PENGARUH POSISI DAN DAYA PANCAR HANDHELD TERHADAP KUALITAS PENERIMAAN SINYAL PADA SATELIT ORBIT RENDAH
TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam meraih Gelar Sarjana pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Oleh : ARIEF SUDARMAJI L2F399371
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2002
HALAMAN PENGESAHAN
Dengan ini menerangkan bahwa Laporan Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh Posisi dan Daya Pancar Handheld terhadap Kualitas Penerimaan Sinyal pada Satelit Orbit Rendah” telah disetujui dan disahkan sebagai syarat guna mendapatkan gelar Sarjana Teknik Elektro pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang pada tanggal :
2002.
Mengesahkan, Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Ir. Sudjadi, MT
Ajub Ajulian, ST
NIP. 131 558 569
NIP. 132 205 684
Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro
Dr. Ir. Hermawan, DEA NIP. 131 598 857
ii
ABSTRAKSI
Sistem Satcom-2000 merupakan sistem komunikasi melalui satelit orbit rendah yang ditujukan untuk mendukung sistem komunikasi generasi ketiga (IMT 2000). Kualitas penerimaan yang distandarkan untuk layanan real time adalah BER sekitar 10 -3 – 10 -7 dan waktu tunda transmisi kurang dari 400 ms. Kualitas penerimaan suatu hubungan antara handheld dengan satelit ditunjukkan oleh nilai Pe (Probability of Error) dari sistem tersebut. Pada komunikasi melalui satelit salah satu parameter yang dapat diubah adalah posisi handheld. Penentuan posisi sebuah handheld ditentukan oleh tinggi orbit dan sudut elevasi. Selain itu daya pancar yang dapat digunakan oleh handheld terbatas, oleh karena itu perlu disesuaikan dengan jenis layanan yang akan disediakan berdasarkan kecepatan bit rate-nya. Waktu tunda transmisi dan Pe (Probability of Error) dapat ditentukan melalui perhitungan parameter konstelasi dan link budget. Link budget merupakan suatu teknik untuk mengevaluasi performasi suatu sistem komunikasi dan memberikan informasi seberapa besar pengaruh daya pengirim dan penerima, sumber-sumber noise, pelemahan sinyal, dan laju data dari proses yang terjadi sepanjang link komunikasi terhadap kualitas komunikasi. Dalam tugas akhir ini dibahas tentang pengaruh posisi dan daya pancar sebuah handheld user terminal pada satelit orbit rendah terhadap kualitas penerimaan (QoS) untuk layanan yang mendukung IMT 2000 melalui perhitungan parameter konstelasi dan link budget. Dalam perhitungan parameter konstelasi dan link budget menggunakan suatu program bantu menggunakan bahasa program HTML dan PHP. Pada sistem komunikasi satelit orbit rendah penentuan ketinggian dan sudut elevasi minimum untuk user terminal/handheld sangat mempengaruhi kualitas dari penerimaan dan waktu tunda transmisi. Selain itu penggunaan daya yang digunakan oleh sebuah handheld menentukan jenis layanan yang dapat diberikan oleh suatu sistem.
iii
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah Penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena hanya dengan berkat dan rahmat-Nya serta melalui perjuangan yang panjang Penulis dapat berhasil menyelesaikan Tugas Akhir. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar kesarjanaan di Fakultas Teknik Jurusan Elektro Universitas Diponegoro. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir kali ini, Penulis telah banyak mendapat bimbingan, pengarahan, serta bantuan yang sangat berharga demi terselesaikannya Tugas Akhir. Untuk itu Penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Hermawan, DEA, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang. 2. Bapak Ir. Sudjadi, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan dalam Tugas Akhir ini. 3. Ibu Ajub Ajulian, ST, selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam Tugas Akhir ini. 4. Seluruh Dosen di Jurusan Teknik Elektro Universirtas Diponegoro Semarang. 5. Segenap Staf karyawan di Jurusan Teknik Elektro Universirtas Diponegoro Semarang. Selain itu Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1.
Ibuku (semua ini hanya untuk beliau)
2.
Orang tua, adik-adikku, dan seluruh kerabat famili atas dukungannya.
3.
Keluarga Bp. Soepriyo, untuk perhatian dan dukungan yang sangat besar.
4.
Teman-teman Ekstensi : Ardiansyah, Husni, Rulie, Ucok, Andi, Alfa, Hartana, Arwani dan yang lainnya.
iv
5.
Heri, Jayadi, Rusdi, Isnaeni, dan Nuning yang sudah banyak menolong dalam banyak hal.
6.
Satya Mukti, buat kost yang nyaman dan kartu perpusnya.
7.
Seseorang yang akan selalu berada di hatiku.
8.
Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa untuk lebih sempurnanya Tugas Akhir ini,
Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Harapan Penulis, semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi pembaca sekalian.
Semarang, 15 Juli 2002
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL
i
HALAMAN PENGESAHAN
ii
ABSTRAKSI
iii
KATA PENGANTAR
iv
DAFTAR ISI
vi
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR TABEL
ix
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Sasaran
3
1.3. Pembatasan Masalah
3
1.4. Metode Penulisan
3
1.5. Sistematika Penulisan
4
BAB II. SATELIT ORBIT RENDAH
5
2.1. Orbit dan Konstelasi Satelit
5
2.2. Jenis Link Komunikasi
9
2.3. Alokasi Bidang Frekuensi
10
2.4. Prosedur Perhitungan Parameter Konstelasi Satelit LEO
11
2.5. Prosedur Perhitungan Link Budget
13
BAB III. SISTEM KOMUNIKASI SATELIT ORBIT RENDAH SATCOM-2000
20
3.1. IMT (International Mobile Telecommunication) 2000 3.1.1. Alokasi Frekuensi IMT 2000 vi
20 21
3.1.2. Klasifikasi Lingkungan Operasional IMT 2000
22
3.1.3. IMT 2000 Radio Interfaces
24
3.2. Satelit Orbit Rendah Satcom-2000
27
3.2.1. Spesifikasi Sistem Satcom-2000
27
3.2.2. Komponen Ruang Angkasa (Space Segment)
29
3.2.3. Komponen Bumi (Gateway dan Sistem Kontrol)
31
3.2.4. Unit Pelanggan (Subscriber Unit)
31
3.2.5. Satcom-2000 Radio Interfaces
32
BAB IV ANALISIS POSISI DAN DAYA PANCAR HANDHELD TERHADAP KUALITAS PENERIMAAN (QoS)
34
4.1. Perhitungan Parameter Konstelasi Satcom-2000
34
4.2. Perhitungan Link Budget
36
4.2.1. Perhitungan Uplink
39
4.2.2. Perhitungan Downlink
41
4.2.3. Analisis Perhitungan Sistem Keseluruhan
42
4.3. Perhitungan dengan Program Bantu
43
4.3.1. Perhitungan Jumlah Satelit dan Parameternya
43
4.3.2. Perhitungan Link Budget
46
4.4. Analisis Pengaruh Posisi Terhadap Kualitas Penerimaan
49
4.5. Analisis Pengaruh Daya Pancar Terhadap Kualitas Penerimaan
54
BAB V. PENUTUP
57
5.1. Kesimpulan
57
5.2. Saran
57
DAFTAR PUSTAKA
56
LAMPIRAN A. Tabel Fungsi Integral Gaussian LAMPIRAN B. Tabel Link Budget LAMPIRAN C. Pembuatan program LAMPIRAN D. Listing Program Perhitungan vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Gambar 2.1. Jenis Orbit Berdasarkan Ketinggian
7
2. Gambar 2.2. Macam Link Komunikasi
9
3. Gambar 2.3. Area Cakupan Satelit
11
4. Gambar 2.4. Hubungan Satelit Uplink dan Downlink
14
5. Gambar 3.1. Pembagian Frekuensi IMT 2000
21
6. Gambar 3.2. Lingkungan Operasional Berdasarkan Area Sistem
23
7. Gambar 3.3. Jenis-jenis Interfaces dalam Komponen Satelit
25
8. Gambar 3.4. Hubungan Operasional Satelit IMT 2000
26
9. Gambar 3.5. Diagram Sistem Satcom-2000
28
10. Gambar 3.6. Konstelasi Satelit Satcom-2000
30
11. Gambar 4.1. Diagram Alir Perhitungan Parameter Konstelasi
44
12. Gambar 4.2. Tampilan Perhitungan Parameter Konstelasi
45
13. Gambar 4.3. Tampilan Hasil Perhitungan Parameter Konstelasi
45
14. Gambar 4.4. Diagram Alir Perhitungan Link Budget
47
15. Gambar 4.5. Tampilan Perhitungan Link Budget
48
16. Gambar 4.6. Tampilan Hasil Perhitungan Link Budget
48
17. Gambar 4.7.a. Grafik Hubungan Tinggi Orbit dan Pe
51
18. Gambar 4.7.b. Grafik Hubungan Tinggi Orbit dan Delay
52
19. Gambar 4.8.a. Grafik Hubungan Sudut Elevasi dan Pe
53
20. Gambar 4.8.b. Grafik Hubungan Sudut Elevasi dan Delay
53
viii
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Tabel 2.1. Karakteristik Orbit Satelit LEO, MEO, dan GEO
7
2. Tabel 2.2. Bidang Frekuensi Satelit Komunikasi bergerak
10
3. Tabel 2.3. Bidang Frekuensi Satelit Komunikasi
10
4. Tabel 3.1. Lingkungan Operasional IMT 2000
24
5. Tabel 3.2. Parameter Konstelasi Satcom-2000
29
6. Tabel 3.3. Karakteristik FDMA/TDMA
32
7. Tabel 3.4. Karakteristik FDMA/CDMA
33
8. Tabel 4.1. Parameter Konstelasi Satcom-2000
36
9. Tabel 4.2. Standar BER IMT 2000
37
10. Tabel 4.3. Spesifikasi RF Satelit Satcom-2000
38
11. Tabel 4.4. Link Budget Arah Uplink
40
12. Tabel 4.5. Link Budget Arah Downlink
42
13. Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Pe dan Delay terhadap Kenaikan Tinggi Orbit
49
14. Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Pe dan Delay terhadap Kenaikan Sudut Elevasi
53
15. Tabel 4.8. Spesifikasi RF Handheld
55
16. Tabel 4.9. Perhitungan dengan Daya Pancar Berbeda
55
ix
