LINK BUDGET. Ref : Freeman FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

LINK BUDGET Ref : Freeman

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

1

LINK BUDGET Yang mempengaruhi perhitungan Link Budget adalah … • Frekuensi operasi (operating frequency) • Spektrum yang dialokasikan • Keandalan (link reliability) • Komponen-komponen fisik sistem • Fading • Perbedaan antara uplink dan downlink FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

LINK BUDGET  Konsep Link Budget “Link Budget adalah estimasi anggaran daya yang perlu diperhitungkan untuk memastikan bahwa level penerimaan >= level daya threshold.” “Level daya threshold: level daya minimum yang diperlukan oleh sistem penerima agar bekerja baik sesuai dengan kualitas yang dipersyaratkan”

Gambar Fluktuasi Daya Pada Tx dan Rx


DASAR LINK BUDGET Untuk mencapai obyektif perencanaan di atas, dapat diikuti langkah-langkah berikut : • Untuk memperoleh kualitas sinyal informasi yang telah dipilih (misal sinyal informasi : suara, BER 10-6), dan dengan memperhatikan sistem modulasi yang telah dipilih sebelumnya, maka dihitung mundur dengan urutan sebagai berikut : BER  Eb/No  C/N  RSLmin_utk_BER  (System Gain)  PTX • Untuk menjamin path availability terhadap pengaruh Fading, maka diterapkan cadangan daya (Fading Margin), sehingga RSLFM= RSLBER+Fading Margin FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

LINK BUDGET System Gain  FM + Lfs + Latmosfer+LTx+LRx–GTx–GRX FM adalah Fading Margin sesuai dengan reliability/ availability objective system Lfs adalah free space loss Latmosfer adalah rugi-rugi hujan + gas + awan/kabut(optional) LTx , LRx adalah rugi-rugi di Tx dan Rx, meliputi waveguide feeder loss/ trans. Line & branching loss GTx, GRX adalah Gain antenna di TX dan RX Hubungan BER  Eb/No dipengaruhi oleh sistem Modulasi-nya 1 BER  .SER log 2 M

Grafik hubungan Eb/No terhadap SER pada Modulator M-PSK


DASAR LINK BUDGET Untuk kondisi multi-hop, maka BER yang harus dicapai sistem yang sedang dirancang adalah :

BERTOTAL =  BERHOP

Untuk multi media : 10-11  BERHOP  10-9

PRx dBm = PTx dBm+ GTx, Rx dB - (LTx dB+ LRx dB) - (LPROP dB+FMdB) PRx dBm = PTx dBm - GSystem dB GSystem dB = LTx dB + LRx dB – GTx, Rx dB + LPR dB + MdB perangkat Tx-Rx

jenis propagasi

Teoritis

(Eb/No)dB = PRx dBm+ 174dBm- NFdB+GTot dB–10 log BWIF+Imd dB) FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Contoh Kasus Hitung Gain antena(Pers C-2)

EIRP

PT

Loss Propagasi ( LP )

Lft

GT

Loss saltran (Pers C-1)

Hitung dari Pers. C-7

GR

Lft

PR

Hitung Loss feeder (Pers C-1) Hitung FM (Tabel C-4 Fading Margin atau Pers. C-4) Threshold

Noise Figure Noise Spectral Density

Hitung Loss propagasi (Pers C-3)

Hitung (C/N)min, C = Th (Pers. C-5), N dari Pers. C-6 dan C-7)

Effective Noise Hitung dari Pers. Spectral Density C-6


Saluran Transmisi Atau Feeder, atau disingkat Sal-tran

Definisi: didefinisikan sebagai alat untuk menyalurkan energi elektromagnet dari suatu titik ke titik lain. Saluran transmisi dapat berupa kabel koaxial, kabel sejajar/twinlead, bumbung gelombang, optik, dan sebagainya

Sifat: • Saluran transmisi ideal tidak meredam • Umumnya saltran meredam , satuan konstanta redaman dalam (dB/m)

Lf   L

= konstanta redaman (dB/m) L = panjang saltran (m) FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Pers. C.1

Modulasi Digital • BPSK : Rb/BW = 1/(1 + ρ) (bps/hz) ; ρ = roll of factor filter • QPSK : Rb/BW = 2/(1+ρ) (bps/hz) • M-PSK : Rb/BW = 2log M/(1+ρ) (bps/hz) • PERFORMANSI BPSK :

 Eb   2 Eb 1   Pe  BER  erfc  Q  2  N0   N0

• PERFORMANSI QPSK :  Eb   2 Eb 1   BER  erfc  Q  2  N0   N0

   

 Eb    2Q 2 Eb Pe  SER  erfc  N0  N0  FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

   

Loss Propagasi Lambang LP, satuan dalam dB

Definisi: rugi-rugi energi yang dialami gelombang EM ketika melewati udara (kanal propagasi)

Line of Sight Communication: Lfs (dB)  32,5  20 log f ( MHz )  20 log d ( km ) Lfs (dB)  92,45  20 log f ( GHz )  20 log d ( km ) Lfs (dB)  36,5  20 log f ( MHz )  20 log d ( mi )

Pers. C.3 Fungsi dari jarak dan frekuensi

• Path loss akan berubah dari harga free space pathloss jika clearance factor  0,6 • Clearance Factor = 0,6 sangat disukai dalam desain , karena Lp = Lfs untuk jenis medium pemantul apapun FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Loss Propagasi Perubahan harga pathloss Fresnell zone numbers 1

2

3

4

5

6

Interference zone

Obstruction zone

Sumber : Freeman, Roger L, “ Radio

0

- 10

R=

nife 0K

E

tion ac r f f i eD dg

System Design For Telecommunications (1-100 GHz) ”, John

Flat Earth R = -1

Line Of Sight

Willey & Sons, 1987

oo th

Sp he re D

iffr ac tio n

R

- 20

=

3 0.

=1 .0

Sm

- 30 R

From Free Space ( dB )

+ 10

R = Koefisien Refleksi - 40 -1

- 0.5

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Clearance Factor FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Loss Propagasi Fading Margin

Lambang FM, satuan dalam dB

Definisi:

margin yang diberikan, sedemikian daya terima selalu diatas level threshold. Fading itu sendiri berarti: fluktuasi daya di penerima Fading margin

WR

Fading margin berbanding lurus terhadap reliability link. Semakin besar FM, link semakin reliable

WRmin t1 0

t2

t3

t4 T

Re liability  t


T  t1  t 2  t 3  t 4  100% T

...

Contoh Kaitan antara Fading Margin dan Reliability

Salah satu contoh FM untuk komunikasi Line Of Sight

Fading Margin

Reliability

10 dB 20 dB 30 dB 40 dB

90% 99% 99,9% 99,99%

Tabel C-4

Sumber : Freeman, Roger L, “ Radio System Design For Telecommunications (1-100 GHz) ”, John Willey & Sons, 1987

• Probabilitas Outage, Poutage = 1 - Reliability FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Contoh Lain Prediksi FM Rumus Barnett-Vignant untuk menghitung fading margin microwave link stasioner (LOS terrestrial) …

Pers. C.4


Threshold

Lambang Th, satuan dalam dBm / dBw

Definisi:

Level daya minimum yang diperlukan agar sistem penerima dapat bekerja dengan baik sesuai dengan QoS yang dipersyaratkan

 Eb  Threshold     10 logbit rate  228,6  10 log Te (dBw)  N 0  min Catatan: Eb = energi per-bit per-hertz noise thermal N0 Te = temperatur noise efektif dari sistem penerima FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Pers. C.5

 Eb     N0 

Adalah parameter kualitas transmisi sistem komunikasi digital, semakin besar Eb/No maka kualitas transmisi semakin baik Quality of Service , QoS, untuk layanan yang diberikan , contoh : layanan suara , BERminimum = 10-3

BER

Modulasi A Modulasi B 10-3

Skema modulasi yang berbeda menghasilkan syarat (Eb/No)minimum yang berbeda untuk mendapatkan BER yg sama

7 dB

9 dB

16

 Eb     N0 


Daya Noise Receiver N ( dBW )  204( dBW )  NF( dB )  10 log BW( Hz )

Pers. C.6

Sumber: Freeman, Roger,”Telecommunication Transmission Handbook”, John Willey & Sons, 1991

Konversi dari dBm ke dBW…

(dBm) = (dBW) + 30 F2  1 F3  1 F4  1 NF  F1    ...dst G1 G1G2 G1G2G3 FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Pers. C.7

Daya Noise Receiver Perangkat dgn noise figure terendah dipasang paling dekat dgn antena

Receiver Receiver

Sensitivitas lebih baik !! FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Perhitungan Kebutuhan Daya dengan Repeater Pasif


Perhitungan Kebutuhan Daya dengan Repeater Pasif •

GAIN ANTENA PADA REPEATER PASIF Penerapan repeater pasif akan berpengaruh pada perhitungan path loss, dimana repeater dapat terletak dalam near field atau far field. Didefinisikan sebagai near field jika jarak jarak antenna ke suatu titik  r :

dimana

r

2.Dimensi _ antena 2



• Dimensi _ antena :diameter dari circular reflector atau panjang sisi dari square reflector.

• •



:panjang gelombang dalam satuan yang sama dengan Dimensi _ antena


Perhitungan Kebutuhan Daya dengan Repeater Pasif 2

• •

 4A  G reflector _ 2 parabolic  10 log10  2  dB     4A  G reflector _ 1 plane  10 log10  2  dB   

dimana :

A  Ageo cos



2

A : luas _ efektif _ antena

 : efisiensi

 : panjang _ gelombang

Ageo  luas _ geometri _ antena

 : deflection _ angle

untuk _ plane : panjangxlebar  .Diameter 2

untuk _ parabolic : FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

4





LINK BUDGET. Ref : Freeman FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO

Recommend Documents