BAB II DASAR TEORI
2.1
Perkembangan Sistem Komunikasi Bergerak Awal penggunaan dari sistem komunikasi bergerak dimulai pada awal tahun
1970an.
Dan untuk mengakomodasi kebutuhan
user akan jenis
layanan
(suara,multimedia, dan data), dikembangkanlah berbagai generasi dari sistem seluler.Perbedaan antara masing-masing generasi secara umum terletak pada penggunaan teknologi utamanya (analog atau digital) dan jenis layanan yang disediakan.
Gambar 2.1 Migrasi teknologi sistem komunikasi bergerak
4
5
2.1.1 Generasi Pertama (1st Generation) Hampir semua sistem komunikasi bergerak generasi pertama adalah sistem analog murni, yang ditransmisikan secara langsung dari sistem telepon berbasis kabel (wired) ke sistem mobile. Contoh-contoh aplikasi dari generasi pertama diantaranya adalah NTT (Nippon Telephone and Telegraph Corporation), TACS (Total Access Communication System), dan AMPS (Advanced Mobile Phone System).
Gambar 2.2 Teknologi generasi pertama 2.1.2 Generasi Kedua (2nd Generation)
Berbeda dari generasi pertama, sistem komunikasi bergerak pada generasi kedua (2G) adalah sistem yang digital. Tujuan dari 2G adalah untuk menyediakan kualitas komunikasi yang handal. Beberapa contoh 2G antara lain, GSM (Global System for Mobile telecommunication), dan IS-95 CDMA (Code Division Multiple Access). Pada perkembangannya, diaplikasikan pula hasil evolusi dari generasi kedua ini yang dikenal sebagai GPRS (General Packet Radio System). Kemudian menyusul dengan EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution). Kedua
6
pengembangan sistem tersebut pada dasarnya hanya berorientasi pada pengiriman data.
Gambar 2.3 Teknologi generasi Kedua FDMA
Gambar 2.4 teknologi generasi Kedua CDMA
7
2.1.3. Generasi Ketiga (3rd Generation) Sebutan yang biasa diberikan pada sistem ini adalah 3G/UMTS (3RD generation/Universal Mobile Telecommunications System). Sistem ini adalah sistem digital, sama seperti pada sistem generasi kedua, hanya saja sistem ini dirancang untuk kebutuhan layanan digital secara umum. Dimana komunikasi suara hanyalah salah satu dari layanan tersebut. Layanan lain yang mampu diberikan antara lain data, video, dan multimedia. Teknologi 3G ini telah didefinisikan dalam spesifikasi ITU sebagai International
Mobile
Telecommunications-2000
(IMT-2000).
IMT-2000
merupakan spesifikasi akses radio dan akses jaringan yang mendefinisikan beberapa metoda atau platform teknologi yang mempertemukan semua fungsi spesifikasi tersebut. Spesifikasi IMT-2000 yang dimaksud adalah spesifikasi terpadu yang memungkinkan pengguna serta beberapa layanan data berkecepatan tinggi tetap dapat menggunakan satu atau beberapa kanal radio dengan platform jaringan tetap untuk mengirimkan layanan yang diinginkan. Layanan-layanan yang terdapat dalam IMT-2000 tersebut memiliki sifat sebagai berikut :
Memiliki standar global
Mendukung kompatibilitas terhadap layanan IMT-2000 dan jaringan lainnya
Memiliki kualitas yang tinggi
Mendukung spektrum frekuensi bersama secara global
Menggunakan terminal kecil untuk pemakaian secara global
Memiliki kemampuan roaming secara global
Mendukung layanan dan terminal aplikasi multimedia
Memiliki efisiensi spektrum yang lebih baik
Mendukung fleksibilitas terhadap evolusi ke generasi berikutnya
Mendukung laju data paket kecepatan tinggi, yaitu :
8
o
2 Mbps untuk user diam
o
384 kbps untuk pejalan kaki
o
144 kbps untuk saat di kendaraan
2.2 Air Interface (WCDMA) UMTS saat ini dipandang sebagai sebuah sistem impian yang menggantikan GSM. UMTS merupakan salah satu evolusi generasi ketiga (3G) dari jaringan mobile. Air interface yang digunakan berupa WCDMA. Teknologi WCDMA berbasis pada teknologi Code Division Multiple Access (CDMA) yang menggunakan kode random untuk memisahkan tiap user dalam satu frame/paket data artinya tiap user diberi alokasi kode-kode khusus untuk akses jaringan . Pada dasarnya, teknik CDMA sendiri hanya digunakan sebagai teknik antarmuka udara (air interface) pada WCDMA, dan interface WCDMA tersebut digunakan dalam standar 3G pada Universal
Mobile
Telecommunication
System
(UMTS)
yang
merupakan
pengembangan dari teknologi GSM. Wideband didesain pada channel bandwidth 5 MHz, lima kali lebih besar daripada cdmaOne, dan 25 kali lebih besar dibanding GSM. Bandwidth yang lebar ini dipilih untuk jalur data berkapasitas besar. W-CDMA didesain untuk dapat bekerja dan kompatibel dengan GSM, dan membutuhkan spektrum baru. Sistem ini dikenal juga dengan UMTS. Dengan Pita frekuensi untuk terrestrial UMTS berada pada 1900 – 1980 MHz, 2010 – 2025 MHz, dan 2110 – 2170 MHz. Kecepatan kirim data 3G mencapai 144 Kbps jika pengguna bergerak dengan kecepatan sangat tinggi. Jika pengguna bergerak dengan kecepatan rendah, kecepatan kirim datanya mencapai 384 Kbps. Kecepatan kirim data tertinggi sebesar 2 Mbps (mega bit per detik) dapat dicapai jika pengguna dalam keadaan diam. Dengan kecepatan setinggi itu, niscaya aplikasi WAP (World Aplication Protocol) dan fiturfitur berbasis data dan informasi akan
berjalan
lebih
mulus
dan efisien.
Mulus
dalam
pengertian cepat
pengaksesannya, serta efisien dalam segi arti sangat hemat dari segi waktu.
9
Dalam memenuhi standar yang telah ditetapkan oleh UMTS/IMT-2000, sistem komunikasi bergerak selular WCDMA dikembangkan dari sistem terdahulu sehingga mempunyai beberapa fungsi pelayanan dan keunggulan. Adapun fungsi pelayanan dan keunggulannya tersebut antara lain: 2.2.1 Fleksibelitas layanan WCDMA menerapkan setiap 5 MHz carrier untuk menangani layanan yang beragam dari 8 kbps hingga 2 Mbps. Layanan berbasis circuit dan packet switched dapat dikombinasikan kedalam kanal yang sama, sehingga pada sate terminal dapat menerapkan layanan multimedia dengan multiple packet ataupun circuit connection. 2.2.2 Efisiensi spektrum Penggunaan spektrum radio pada WCDMA sangat efisien. Perencanaan frekuensi reuse tidak diperlukan karena penerapan reuse "1" pada sistem WCDMA. Kapasitas jaringan dapat ditingkatkan dengan beberapa teknik seperti Hierarchical Cell Structures (HCS), Adaptive Antenna Array (AAA) dan coherent demodulation (bi-directional).
Gambar 2.5 frekuensi reuse CDMA [1] 2.2.3 Kapasitas Dan Cakupan Tranceiver frekuensi radio WCDMA dapat menangani delapan kali lipat user yang menggunakan voice dibandingkan dengan transceiver narrowband & Setiap RF carrier dapat menangani 100 panggilan voice secara simultan, atau 50 internet (data)
10
secara simultan. Kapasitas dari WCDMA diperkirakan dua kali dari Narrowband CDMA dalam lingkungan urban maupun suburban. Adanya bandwidth yang lebih lebar, penggunaan coherent demodulation dan fast power control pada uplink maupun downlink memberikan threshold penerima yang lebih rendah. 2.2.4 Ragam Layanan Per koneksi Packet dan circiut switched dapat secara bebas digabungkan, dengan variable bandwidth dan kecepatan serta pengiriman yang simultan ke user yang sama dengan kualitas tertentu. Setiap terminal WCDMA dapat mengakses beberapa layanan yang berbeda pada saat yang bersamaan. Hal ini dapat berupa voice atau kombinasi layanan seperti internet, e-mail dan video. Kecepatan data yang bervariasi dapat dicapai dengan menggunakan variable orthogonal spreading codes dan penyesuaian dari daya keluaran yang ditransmisikan. 2.2.5 Efisiensi Jaringan Dengan penambahan akses wireless WCDMA kedalam jaringan digital selular yang telah ada seperti GSM dan inter-networking dua sistem tersebut, jaringan inti dan base station yang sama dapat digunakan. Hubungan antara jaringan akses WCDMA dengan jaringan GSM menggunakan ATM mini-cell transmission protocol, yang dikenal dengan ATM Adaptive Layer 2 (AAL2). Ini merupakan cara yang sangat efisien dalam menangani data paket dalam meningkatkan kapasitas. 2.2.6 Kerterbukaan Akses Dengan sistem dual-mode pada terminal, mekanisme akses yang terbuka dapat dilakukan, seperti handover dan roaming antara jaringan GSM dan UMTS, dengan adanya terlebih dahulu pengaturan layanan antara dua sistem akses tersebut. 2.2.7 Indoor Coverage Penggunaan mode operasi TDD (Time Division Duplex) secara teknik cocok untuk penerapan unlicensed spectrum pada lingkungan tertutup (indoor).
11
2.2.8 Akses Layanan yang Cepat Dalam mendukung pengaksesan yang cepat untuk layanan multimedia, prosedur akses acak (random access procedure) yang baru telah dikembangkan dengan menggunakan fast synchronization untuk menangani layanan packet data sebesar 384 kbps. Prosedur ini memungkinkan terjadinya set-up hubungan antara mobile user dan base station hanya dalam waktu beberapa milisecond. 2.3 Arsitektur UMTS Arsitektur jaringan UMTS dapat dibagi kedalam tiga subsistem: 1. Radio Access Network 2. Core Network 3. Network Management Subsystem
Gambar 2.6 Asitektur UMTS Release 99 Setiap subsistem diatas terdiri atas beberapa teknologi. Contohnya, RAN (Radio Access Network) merupakan teknologi antarmuka (air interface) yaitu GERAN (GSM EDGE Radio Access Network), UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network ) dan WLAN, 1ExTREME dan 4G. kemudian, Landasan utama dari
12
arsitektur core network untuk UMTS berdasar pada jaringan GSM dan GPRS Core Network terdiri atas Circuit Switched (CS) domain dan Packet Switch (CS) domain. a. Circuit Switched (CS) domain
Gambar 2.7 Circuit switched (CS) Domain b. Packet Switched (PS) domain
Gambar 2.8 Packet Switched (PS) Domain [2]
13
Komponen utama yang menyusunnya adalah: User Equiptment (UE) Base Station/Base Transceiver Station (BS/BTS) Radio Network Controller (RNC) Mobile Switching Center (MSC) Home Location Register (HLR)
2.3.1 User Equiptment ( UE ) User Equiptment yang digunakan dalam sistem WCDMA bersifat portable dan memenuhi persyaratan akan pelayanan mult imedia yang ditawarkan oleh operator jaringan WCDMA. Selain itu mobile terminal harus pula mendukung layanan yang ditawarkan oleh GSM (dual mode) dalam kaitannya pengintergasian dengan jaringan global yang ada sekarang ini. Untuk mengaktifkan mobile station, termasuk inisialisasi dan registrasi, dapat digunakan smartcard yang disebut dengan USIM card (UMTS Subscriber Identification Module). 2.3.2 Node B/ Base Station / Base Transceiver Station ( BS/BTS ) Fungsi utama dari base station adalah untuk memberikan lingkupan radio dan juga menyediakan interface udara ke user. Fungsi lain yang ada dalam base station termasuk radio transceiver, pengkodean kanal, pengendalian panggilan, pendeteksian akses dan penyediaan kanal radio. 2.3.3 Radio Network controller ( RNC ) RNC menyediakan semua hal yang diperlukan untuk pengendalian radio lokal seperti handover intra RNC, pengontrolan sate atau lebih base station, pengendalian days, dan alokasi kanal. RNC juga bertindak sebagai suatu consentrator site untuk trafik dan signalling. RNC dibangun dengan ATM switch, karena hubungan RNC dengan jaringan inti menggunakan interface ATM. Dengan menggunakan
14
ATM/AAL2, pengkodean kecepatan yang bervariasi dari suara maupun data packet dapat dilakukan dengan kapasitas transport yang terjaga dalam jaringan. 2.3.4 Mobile Switching Center ( MSC ) MSC merupakan sentral dari jaringan yang menyediakan fasilit as rout ing dan pengendalian sambungan, pelayanan interworking, billing, interkoneksi ke jaringan lain dan PSTN. Pada MSC juga terdapat komponen yang disebut VLR (Visitor Location Register) yang berfungsi sebagai register penyedia pembaruan (updating) lokasi, informasi lokasi dan database lokal. 2.3.5 Home Location Register (HLR) HLR merupakan database utama jaringan dan mengandung seluruh informasi user termasuk pelayanan apa yang diinginkan oleh user. Data bisa berupa data statis seperti: otorisasi akses, informasi tentang pelangan dan pelayanan-pelayanan tambahan yang digunakan, dimana HLR berisi tentang :
IMSI ( Internasional Mobile Subscriber Identity )
MSISDN ( Internasional Mobile Station ISDN Number )
Vektor Autentifikasi ( RAND, SRES dan kc: AUC dan SIM )
Data langanan
MSRN ( Mobile Station Roaming Number )
2.4 Key Technology for 3G Dalam membahas teknologi 3G tidak lepas dari beberapa hal yang menjadi teknologi kunci dalam 3G, yaitu : 1. CDMA, code division multiple Akses 2. Power control 3. Soft handoff
15
2.4.1 CDMA (Code Division Multiple Access) CDMA adalah suatu teknologi yang memungkinkan beberapa user dapat saling berkomunikasi menggunakan channel yang sama pada waktu yang bersamaan, masing-masing user menggunakan code yang berbeda.
Gambar 2.9 Metode Multiple Akses CDMA Adapun ciri-ciri CDMA berdasarkan definisi CDMA diatas : 1. Satu resource dengan sejumlah user 2. Udara sebagai media 3. Bahasa adalah coding sistem 4. Bahasa lain dianggap sebagai noise 5. User lain dapat bergabung bersama sampai noise tertentu 2.4.1.1 Prinsip dasar CDMA Prinsip dasar CDMA yaitu menggunakan prinsip spread spectrum (direct sequence) dan menggunakan kode penebar (spreading code). Kode penebar ini didesain khusus untuk membedakan antar user, membedakan antar BTS, membedakan antar kanal trafik (trafik, pilot, sync, paging dan access) dan setiap kode harus memberikan kontribusi yang minimal terhadap interferensi. Secara definitif, sistem komunikasi spektrum tersebar merupakan suatu teknik modulasi dimana pengirim sinyal menduduki lebar pita frekeunsi yang jauh lebih besar dari pada
16
spektrum minimal yang dibutuhkan untuk menyalurkan suatu informasi. Yang membedakan WCDMA dengan CDMA terletak pada penggunaan bandwithnya.
Gambar 2.10 Proses spreading pada WCDMA [3] 2.4.2 Power Control Power control adalah sebuah fitur CDMA yang memungkinkan mobile dapat menyesuaikan daya pada saat transmisi. Ini memastikan bahwa BTS menerima sebuah sinyal pada level yang sama. Jaringan CDMA secara independen mengontrol daya pada saat tiap mobile transmisi. Baik forward maupun reverse menggunakan teknik power control. Tujuan dari Power Control adalah untuk menghilangkan efek near far, mengurangi interferens dengan pengguna lain, dan meningkatkan kapasitas sistem.
17
Gambar 2.11 Power Control Ada 3 macam power control, yaitu : Open loop power control Power control yang dilakukan saat keadaan idle, dari RNC ke Node B dan UE. Closed loop power control Power control yang terjadi saat adanya koneksi/panggilan. Outer loop power control Power control yang dilakukan untuk mengatur SIR dari koneksi 2.4.3 Handoff Handover adalah proses perpindahan bearer dari suatu sektor ke sektor yang lain. Macamnya adalah sebagai berikut : 1. Inter System Handover Handover dari CDMA system ke analog atau TDMA system Traffic dan Control Channel diputus dan harus di sambung ulang 2. Hard Handover UE mengubah frekuensi carriernya
18
Traffic dan Control Channel diputus dan harus di sambung ulang 3. Soft Handover Unique to CDMA Selama Handover, UE memiliki dua koneksi secara bersamaan dengan dua Node B Prosesnya smooth 4. Softer Handover Serupa dengan Soft Handover, namun berada pada dua sektor dalam satu sel Prosesnya lebih simple karena pada satu sel timingnya sama.
2.5 Hubungan antara Power, Kapasitas dan Coverage [4] Pada WCDMA berlaku hubungan sebagai berikut : 1. Semakin banyak
sambungan atau pengguna dengan akses fast data
connection, maka akan menyebabkan semakin besar power pada sisi uplink maka perlu adanya power control . 2. Semakin besar power pada uplink maka akan menyebabkan terisinya kapasitas jaringan sehingga diperlukan load control . 3. Semakin banyak user lagi yang mengakses jaringan, maka sistem akan mempersempit coverage jaringan, maka diperlu adanya cell breathing.
19
Gambar 2.12 Cell Breathing WCDMA 4. Hal lain yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan Handover UE pada daerah batas.
2.6 Parameter- parameter Performansi jaringan Untuk mengetahui kondisi jaringan secara menyeluruh, diperlukan beberapa indikator jaringan yang disebut parameter trafik. Ada lima parameter yang digunakan sebagai indikator jaringan yang biasa disebut KPI yaitu : 1. Coverage, mencakup RSCP, Ec/ No, dan UE Tx Power
Gambar 2.13 Cakupan layanan seluler [5]
20
2. Accessbility, mencakup Call Setup Success Rate (CSSR) untuk CS Service dan PDP Context Activation Success Rate untuk PS service dan Call Setup time 3. Retainability, mencakup Call Drop Rate (CDR) 4. Integrity, mencakup BLER dan troughput 5. Mobility, mencakup soft/ Softer Handover Success Rate dan IRAT Handover Success Rate.
2.7 Receive Signal Code Power (RSCP) Dalam sistem komunikasi seluler UMTS, Received Signal Code Power (RSCP) didefinisikan sebagai power yang diukur oleh Receiver atau UE pada komunikasi physical channel. RSCP Digunakan untuk mengindikasikan kekuatan sinyal, kriteria dalam handover, arah downlink power control dan untuk menghitung path loss.
Gambar 2.14 RSCP diukur pada arah downlink
21
Semakin kuat signal strength dari power BTS yang didapatkan maka nilai RSCP yang diterima UE akan semakin baik. Hal ini juga akan mempengaruhi kesuksesan handover UE. UE akan menentukan handover ke cell atau BTS mana tergantung dari criteria.
Received Power with Soft Handover
UE responds to power control commands from both BS1 and BS2 UE responding to BS1 power control commands
BS1 Receive Power Target
BS1 BS2 0 0 0 1 1 0 1 1
Action Reduce power Reduce power Reduce power Increase power
UE responding to BS2 power control commands
11111111111111111111111111112 11112 22222 22 2 2 2 2 222 22 2 222 2 time
BS2 Receive Power Target
2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 22 2 2 2 1 1 1111122 2 21 111 1111 1 1 111 11111111 1 1 1 1
time
Gambar 2.15 Soft Handover bergantung pada nilai RSCP [6]
22
2.8 KPI (Key Performance Indiacator) Drive Test 3G Pengukuran dengan melakukan drive test 3G dilakukan untuk mengetahui kondisi real kualitas atau performansi jaringan 3G pada saat itu. Hasil pengukuran akan dibandingkan dengan target atau standar KPI 3G Indosat. Tabel 2.1 KPI Drive Test 3G No 1
Indikator Tx Power
2
RSCP
3
Ec/No
4
RSSI
Internal KPI -30.0 ≤ x < -40 -40 ≤ x < -45 -45 ≤ x ≤ -50 -135.0 ≤ x < -100.0 -100.0 ≤ x < -85.0
Color
-85.0 ≤ x ≤ -15.0 -34.0 ≤ x < -15.0 -15.0 ≤ x < -10.0 -10.0 ≤ x ≤ 0.0 -130.0 ≤ x < -100.0 -100.0 ≤ x < -85.0 -85.0 ≤ x ≤ -25
Penentuan KPI target pada jaringan 3G Indosat dibedakan berdasarkan regional office dan nasional. Tugas akhir ini menggunakan KPI target JBRO, karena studi kasus diambil di salah satu BTS 3G di jabotabek. Data yang didapat dari drive test pada service voice berupa Tx Power, RSCP,Ec/Io dan RSSI. Tx power merupakan daya yang dipancarkan oleh UE dalam satuan dBm. RSCP merupakan besarnya nilai sinyal pilot yang diterima oleh UE. Ec/Nomerupakan rasio pilot power terhadap total power. RSSI (Receive Signal Strange Indicator) hampir sama derngan RSCP hanya masih dipengaruhi oleh interferensi. Adapun parameter – parameter untuk mengetahui kualitas sinyal adalah sebagai berikut :
Ec/No
23
Ec/No merupakan rasio rata-rata daya sinyal pilot dengan total interference. Ec/No menunjukkan level daya minimum (threshold) dimana UE masih bisa melakukan suatu panggilan. Sistem WCDMA memiliki standar untuk nilai Ec/No minimum sebesar -13 dBm agar UE masih bisa melakukan panggilan. Namun Ec/No rata-rata terbaik untuk Indosat adalah -6 dBm.
RSCP (Received Signal Code Power) RSCP merupakan besarnya daya yang diterima oleh user dari Node B. Biasanya dikatakan dengan Rx Power. Nilai RSCP yang terbaik adalah -85 dBm sampai -15 dBm.
Tx Power Tx Power merupakan besarnya daya yang dikirim oleh UE ke Node B. Kenaikan daya pancar pada UE akan menyebabkan interferensi terhadap user lain. Standar minimum nilai Tx power yang dimiliki oleh system WCDMA adalah 23 dBm (200 mW).
2.9 Perhitungan EIRP, RSCP, Link Budget [9] 2.9.1 Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) atau Equivalent Isotropic Radiated Power adalah nilai daya yang dipancarkan antenna directional untuk menghasilkan puncak daya yang diamati pada arah radiasi maksimum penguatan antena. Rumus EIRP dapat dituliskan:
EIRP = Tx power (dBm)– cable loss (dB) + Antena Gain (dBi) Dimana: EIRP = Effective Isotropic Radiated Power (dBm)
…………………..2.1
24
Tx Power (dBm) = transmitted power (dBm)
2.9.2 Perhitungan RSCP (Received Signal Code Power) Dalam perhitungan link budget, setelah menghitung EIRP dapat juga diketahui nilai dari kuat sinyal (signal strength) yang diterima oleh UE. Pada WCDMA dan HSDPA, kuat sinyal atau Received Signal Code Power (RSCP) yang diterima oleh pengguna UE berbanding terbalik dengan jarak dari antena pemancar. Kuat sinyal: RSCP (dBm) = EIRP – Lurban + GRx - LRx
………..………..2.2
Dimana: RSCP : Received Signal Code Power (dBm) EIRP : Effective Isotropic Radiated Power (dBm)
2.9.3 Link Budget Link Budget adalah perhitungan anggaran daya untuk memastikan agar level power pada penerima lebih besar atau sama dengan level thereshold sehingga sistem penerima dapat bekerja dengan baik sesuai dengan quality of service yang dipersyaratkan. Ini dilakukan untuk menjaga keseimbangan penganggaran power supaya tidak terlalu besar atau over budget ataupun terlalu kecil, sehingga tercapai hasil yang optimal. Berikut ini adalah parameter yang perlu diatur dalam perhitungan link budget yaitu: I.
Parameter Propagasi yang terdiri dari : 1. Frekuensi operasi, yaitu frekuensi yang digunakan oleh sistem WCDMA 2. Gain antena BTS dan UE, dimana besarnya gain antena pada BTS, berkisar antara 10 hingga 19 dB. UE antena gain berkisar antara 0 – 2 dBi. Ini tergantung dari jenis antena yang digunakan pada sel apakah omni atau sektoral. Antena sektoral lebih besar gainnya dibandingkan dengan omni directional. 3. Jenis loss atau redaman pada perangkat BTS dan UE dapat berupa: a. Loss duplexer yaitu redaman yang digunakan sebagai jalur uplink dan downlink pada duplexer. Besarnya berkisar antara 1 hingga 2 dB.
25
b. Loss Filter yaitu redaman akibat filter untuk mengambil band sinyal tertentu, besarnya loss berkisar antara 1 hingga 2 dB. c. Loss Combiner, yaitu redaman yang terjadi pada penggabungan kanal pada BTS, besarnya berkisar antara 3 hingga 9 dB. d. Loss feeder yaitu redaman antara feeder dengan sistem antena. Besarnya berkisar antara 3 hingga 9 dB e. Redaman saluran transmisi, besarnya redaman ini disebabkan oleh beberapa hal antara lain: 1. Tipe kabal yang digunakan, karena tipe kabel yang digunakan untuk saluran transmisi bermacam-macam. 2. Diameter kabel, semakin besar diameter kabel maka loss saluran transmisi semakin besar. 3. Panjang kabel, semakin panjang kabel, maka loss saluran transmisi semakin besar. 4. Frekuensi kerja, semakin besar frekuensi yang digunakan maka semakin besar pula redaman yang dimilikinya. f.
Loss Body merupakan redaman yang timbul pada handset MS. Besarnya berkisar antara 0 hingga 6 dB
4. Gain pada soft handoff, gain ini terjadi pada proses handover. Besarnya penguatan atau gain antara 0 hingga 5 dB. Gain 0 dB terjadi pada kondisi tidak tercover sel sedangkan gain 5 dB untuk sel yang berada disekitar sel lain. 5. Gain diversitas antena, biasanya berkisar antara 2 hingga 5 dB. Dengan menggunakan diversitas antena, maka sistem BTS dapat mengatasi pelemahan sinyal akibat multipath fading. 6. Path loss merupakan redaman yang terjadi sepanjang lintasan stau medan propagasi sinyal antara BTS ke MS atau sebaliknya. Berikut ini adalah jenis redaman: a. Vehicle penetration loss, diasumsikan redaman yang terjadi jika berada di dalam kendaraan besarnya berkisar 6 dB. b. Building penetration loss, diasumsikan sebagai loss yang terjadi pada gedung bertingkat yang bergantung pada material dan ketebalaan gedung (cakupan indoor). Besarnya berkisar antara 5 hingga 20 dB tergantung pada tipikal
26
daerah antara lain pada dense urban sebesar 15 dB, urban sebesar 12 dB, suburban sebesar 8 dB dab rural 8 dB.
Gambar 2.16 Parameter Link Budget
II. Parameter spesifikasi perangkat terdiri dari : 1. Sensitivity penerima adalah nilai power yang dapat diterima oleh suatu sistem. Nilai sensitivity penerima adalah link budget ditentukan oleh empat hal yaitu : a. Noise figure, dimana merupakan ukuran besarnya noise yang dibangkitkan penerima. Noise figure didominasi oleh komponen penguat tahap pertama dari receiver atau penerima. Berikut ini adalah rumus dalam menghitung total noise figure pada sistem penerima.
....................................................2.3 Dimana G1 dan G2 merupakan penguat pertama dan kedua dari sisi penerima. b. Thermal Noise power c. Minimum Eb/No d. Data rate yang digunakan. Dari 3 hal diatas sensitivity penerima dapat dihitung dengan perincian rumus sebagai berikut :
27
....................2.4 Dimana : K
: konstanta Boltzman = 1,38 x 10-23 jolues/degree
T
: Temperature antena (K) C + 273, C = temperature dalam celcius
B
: Chip rate pada CDMA carrier
2. Power transmit radio BTS, merupakan hasil perhitungan selisih received signal code power dengan gain antenna dan ditambah besarnya loss pada sisi transmit. Poutbts=nilaiRSCP-[gainUE+gainnodeB+Lprop+LcableUE+LpenetrationUE + LcableNodeB + Loss Body UE + Fading Margin ...........................................2.5 Perhitungan link budget perangkat BTS (Base Tranceiver station) dan UE (User Equiptment) akan menghasilkan suatu nilai MAPL (Maximum Allowable Path Loss) yang merupakan persyaratan maksimal redaman lintasan dan menentukan kelayakan suatu link propagasi. Data teknis perangkat sistem link arah Uplink dan Downlink diperlukan untuk menentukan kelayakan rugi lintasan dan radius sel maksimum (jarak antara BTS dengan UE) yang diperbolehkan oleh perangkat.
1. Maksimum Allowable Path Loss (MAPL) Link arah Uplink MAPL Link arah uplink diperlukan untuk menentukan nilai redaman propagasi maksimum yang diizinkan agar komunikasi dari mobile station ke base station pada sel yang bersangkutan dapat terjadi dengan baik. Penentuan MAPL Link arah uplink :
MAPL=
EIRP
–
Rxsensitivity+
Gant
–
Btscableloss
…………………..2.6
2. Maximum Allowable Path Loss (MAPL) Link Arah Downlink
–
Margin
28
MAPL link arah downlink (forward) diperlukan untuk menentukan nilai redaman maksimum propagasi yang diijinkan agar Base Station masih dapat melayani keperluan komunikasi seluruh Terminal Station pada daerah cakupannya. Jumlah Terminal Station yang dapat dilayani akan tergantung pada besarnya pengaruh interferensi terhadap penurunan Eb/No.
Penentuan MAPL link arah downlink: MAPL = PTxBTS+Gant–Lfeeder+GRx–LRxtotal-SRx–Margin
…………………..2.7
Perhitungan power link budget dilakukan untuk mengetahui berapa pathloss yang terjadi serta berapa daya yang harus dipancarkan BTS agar tetap berada di atas tresholdnya.
2.10 Model Propagasi Outdoor Model propagasi yang digunakan adalah model propagasi outdoor yaitu model prediksi redaman Cost 231. COST 231 model adalah pengembangan Hata model oleh EURO_COST (the European Co_operative for Scientific and Technical Research) untuk PCS. 1. Merupakan
pengembangan
rumus Okumura -Hata untuk frekuensi PCS
(sampai 2 GHz) 2.
Biasa digunakan untuk mikrosel yang memakai frekuensi 1800 MHz
Median path loss, Lpropagasi urban adalah : LU = 46.3 + 33.9 log fc - 13.82 log ht – a(hm) + (44.9 – 6.55 log ht) log d + CM......2.8 Dimana : f
: Frekuensi (MHz)
ht
: tinggi antena BTS (m)
d
: jarak BTS – UE (km)
29
a (hms)
: faktor koreksi tinggi antena UE/ MS
CM
: Fakto koreksi ukuran kota
0 dB CM = 3 dB
for medium sized city and suburban areas for metropoli tan centers
Dimana ,
1500 fC 2000 MHz 30 hT 200 m 1m hr 10 m 1 d 20 km
a(hms) adalah faktor koreksi ketinggian antena mobile yang nilainya sebagai berikut
•
Untuk kota kecil dan menengah, a(hms) = (1,1 log fC – 0,7 )hR – (1,56 log fC – 0,8 ) dB ; dimana, 1 hR 10 m
•
Untuk kota besar, a(hms) = 8,29 (log 1,54hR )2 – 1,1 dB fC 300 MHz a(hms) = 3,2 (log 11,75hR )2 – 4,97 dB fC 300 MHz
