III. Langkah-langkah

Perencanaan Siskom Radio

Terestrial• Research on propagation

• Requirements

• Site planning

• Radio subsystem design

• Power link budget

• Evaluasi kinerja

Lanjutan bab III.

Research on propagation

•• ObyektifObyektif TahapTahap PerencanaanPerencanaan iniini ::

MemilihMemilih model model kanalkanal yang yang cocokcocok padapada link radio link radio terestrialterestrial yang yang akanakandirencanakandirencanakan. . DenganDengan caracara melakukanmelakukan penelitianpenelitian terhadapterhadap kondisikondisiatmosphere/atmosphere/iklimiklim, , kondisikondisi lingkunganlingkungan//contourcontour padapada link radio link radio tersebuttersebut. .

•• MODEL KANAL LINK RADIO TERESTRIAL, MODEL KANAL LINK RADIO TERESTRIAL, umumnyaumumnya dimodelkandimodelkan sebagaisebagai Large Large Scale Path Loss _ Scale Path Loss _ Free Space Propagation ModelFree Space Propagation Model

•• JikaJika dilihatdilihat daridari kondisikondisi lingkunganlingkungan dapatdapat dibedakandibedakan menjadimenjadi ::

–– Free Space, Line of Sight/ non LOS, Limited Obstacle, Fading, aFree Space, Line of Sight/ non LOS, Limited Obstacle, Fading, atmosphere : tmosphere : clearclear

–– Free Space, Line of Sight/ non LOS, Limited Obstacle, Fading, aFree Space, Line of Sight/ non LOS, Limited Obstacle, Fading, atmosphere : tmosphere : rainyrainy

–– Free Space, Line of Sight/ non LOS, Multi Obstacle, Fading, atmFree Space, Line of Sight/ non LOS, Multi Obstacle, Fading, atmosphere : osphere : clearclear

–– Free Space, Line of Sight/ non LOS, Multi Obstacle, Fading, atmFree Space, Line of Sight/ non LOS, Multi Obstacle, Fading, atmosphere : osphere : rainyrainy

•• PengaruhPengaruh PemilihanPemilihan Model Model KanalKanal padapada PerencanaanPerencanaan Link RadioLink Radio

–– PadaPada tahaptahap PemilihanPemilihan SubSub--sistemsistem RadioRadio

–– PadaPada tahaptahap Power Link Budget Power Link Budget

Lanjutan bab III.

Research on propagation

•• ContohContoh PengaruhPengaruh PemilihanPemilihan Model Model KanalKanal

–– PadaPada tahaptahap PemilihanPemilihan SubSub--sistemsistem RadioRadio

•• JikaJika ternyataternyata daridari penelitianpenelitian propagasipropagasi, , diprediksidiprediksi bahwabahwa Fade Fade Depth yang Depth yang terjaditerjadi cukupcukup besarbesar atauatau diprediksidiprediksi rawanrawan terhadapterhadapselective fading selective fading atauatau diprediksidiprediksi bahwabahwa redamanredaman atmosferatmosfer ((hujanhujanatauatau gasgas--gas) gas) cukupcukup besarbesar, , makamaka harusharus dipertimbangkandipertimbangkan teknikteknikuntukuntuk mengkompensasinyamengkompensasinya

–– PadaPada tahaptahap Power Link Budget Power Link Budget

•• SecaraSecara langsunglangsung akanakan berpengaruhberpengaruh padapada kebutuhankebutuhan dayadaya yang yang harusharus disediakandisediakan, , karenakarena akanakan mempengaruhimempengaruhi path loss , path loss , yaituyaitu ::

–– KondisiKondisi free space : free space : free space lossfree space loss

–– KondisiKondisi non non Line of sight + limited obstacle Line of sight + limited obstacle : : diffraction lossdiffraction loss

–– KondisiKondisi Multi Obstacle Multi Obstacle : : multi diffraction lossmulti diffraction loss

–– KondisiKondisi rainy rainy : : rain loss rain loss

•• SecaraSecara detail detail akanakan dibahasdibahas padapada sesisesi ““ faktorfaktor degradasidegradasi sistemsistem””..

Lanjutan bab III.

Contoh Model Kanal Propagasi

Lokasi 1 : Sinyal langsung mendominasi penerimaan, sinyal langsung (free space) cukup besar dibandingkan sinyal pantulan tanah. Contoh : pada mikrosellular

Lokasi 2 : Sinyal terima dimodelkan sebagai jumlah sinyal langsung dansinyal terima, karena sinyal pantulan cukup signifikan besarnya. Contoh : Pada sistem selular (Plane Earth Propagation Model)

Lokasi 3 : Plane Earth Propagation Model dikoreksi karena adanya difraksipepohonan

Lokasi 4 : Path loss diestimasi dengan model difraksi sederhana

Lokasi 5 : Path loss cukup sulit diprediksi karena adanya multiple diffraction

Lanjutan bab III.

Medium Transmisi : Radio

Iradiasi makanan, terapi kankerγ - rayOrde 1019 – 1024Diagnosa medisX – ray Orde 1016 – 1021

SterilisasiUltravioletOrde 1015 – 1018

Cahaya tampak, wireless opticVisible light4,164.1014 –7,889.1014

Night vision, wireless optic, fiber optic comm.

Infra redOrde 1012 - 1014Radar, explorasi luar angkasaEHF (Extremely High Frequency)30 – 300 GHz

Radar, komunikasi satelitSHF (Super High Frequency)3 – 30 GHz

Radar, TV, navigasi, mobile comm., UHF (Ultra High Frequency)300 – 3000 MHz

TV, FM, polisi, radio mobil, air traffic controlVHF (Very High Frequency)30 – 300 MHz

Facsimilie, radio gel. pendek (SW), citizen’s band

HF (High Frequency)3 – 30 MHz

AM, radio maritim, pencari arahMF (Medium Frequency)300 – 3000 kHz

Navigasi, beacon radioLF (Low Frequency)30 – 300 kHz

Navigasi, sonarVLF (Very Low Frequency)3 – 30 kHz

Telepon daerah audioULF (Ultra Low Frequency)300 – 3000 Hz

Komunikasi dengan kapal selam, listrik dayaSLF (Super Low Frequency)30 – 300 Hz

Deteksi bahan-bahan materia terkuburELF (Extremely Low Freq.)3 – 30 Hz

PemakaianNamaFrekuensi

Lanjutan bab III.

Jenis-Jenis Hubungan Komunikasi

(1) Komunikasi Gelombang Ruang

Tipikal kanal propagasi : diasumsikan terdapat gelombanglangsung dan gelombang pantul

Termasuk dalam komunikasi gelombang ruang ini adalah :

(a) Jarak dekat : Sistem komunikasi bergerak,

(b) Jarak jauh ( sd puluhan km) : Komunikasi LOS

(2) Hubungan Difraksi

Kanal propagasi : ‘Sengaja’ memanfaatkan terjadinyahamburan/difraksi penghalang

Jarak hubungan difraksi bisa sampai ratusan km, ataumungkin juga untuk jarak dekat yang terhalang obstacle, sedangkan tidak mungkin menaikkan antena lagi

Lanjutan bab III.

Jenis-Jenis Hubungan Komunikasi

(3) Hamburan Tropospheric

• Kanal propagasi : ‘Sengaja’ memanfaatkan terjadinyahamburan/difraksi pada lapisan troposfer. Sebenarnya bisadiklasifikasikan sebagai hubungan difraksi.

• Jarak komunikasi : 80- 800 km

• Daerah frekuensi kerja : 250 - 6000 MHz

(4) Sky Wave Communication (Gelombang Langit)

• Kanal propagasi : Memanfaatkan lapisan ionosfer untukmemantulkan gelombang menuju belahan bumi yang lain

• Jarak komunikasi : 150 km sampai ribuan km

• Daerah frekuensi : 3 - 30 MHz dengan bandwidth informasisempit

Lanjutan bab III.

Jenis-Jenis Hubungan Komunikasi

(5) Ground Wave (Gelombang Tanah)

Kanal propagasi : Memanfaatkan permukaan bumi sebagaipembimbing gelombang

Jarak komunikasi : SANGAT HANDAL untuk jarak dekat maupunjarak jauh

Daerah frekuensi : hanya untuk frekuensi rendah sampai 3000 kHz

Aplikasi : Navigasi, siaran AM (400-1600 kHz), deteksi ledakan nuklir

(6) Gelombang Ruang Bebas

Kanal propagasi : Ruang bebas, asumsi : hanya ada 1 gelombanglangsung

Jarak komunikasi : ribuan km

Aplikasi : umumnya untuk komunikasi satelit, gelombang mikro

Lanjutan bab III.

Faktor Kelengkungan Bumi

• Penurunan indeks bias udara sesuai denganketinggiannya mengakibatkan lintasantransmisi melengkung ke bumi

• Tetapi, tidak tepat kalau dalam perencanaandigambarkan lintasan GEM berupa lengkungandan permukaan bumi juga lengkungan

• � Untuk kemudahan perencanaan, lintasantransmisi dibuat lurus sehingga perlu adakoreksi kelengkungan bumi

• Faktor kelengkungan bumi , k : RkR eff =dimana, Reff = Jari-jari lengkung bumi hasil transformasik = faktor kelengkungan bumi ( dipengaruhi atmosfer )

Lanjutan bab III.

Faktor Kelengkungan Bumi

• Untuk atmosfer standar, R = 6370 km dan ρ = 25000 km didapatkan :

3

4≈

−

=

ρ−

=

25000

63701

1

R1

1k

sehingga

km8500=== 63703

4RkR eff

Lanjutan bab III.

Faktor Kelengkungan Bumi

34k =

1k0 <<

∞<< k0

0k <

Lanjutan bab III.

Jarak Horison Radio

ht

dt

kR kR tt hRkd 2=

( ) ( )222

tt hkRdkR +=+

• Didapatkan, untuk ht << R

Sesuaikansatuannya !

• Jika dt dalam mil dan ht dalam feet,

)()(2

3fttmit hkd =• Jika jarak horison Rx = dr , maka :

[ ]rtrttot hhRkddd +=+= 2

Contoh : ATM standar (R=6370, k = 4/3) didapatkan ,

[ ] )()()(12,4 kmmeterrmeterttot hhd +=Rumuspraktis !

Untuk ht = 100 m dan hr = 1,5 meter ⇒⇒⇒⇒ dtot= 46,2 km

Lanjutan bab III.

Obstacle dan Difraksi Gelombang

• Teori ini berdasarkanprinsip Huygens, bahwasuatu celah dapatdianggap sumber baru

• Lihat gambar berikut :

R1

R2

O

dinding

Rn

lnl1

d1 d2

Tx

Rxd

Bidang lingkaran yang dibatasi R1

� Daerah Fresnell I

Bidang lingkaran yang dibatasi R2

� Daerah Fresnell II

Dan seterusnya….

Daerah Fresnell

Lanjutan bab III.

Obstacle dan Difraksi Gelombang

R1

R2

O

dinding

Rn

lnl1

d1 d2

Tx Rx

d

Jari-jari Fresnell diperolehdari konsep perbedaan fasaantara gelombang pantul dangelombang langsung,

21t EEE +=( )R11 j

xo

j

xot eEReEEφ+φφ +=

Jarak Tx-Rx >> tinggimenara, maka biasadianggap REV = REH = 1 , dan φR = π

( ) ( )2

nddll 21n1

λ=+−+

Untuk d1 >> 10 d2 , maka : l1 ≈ d1

Sehingga, 2

ndl 2n

λ=−

Lanjutan bab III.

Obstacle dan Difraksi Gelombang

2n dnR λ=

2

2

2

n2n d2

nl2

ndl

+

λ=⇒

λ=−

2

2

2

2

2

n

2

2

2

n

2

n dd2

nRdlR −

+

λ=⇒−=

2

2

2

n dn2

nR λ−

λ=

Karena nλ << d , maka :

Rn akan berubah kontinyu terhadap perubahan d1 dan d2

Untuk kasus yang lebih umum, d1 ≈≈≈≈ d2

d

ddnR 21

n

λ= max untuk d1 = d2 4

dnR n

λ=

Lanjutan bab III.

Komunikasi Line Of Sight (LOS)

a. Hubungan LOS banyak diaplikasikan untuk VHF/UHF sertaterutama gelombang mikro, keadaan perambatan rata-rata dianggap sebagai gelombang langsung

b. Redaman lintasan (pathloss) dianggap seolah adalah redamanruang bebas (free space loss) , jika clearance factor = 0,6

c. Path loss akan berubah dari harga free space pathloss jikaclearance factor ≠ 0,6

d. Clearance Factor = 0,6 sangat disukai dalam desain , karenaLp = Lfs untuk jenis medium pemantul apapun

Rugi Lintasan

)km()MHz(fs dlog20flog205,32)dB(L ++=

)km()GHz(fs dlog20flog2045,92)dB(L ++=

)mi()MHz(fs dlog20flog205,36)dB(L ++=

Lanjutan bab III.

Komunikasi Line Of Sight (LOS)

• Rumus Praktis Jari_Jari Fresnell I

GHz

21I

f.d

dd3.17R =

R1 jari-jari fresnell ( dalam meter )

d1 , d2, dan d jarak ( dalam kilometer )

f frekuensi ( dalam GHz )

GHz

21I

f.d

dd1.72R =

R1 jari-jari fresnell ( dalam feet )

d1 , d2, dan d jarak ( dalam statute mile )

f frekuensi ( dalam GHz )

I

RIR

C

radiusfresnellfirst

clearanceC ==

• Clearance FactorBiasanya diinginkan clearance factor =

0,6 untuk mendapatkan penerimaan

yang sama dengan kondisi bebas

pandang

Lanjutan bab III.

Komunikasi Line Of Sight (LOS)

0 0.5 1.0 1.5- 0.5- 1

- 40

- 30

- 20

- 10

0

+ 10

Line Of Sight

Flat Earth

R = -1

R = 0 Knife Edge Diffraction

R = 0.3

R = 1.0 Smooth Sphere Diffraction

Obstruction zoneInterference zone

Fresnell zone numbers1 2 3 4 5 6

R = Koefisien Refleksi

Clearance Factor

2.0 2.5

Fro

m F

ree S

pace ( d

B )

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

Lanjutan bab III.

Pembuatan Peta Profil

� Iklim/Cuaca melengkungkan lintasan radio, berbeda dengan

lengkung bumi. Radio LOS ≠ Optical LOS.

� Perlu diwaspadai terhalangnya lintasan radio oleh horizon

radio dan obstacles lainnya (gunung, bukit, pohon,

bangunan, dll). � penggunaan path profile !

� Analisis : Fenomena Refleksi dan Difraksi !!

Lanjutan bab III.

Path Profile-LOS

d

Ad Bd

Ay

By

Bh

xc

oh

oy

xy

D

E

CBA

0

50

100

150

200

250

300

350

400

-30 -25 -20 -15 -10 0-5 5 10 15 20 25 30

Ah

Lanjutan bab III.

Path Profile-LOS

Contoh Gambar Path Profile

Lanjutan bab III.

Redaman Difraksi

+

λ−=

21

pr

1

r

12hv

r1

hp

r2

• L = 0 dB 1 < v

• L = 20 log ( 0,5 + 0,62 v ) 0 < v < 1

• [ ]0,95v0,5.e20logL = -1 < v < 0

• [ ]20,38)(0,1v-0,1184-0,420logL += -2,4 < v < -1

•

=

v

0,225-20logL

v < -2,4

Redaman difraksi akibat penghalang tajam dapat dicaridengan terlebih dahulu menghitung parameter v, sebagaiberikut :

Kemudian, dihitungRedamanDifraksidenganrumus disamping ini :

Lanjutan bab III.

Redaman Difraksi

0,83

0

- 0,9

- 1,95

- 3

- 4,5

- 6

above line of sight

observed curve

L =

m a g n i t u d e o f

relative strength

with respect to the

non-obstruction

signal in that area

0,4

0,3

0,2

0,1

043210-1-2-3-4-5

-27

-14

-10,5

-8

-6

-20

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

0,5

L (

skala

lin

ear

)L

( d

B)

L (

dB

)L

( s

kala

lin

ear

)

theoretical curve

Redaman

difraksi dapat

juga dilihat

dari grafik

Fresnel-

Kirchoff di

samping ini :

Lanjutan bab III.

Redaman Difraksi

hp

t

d1 d2

h1

h2

tp

Menghitung hp

12

1221

dd

dhdht

+

+=

hp = tp – t

hp1

hp2hp3

Double Edge Knife Diffraction

Lanjutan bab III.

Redaman DifraksiContoh :Berdasarkan parameter-parameter yang diberikan pada gambar berikut, hitunglah

kelebihan redaman akibat double knife diffraction pada frekuensi 850 MHz

dengan metoda yang sudah diberikan !

r1' = 1,5 km r2'r1 = 1 km

r2

4,5 km

hp1 = 30 m

hp2 = 15 m

h1 = 50 m

h2 = 2 m

Lanjutan bab III.

Redaman DifraksiJawab :

2,56r

1

r

12hv

21

p1 −=

+−=

λ

Penghalang pertama, Penghalang kedua,

Selanjutnya dengan melihat grafik

Fresnel -Kirchoff ...

L1 = 21,1 dB

219,1''λ

−=

+−=

21

p2r

1

r

12hv'

Selanjutnya dengan melihat grafik

Fresnel -Kirchoff ...

L2 = 14,7 dB

Ldifraksil = L1 + L2 = 35,9 dB

Maka ,

Loss propagasi total = FSL + Ldifraksi

IV. Langkah-langkah

Perencanaan Siskom

Radio selular

• Research on propagation

• Radio link design

• Radio subsystem design

Lanjutan bab IV.

Langkah-langkah Perencanaan• DATA AWAL

– Macam layanan

– Banyaknya demand/trafik yang dilayani, sebaran demand

• � prediksi trafik, misal beberapa tahun ke depan

• � kapasitas kanal yang dibutuhkan;

• � Kapasitas system dari Bandwidth yang dialokasikan;

• � jumlah sel ;

• � Luas sel

• � Jari-jari sel– Frekuensi kerja

– Daerah cakupan (koordinat, luas dan sebaran daerah layanan)

– Quality of service (sinyal & trafik)

– Cost

)(ErlangAtotal =

)/( SelErlangAsel =

)(/ selAA seltotal =

seljumlah

layananareaLuas

_

__=

Lanjutan bab IV.

Langkah-langkah Perencanaan

• PRE-DESIGN/ RESEARCH ON PROPAGATION– Average path loss � Path Loss model

– Long term fading (log normal distribution model)

– Short term fading (misal Rayleigh model, Rician delay profile)

• SITE PLANNING– Lokasi BTS pada setiap sel

– Letak & tinggi antenna BTS setiap sel

– Radio link control scheme (channel assignment, handover dll)

Lanjutan bab IV.

Langkah-langkah Perencanaan

• RADIO SUBSYSTEM/PEMILIHAN PERANGKAT BTS

• Meliputi– Sistem Modulasi

– Metoda akses

– Anti selective fading

– Syncronization

– Device ; IF, RF design

– Coding

– dll

Lanjutan bab IV.

Langkah-langkah Perencanaan

• LINK CALCULATION

• Target kualitas sinyal– C/ITOTAL, BER or C/NTOTAL

• � Path Loss maksimum

• Parameter yang terkait– Threshold Penerima

– Threshold Hand over

– Noise Figure

– Daya Pancar

• EVALUASI KINERJA

Lanjutan bab IV.

Research on propagation

Lanjutan bab IV.

Research on propagation

C

A

D

BReceiverTransmitter

A. FREE SPACE

B. REFLECTION

C. DIFFRACTION

D. SCATTERING

Lanjutan bab IV.

FADING“Fading merupakan gejala yang dirasakan oleh penerima akibat adanya

fluktuasi level daya sinyal yang diterima oleh receiver”

� Multipath Fading� Definisi

“Fading yang terjadi karena terdapat objek antara pengirim dan penerima sehingga gelombang yang sampai ke penerima berasal dari beberapalintasan (multipath) dan fluktuasi sinyal yang terjadi bersifat cepat (fast fading)”

� Analisa

• Rician, jika sinyal yang dominan adalah sinyal yang bersifat Line Of Sight (direct path).

• Rayleigh, jika sinyal yang dominan adalah sinyal yang bersifat tidak langsung (indirect path).

� Shadowing� Definisi

“Fading yang terjadi karena adanya efek terhalangnya sinyal sampai ke penerima akibat oleh gedung bertingkat, tembok, dll dan fluktuasi sinyal yang terjadi bersifat lambat (slow fading)”

� Analisa� menggunakan distribusi log normal

Lanjutan bab IV.

Research on propagation

• Pengaruh propagasi multipath pada kanal siskom radio selularadalah:– Large scale fading � Large scale path loss

– Small scale fading

• Large scale path loss– Large attenuation dalam rata-rata

– Daya sinyal terima menurun berbanding terbalik dengan pangkat-γterhadap jarak , dimana umumnya 2 < γ < 5 (untuk komunikasibergerak). � γγγγ disebut Mean Pathloss Exponent

– Sebagai dasar untuk metoda prediksi pathloss

• Small scale– Flukstuasi sinyal yang cepat disekitar nilai rata-rata (large scale) -

nya

– Doppler spread berhubungan dengan kecepatan fading (fading rate)

– Penyebaran waktu berhubungan dengan perbedaan delay waktukedatangan masing-masing sinyal multipath.

Lanjutan bab IV.

Research on propagation

Fading

Large Scale Fading

Small Scale Fading

� TerdistribusiLognormal

� Terdistribusi Rayleigh / Rician

Lanjutan bab IV.(ulas ulang)

Free space propagations model

• Isotropic antenna: power is distributed homogeneously

over surface area of a sphere.

• Received power is power through effective antenna

• surface over total surface area of a sphere of radius d

Lanjutan bab IV.

(ulas ulang)

Free space propagations modelThe power density w at distance d is

where PT is the transmit power.

24 d

Pw T

π=

R TPA

dP=

4 2π

The received power is

with A the `antenna aperture' or

the effective receiving surface area.

Lanjutan bab IV.

(ulas ulang)

Free space propagations model

GRA= 42

π

λ

The antenna gain GR is related to the aperture A

according to

Thus the received signal power is

R T R

2

2P = P G4

1

4 d• •

λ

π πReceived power decreases with distance,PR :: d 2

Received power decreases with frequency, PR :: f 2

Cellular radio planning: Path Loss in dB: Lfs = 32.44 + 20 log (f / 1 MHz) + 20 log (d / 1 km)

Lanjutan bab IV.

(ulas ulang)

The Okumura model : General Concept

• Okumura has served as the basis for high level design of many existing wireless systems for BS antenna height = 200 m and MS antenna height = 3 m. The drive test measurements made in Tokyo.

Lanjutan bab IV.

(ulas ulang)

Okumura-Hata Model General Concept

and Formulas

Lanjutan bab IV.

(ulas ulang)

The EURO cost-231 model

Lanjutan bab IV.

(ulas ulang)

Typical Model Results including

Environmental Correction

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Cell Site Design Procedure

Analisa Statistik

� Availabilitas sistem

� Blank spot

� Rekonfigurasi

� Pilihan Komponen

� Frequency planning

� Analisa Pathloss

� Link Budgetting

� Power Planning

� BW yang disediakan

� Prediksi trafik

� Layanan (suara/data)

� BER

� Eb/No

KAPASITAS

COVERAGE

KUALITAS

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Cell Site Design ProcedureSTART

Analisa kapasitas yang

dibutuhkan

Atot = (Erlang)

Kapasitas BW dari BW yang

dialokasikan Asel

Asel = (Erlang/sel)

Jumlah sel

Atot / Asel = (sel)

SelJumlah

PelayananAreaLuasSelLuas =

2,6

SelLuasSelJariJari =−

END

� Analisa Pathloss

� Analisa link budget

� Perencanaan daya

� Frequency Planning

OKE ?

Optimasi

� Threshold handover

� Daya pancar

� Noise Figure

� dll

Prediksi trafik pelanggan

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Cell Site Design Procedure• Perbandingan kapasitas system seluler (user/sel) untuk

alokasi lebar pita yang sama

– Untuk AMPS ;

• 23 kanal suara (user) / sel

– Untuk GSM ;

• 50 kanal suara (user) / sel

– Untuk CDMA / IS-95 ( Narrowband CDMA ) ;

• 80 kanal suara (user) /sel

K

RFkanal1/tanSimulUserJumlah

BW

BWN

RFkanal1

andialokasikyang×=

=×=7

1

kHz30

MHz5N

=×=4

8

kHz200

MHz5N

=×=1

20

MHz25,1

MHz5N

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budget

� Perencanaan RF pada sistem komunikasi

bergerak memiliki 3 pertimbangan, yaitu :

� Coverage

berhubungan dengan kuat sinyal RF yang dipancarkan.

� Capacity

berhubungan dengan kemampuan sistem (jumlah kanal)

untuk menangani jumlah user.

� Quality

tergantung pada reproduksi sinyal analog dan digital.

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budgetmax Tx power per

traffic channel, Pt (dBm)

Loss kabel, konektor ,

dan combiner (dB)

Gain antena Tx (dB)

Tx EIRP per traffic channel

(dBm)

Loss Propagasi (dB)

Receiced Signal Power

(dBm)

Gain antena Rx (dB)

Loss kabel, konektor ,

dan filter (dB)

Daya input ke receiver

(dBm)

Fading Margin (dB)

Sensitivitas Receiver

(dBm)

Spectral Noise Figure

Noise power spectral density,

No (dBm/Hz)

Efective noise power

spectral density

C/No

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budget

• Penentuan Level Sinyal Terima Minimum (RSL)

• Redaman Maksimum Yang Diijinkan ( Lm )

• Penentuan Kualitas Sistem Selular

• Penentuan spesifikasi Perangkat, misalnya Receiver Threshold, Noise Figure

• Penentuan Margin Fading

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link BudgetPenentuan Level Sinyal Terima Minimum (RSL)

RSL = Sensitivitas + fading Margin (FM)• RSL : Receive Signal Level atau daya terima (dB)

• Sensitivitas : batas ambang daya terima sinyal terendah (dB)

• FM : daya pancar tambahan yang diperlukan untukmengatasi fading (dB)

dimana sensitivitas adalah :

(dB)

dimana,• (Eb/Io)Rx : energi per bit per noise (dB/Hz) di penerima

• NFRx : noise figure (dB) di penerima

• Rb : kecepatan bit informasi (bit per detik / bps)

• Notot : noise total (dB)

• Mint : daya tambahan yang diperlukan untukmengatasi interferensi (umumnya ditambahkanpada sistem CDMA )

intTotRx

Rx

MNo10logRbNFNo

EbasSensitivit ++++

=

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link BudgetRedaman Maksimum Yang Diijinkan ( Lm )

• Redaman maksimum yang diijinkan terkait dengan spesifikasiperangkat, yaitu :

dimana,

• Lm : redaman maksimum (dB)

• ERP : Effective Radiated Power, daya pancar efektif (dB)

• RSLR : Receive Signal Level , daya terima (dB)

• Sensitivitas : batas ambang daya terima sinyal terendah (dB)

• FM : tambahan daya pancar total yang diperlukan(dB)

• GR : gain penerima (dB)

• LossR redaman kabel / konektor di penerima (dB)

RLossRGRRSLERPmL −+−=

RLoss

RGMFasSensitivitERP −+−−=

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budget

Redaman maksimum yang diijinkan

���� menentukan besarnya jari-jari sel maksimum

Jari-jari sel maksimum juga ditentukan oleh

���� kondisi lingkungan/prediksi path loss.

Contoh perhitungan jari-jari sel dengan rumus prediksiOkumura-Hata, untuk daerah kota (urban) adalah :

−

++−−= −

t

rtm1

6,55logh44,9

)a(h13,82logh26,16logf69,55LlogR

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link BudgetJari-jari sel untuk daerah pinggiran kota (suburban) adalah :

• R : jari-jari sel (km)

• Lm : redaman maksimum yang diijinkan terkait denganspesifikasi sistem (dB)

• f : frekuensi pembawa (MHz)

• ht : tinggi antena pemancar (m)

• hr : tinggi antena penerima (m)

• : koreksi tinggi antena penerima terhadap tinggistandar ( m )

−

+

+++−−

= −

t

2

rtm

1

6,55logh44,9

5,428

flog2)a(h13,82logh26,16logf69,55L

logR

a hr( )hr = 1 5,

Jari-jari sel maksimum akan menentukan luas selyang akan dirancang

• Luas sel heksagonal adalah :

(km persegi)

dimana,

– Lsel : luas sel (km-persegi)

– R : jari-jari sel (km)

Sehingga jumlah sel pada area pelayanan pada kondisi ukuran selserbasama dapat ditentukan :

(sel)

• : jumlah sel dalam suatu area pelayanan (sel)

• Lsel : luas sel (km-persegi)

2

sel R2,6L =

selL

pelayananareaLuassel =Σ

selΣ

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budget

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link BudgetPenentuan Kualitas Sistem Selular• Indikator :

� BER ( bit error rate )

� availabilitas cakupan/are availability

� probabilitas blocking.

• Pemilihan perangkat RF menentukan kualitas sinyal yang dicapai, sehingga untuk memperbaiki kinerja sistem, dapat dipilih Noise Figure perangkat RF di Penerima yang kecil dengan Threshold perangkat RF, Pth,, yang rendah.

Contoh indikator kualitas sinyal untuk beberapa layanan :

– Untuk komunikasi suara diperlukan BER = 10-2 atau 10-3

– Untuk komunikasi data diperlukan BER = 10-5

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budget

Lanjutan bab IV.

Radio Link Design

Link Budget