spread spectrum pada CDMA

Spektrum Tersebar (Spread Spectrum)

Dalam dunia telekomunikasi, terdapat istilah spread spectrum (SS) yang lazim digunakan dalam teknologi CDMA dan generasi penerusnya. CDMA hanyalah salah satu teknologi yang mengaplikasikan spektrum tersebar. Beberapa teknologi lainnya juga mengaplikasikan spektrum tersebar karena kelebihan yang dimilikinya

Dalam spektrum tersebar, daya dari isyarat yang akan dikirimkan akan disebar dalam pita frekuensi yang relatif lebar sehingga isyarat yang dikirimkan akan memiliki daya yang rendah. Kelebihan spektrum tersebar digunakan oleh pihak militer, yaitu pihak pertama yang mengembangkan dan menggunakan teknologi ini.
Gambar di atas menunjukkan penyebaran spektrum, dibandingkan dengan spektrum ketika belum mengalami spreading (penyebaran). Saat belum mengalami spreading, pita frekuensi yang digunakan menjadi lebih sempit namun membutuhkan periode pulsa yang lebih besar (tinggi). Sedangkan hasil proses spreading menunjukkan hasil berupa spektrum yang lebih luas dalam hal pemakaian frekuensi dengan periode pulsa yang jauh lebih kecil. Daya yang digunakan pun menjadi lebih kecil.

Gambar di atas menunjukkan blok diagram yang digunakan untuk proses spreading sinyal sebelum ditransmisikan ke penerima. Bit-bit data akan disebarkan dengan menggunakan runtun acak semu (PN, Pseudo-noise) dengan pesat data tinggi, 1,2288 Mcps. Dengan demikian akan dihasilkan sinyal tersebar dengan pesat data tinggi yang siap dimodulasi sebelum dikirimkan ke penerima. Pesat data kode PN 1,2288 Mcps digunakan dengan asumsi spektrum tersebar dalam teknologi CDMA

Gambar di atas menunjukkan perbedaan penggunaan frekuensi Narrow Band dan Spread Spectrum. Sama dengan gambar sebelumnya di atas, jika kita menggunakan spektrum tersebar maka daya yang digunakan menjadi jauh lebih kecil. Hal ini sangat menguntungkan karena dengan demikian maka sinyal yang dikirimkan menjadi lebih kebal terhadap derau dan jamming ataupun gangguan lainnya. Seperti yang saya bahas pada postingan sebelumnya, dengan daya yang kecil ini maka spektrum tersebar mampu menyembunyikan sinyal terkirim dari terjangan jamming dan derau dengan “bersembunyi” di bawah rumput-rumput noise yang memiliki daya lebih besar.

Gambar terakhir menunjukkan bentuk bit-bit data sebelum dikirimkan oleh pemancar (misal dalam teknologi CDMA). Gambar pertama menunjukkan bit-bit data yang akan ditransmisikan ke penerima. Gamabr kedua menunjukkan gambar kode PN yang akan digunakan untuk spreading data yang akan ditransmisikan. Kode ini unik untuk setiap user dan akan digunakan kembali dalam proses decode di penerima. Suatu isyarat yang sudah disebar hanya bisa disusun ulang menjadi data asli dengan menggunakan kode PN yang sama.
Gambar ketiga menunjukkan hasil proses spreading yaitu perkalian antara bit data yang akan dikirim dengan kode PN yang digunakan untuk spreading. Kemudian sebelum dikirimkan, isyarat ini akan dimodulasi dengan isyarat pembawa dengan frekuensi tertentu. Dalam teknologi CDMA di Indonesia maka digunakan frekuensi 800 MHz. Jadi, data hasil perkalian dengan kode PN akan memodulasi isyarat pembawa dengan frekuensi 800 MHz. Kemudian hasil modulasi dengan modulasi BPSK akan menghasilkan isyarat yang siap ditransmisikan.
Dalam modulasi BPSK, perubahan nilai bit data di tandai dengan perubahan fase sinyal. Dari gambar terlihat bahwa fase akan berubah ketika bit data berganti nilai. Jika diterjemahkan, gambar di atas menunjukkan nilai data 111001000111. Inilah runtun sinyal yang dikirimkan ke penerima.