga dapat menghemat penggunaan bandwidth. Tiap sub-carrier pada OFDM disusun saling overlapping tanpa menimbulkan interferensi. Dengan menggunakan teknik overlapping ini dapat menghemat bandwidth kanal sampai dengan 50%.

Gambar 1. Perbedaan antara FDM dengan OFDM

Orthogonalitas
Pada teknik OFDM masing-masing sub-carrier tidak disebar berdasarkan bandwidth yang ada, tetapi sub-carrier tersebut disusun saling overlapping. Jarak antara sub-carrier disusun sedimikian rupa, sehingga antar sub-carrier akan saling orthogonal. Dalam tiap sub-carrier dibedakan dengan sebuah simbol dan masing-masing simbol saling orthogonal atau tidak  saling mempengaruhi, sebuah simbol dikatakan orthogonal dengan yang lain jika faktor korelasinya adalah 0.

Gambar 2. Spektrum sinyal OFDM

            Pada pembahasan sebelumnya sudah disebutkan bahwa suatu sinyal orthogonal meskipun saling overlapping namun mereka tidak saling menimbulkan interferensi. Dari gambar 2 di atas new balance shoes clearance, jika ditarik garis lurus maka nilai puncak dari suatu sub-carrier akan terhubung dengan nilai minimum dari sub-carrier yang ada disebelahnya sehingga tiap-tiap sub-carrier tidak berkolerasi sehingga tidak menimbulkan interferensi.

Sistem OFDM 
Sistem OFDM secara sederhana ditunjukkan pada gambar 3 berikut.

Gambar 3. Blok diagram OFDM

Pada bagian pengirim (transmitter), informasi atau data yang akan dikirim semula berbentuk serial kemudian dalam OFDM diubah menjadi paralel kemudian dimodulasi. Sinyal yang telah dimodulasi kemudian masuk ke dalam IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) untuk membuat frekuensi data saling orthogonal atau dengan kata lain IFFT berfungsi sebagai pemuat simbol OFDM. Setelah itu ditambahkan cyclic prefix sebagai pemisah frekuensi pembawa yang saling tumpang tindih. Cyclic Prefix merupakan salinan dari bagian akhir simbol OFDM yang ditambahkan pada awal simbol. Dengan menggunakan cyclic prefix akan mengurangi ISI (inter-symbol interference) dan ICI (inter-carrier interference). Setelah ditambahkan cyclic prefix, kemudian diubah lagi ke dalam bentuk serial setelah itu sinyal dikirim.

Sinyal yang keluar dari transmitter berupa sinyal yang saling overlapping sehingga dapat menghemat bandwidth. Pada OFDM kondisi overlapping ini tidak menimbulkan interferensi antar kanal.

Pada bagian penerima (receiver), sinyal diubah dari serial ke paralel kemudian dilakukan pelepasan cyclic prefix untuk mendapatkan simbol yang asli kembali. Kemudian masuk ke dalam FFT (Fast Fourier Transform). FFT berfungsi sebagai pengurai simbol OFDM yaitu memisahkan antara frekuensi carrier dengan simbol OFDM jordan spiz ike. Setelah itu sinyal didemodulasi dan sebelum diterima kembali dalam bentuk informasi, sinyal diubah terlebih dahulu dari paralel ke serial.

Referensi :

- https://firmansyah2308.wordpress.com

- https://muammar-teknik.blogspot.co.id/2014/08/frequency-hopping-spread-spectrum-fhss.html