Bentuk sinyal analog yang paling sederhana dapat digambarkan sebagai gelombang sinus. Namun dalam keadaan nyata suatu sinyal analog merupakan gabungan dari beberapa gelombang sinus yang disebut dengan sinyal komposit. Dengan teknik yang ditemukan oleh seorang ilmuwan Perancis bernama Jean-Babtiste Fourier sinyal komposit dapat didekomposisi ke dalam beberapa gelombang sinus untuk kepentingan analisis. Teknik ini disebut dengan analisis Fourier. Sekarang mari kita perhatikan properti dari sebuah gelombang sinus seperti terlihat dalam Gambar 1 . Gelombang sinus memiliki beberapa properti penting yang akan segera kita bahas, yaitu amplitudo, frekuensi, periode, fasa, dan panjang gelombang. Gambar 1 Sinyal dalam bentuk gelombang sinus Amplitudo adalah suatu nilai yang merujuk pada ketinggian intensitas sinyal pada setiap waktu. Intensitas sinyal yang tertinggi disebut dengan amplitudo puncak. Intensitas sinyal ini berkaitan dengan jumlah energi yang dibawa oleh gelombang tersebut. Sebagai contoh pada sinyal listrik, amplitudo diukur dengan satuan volt. Frekuensi dinyatakan sebagai jumlah periode yang dilalui oleh satu gelombang dalam waktu 1 detik. Dalam Gambar 2.3 terlihat bahwa dalam 1 detik gelombang melalui 2 siklus, karena itu gelombang dalam gambar 2.3 memiliki frekuensi = 2 siklus/detik (atau 2 Hertz). Frekuensi juga dapat dinyatakan sebagai jumlah perubahan per satuan waktu. Apabila suatu sinyal memiliki jumlah perubahan banyak sekali maka kita katakan sinyal tersebut memiliki frekuensi tinggi, sebaliknya apabila suatu sinyal memiliki jumlah perubahan sedikit sekali maka kita katakan sinyal tersebut memiliki frekuensi rendah. Apabila suatu sinyal berubah secara instan (tiba-tiba berubah) maka sinyal tersebut memiliki frekuensi tak terhingga. Apabila suatu sinyal tidak berubah sama sekali maka sinyal tersebut memiliki frekuensi nol. Misalnya, sinyal direct current (DC) yang dikeluarkan oleh sebuah baterai akan menghasilkan sinyal sebesar 1.5 volt terus menerus, karena itu frekuensi dari sinyal DC adalah nol. Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh 1 siklus gelombang. Dalam Gambar 2.3, satu siklus gelombang ditempuh dalam waktu 0,5 detik. Karena itu periode dari gelombang adalah 0,5 detik. Yang mana f adalah frekuensi dalam satuan Hertz atau siklus/detik dan T adalah periode dalam satuan detik. Panjang gelombang adalah jarak yang dilalui untuk menempuh satu siklus gelombang dalam satuan meter. Properti terakhir yang akan kita bahas adalah fasa. Fasa yang diukur dalam satuan derajat atau radian merupakan jarak pergeseran sinyal relatif terhadap titik 0. Apabila fasa bernilai positif, maka sinyal bergeser ke kiri relatif terhadap titik 0. Sebaliknya apabila fasa bernilai negatif, maka sinyal bergeser ke kanan relatif terhadap titik 0. Relasi antara satuan ukur derajad dan radian ditunjukkan dalam persamaan berikut radian 1800 Maka berdasarkan persamaan 3.4, 3600 sama dengan 2 radian, 900 sama dengan ½ radian dan 300 sama dengan 1/6 radian. Sekarang kita akan melihat bagaimana fasa menggeser gelombang sinus. Perhatikan ilustrasi dalam Gambar 2. Seperti terlihat dalam Gambar 2.4, tiga buah gelombang cosinus masing-masing memiliki T = 0.5 detik. Gelombang cosinus paling atas tidak mengalami pergeseran fasa karena titik awal gelombang terletak pada t = 0. Gelombang cosinus kedua mengalami pergeseran fasa sebesar ¼ T. Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita tahu bahwa satu siklus gelombang cosinus akan menempuh 2radian = T. Maka ¼ T = ½ radian. Hal berarti bahwa gelombang cosinus kedua bergeser dengan fasa ½ radian. Sekarang tentukan pergeseran fasa pada gelombang cosinus yang terbawah dalam Gambar 2. Gambar 2 Gelombang sinus dengan pergeseran fasa
LenVDR10-Mp ini dikembangkan dengan mengimplementasikan platform Software Defined Radio (SDR). SDR itu sendiri merupakan teknologi dimana software dijalankan pada platform hardware. Teknologi SDR ini yang memproses sinyal secara digital didalam sebuah chip DSP. Berbicara lebih jauh mengenai LenVDR10-Mp ini, terdapat 2 mode komunikasi yaitu Analog (AFM) dan Digital (DFM). Pada mode AFM, komunikasi dilakukan secara plain tanpa pengamanan, sehingga radio ini dapat saling berkomunikasi dengan radio lainnya pada frekuensi yang sama. Sedangkan pada mode digital, komunikasi antar radio hanya dapat dilakukan jika radio yang berkomunikasi memiliki mode yang sama. Berikut adalah grafik perbandingan kualitas penerimaan berbanding jarak. Gambar : Perbandingan Kualitas vs Jarak Dari grafik diatas, dapat diketahui bahwa pada mode Analog FM, kualitas penerimaan akan semakin menurun seiring dengan jarak yang semakin jauh, dalam hal penurunan kualitas, suara yang terdengar akan semakin rusak. Pada mode Digital FM, kualitas penerimaan akan tetap baik, sampai pada jarak tertentu akan langsung rusak sama sekali. Jauh dekatnya pancaran gelombang ditentukan oleh banyak faktor, antara lain power output, performa antenna serta medan lapangan. semakin besar power yang dipancarkan, semakin besar gain antennanya, semakin jauh pula jangkauan transmisinya. Demikian halnya pada sisi receiver, dimana sensitivitas receiver yang menentukan jarak jangkau komunikasi yang dapat ditempuh. Proses pengolahan sinyal Salah satu teknik algoritma voice coding yang digunakan untuk membangun komunikasi digital ini adalah Continuously variable slope Delta (CVSD). CVSD ini merupakan salah satu algoritma kompresi sample data yang mengkodekan 1 bit per sample, artinya, jika ada audio yang disampling 16 KHz, maka akan diubah menjadi 16 Kbit/s. angka ini merupakan kecepatan maksimal (datarate) yang dapat dicapai untuk transfer data. Gambar berikut adalah contoh sinyal audio yang diproses CVSD. Gambar : Grafik encode CVSD Contoh lain voice coding yang digunakan luas untuk radio komunikasi adalah Mixed-Excitation Linear Prediction (MELP). Algoritma ideal untuk digunakan pada komunikasi dengan bandwidth yang sempit, karena MELP memiliki datarate 1200/2400 bps. Berikutnya, teknik yang dilakukan adalah memodulasi data. Teknik modulasi diantaranya ada Binary Phase Shift Keying (BPSK), yaitu teknik yang mengubah data digital menjadi 2 jenis. Setiap data merepresentasikan fasa dari suatu gelombang. Sejenis dengan BPSK, ada QPSK, yaitu mengubah data digital menjadi 4 data fasa. dan seterusnya. Berbeda dengan PSK, ada teknik yang dinamakan PAM atau Pulse Amplitude Modulation, yaitu mengubah data dimana setiap data tersebut merepresentasikan Amplitude dari suatu gelombang. Selanjutnya, pada radio digital ditambahkan Forward Error Correction (FEC), yaitu algoritma yang memungkinkan untuk memperbaiki data rusak yang diterima pada penerima. Beberapa diantaranya ada Viterbi, Reed Solomon, dan lain sebagainya. Secure Communication salah satu fitur Radio LenVDR10-Mp ini adalah pengamanan komunikasi (comsec) serta pengamanan transmisi (transec). COMSEC diterapkan pada radio komunikasi agar tidak mudah disadap. Ada berbagai macam metode pengamanan ini, antara lain dengan menggunakan enkripsi dengan kunci. LenVDR10-Mp menggunakan algoritma AES128 untuk mengacak data maupun suara. Advanced Encryption Standard (AES) merupakan standar enkripsi dengan kunci simetris. Standar ini terdiri atas 3 blok chipper, yaitu AES-128, AES-192 dan AES-256. Masing-masing chipper memiliki ukuran 128-bit dengan ukuran kunci masing-masing 128, 192 dan 256 bit. TRANSEC adalah pengamanan pada sinyal transmisi. Metode yang digunakan untuk mengimplementasikan transec ini adalah frekuensi hopping dan spread spectrum. Frekuensi hopping adalah sebuah metode transmisi radio dengan mengubah-ubah frekuensi carrier yang digunakan secara cepat & acak. Frekuensi hopping menggunakan urutan psedo-random yang dikontrol oleh algoritma kriptografi dengan kunci. Mode Frequency Hopping dimaksudkan supaya komunikasi tidak dapat disadap ataupun diganggu (oleh jamming). Pada LenVDR10-MP, perubahan frekuensi carrier saat Hopping berubah dengan kecepatan pindah 100 hop/detik, dengan resolusi perpindahan frekuensi 25kHz dan rentang frekuensi sebesar 3400 kHz di sekitar frekuensi channel yang aktif. Gambar berikut adalah ilustrasi frekuensi hopping dilakukan. Gambar : Komunikasi secara hopping dengan gangguan Ilustrasi tersebut menggambarkan jika ada proses komunikasi antar radio, dimana pada frekuensi tertentu terdapat gangguan (jamming), maka dengan frekuensi hopping, informasi akan tetap dapat diterima meskipun ada penurunan kualitas sinyal. Gambar : Komunikasi secara hopping dengan penyadapan Ilustrasi tersebut memperlihatkan bahwa jika terjadi penyadapan informasi pada frekuensi tertentu, maka hanya sedikit informasi yang diterima oleh penyadap. Sejatinya radio frekuensi (RF) adalah suatu sumber daya alam yang terbatas yang mempunyai nilai strategis. Oleh karena itu pemanfaatannya harus dilakukan secara tertib. Hal ini telah diatur dalam peraturan pemerintah yang mungkin setiap negara menerapkannya secara berbeda, tetapi pada intinya, spektrum radio frekuensi ini diatur agar tertib, efisien dan sesuai dengan peruntukannya sehingga tidak menimbulkan gangguan yang merugikan.
|