bab8

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Politeknik Negeri Malang

Sistem Komunikasi Bergerak 120 Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital

BAB VIII

LINK BUDGET SISTEM CDMA

8.1 Capaian Pembelajaran

Capaian pembelajaran praktikum dengan pokok bahasan link budget

sistem CDMA ini mahasiswa diharapkan dapat:

1) Menentukan beban daya jaringan,

2) Memprediksi rugi-rugi propagasi gelombang radio sistem mobile,

3) Mengalokasikan daya sesuai kanal forward link dan reverse link,

4) Menghitung coverage dan performance untuk base station dan mobile

station,

5) Menghitung radius sel.

Praktikum dengan pokok bahasan link budget sistem CDMA mahasiswa

melakukan perhitungan coverage area menggunakan link budget pada sisi uplink

dan downlink untuk memperoleh nilai radius sel berdasarkan prediksi rugi-rugi

propagasi gelombang radio sistem mobile.

8.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum link budget sistem

CDMA, sebagai berikut:

1) Formula link budget,

2) Parameter rugi-rugi propagasi,

3) Personal computer (PC).

8.3 Dasar Teori

Desain link budget menggunakan model propagasi untuk menentukan

berapa banyak site sel yang diperlukan untuk meng-cover suatu jaringan.

Propagasi model membantu untuk menentukan dimana sel site harus ditempatkan

untuk memperoleh posisi yang optimal dalam suatu jaringan. Performansi suatu

jaringan dipengaruhi oleh model propagasi yang dipilih karena model digunakan

untuk memprediksi interferensi.



8.3.1 Pemodelan untuk Lingkungan di Luar Gedung

1) Model Analisis

Model analisis digunakan untuk memprediksi rugi-rugi propagasi di

lingkungan luar gedung berdasarkan karakteristik standard deviasi, rugi-rugi

lintasan eksponensial, dan konstanta redaman sinyal yang melalui ruang bebas.

Analisis ini sesuai untuk coverage area wide range misalnya: urban, sub urban

dan rural.

2) Model Empiris

Beberapa model empiris yang disarankan dan digunakan untuk

memprediksi rugi-rugi propagasi, yaitu model Hata-Okumura dan Walfisch-

Ikegami. Jenis sistem seluler antara lain, GSM and EGSM, DCS 1800, CDMA,

WCDMA, dan CDMA20001x. Setiap sistem selular mempunyai range frekuensi

yang berbeda sehingga model empiris dipilih sesuai frekuensinya.

a. Model Hata-Okumura

Kebanyakan tool propagasi menggunakan model Hata. Model empiris

Hata diperoleh dari laporan teknis Okumura, sehingga tool yang digunakan

adalah Hata-Okumura. Range frekuensi untuk pemakaian model Hata-

Okumura antara 1501500 MHz. Persamaan (1.1) adalah untuk

menentukan rugi-rugi rata-rata.

Area urban:

L50= 69,55+26,16logfc 13,82loghb - a(hm)+(44,96,55loghb) logr dB (8.1)

keterangan:

fc = frekuensi (MHz),

L50 = Mean path loss (dB),

hb = tinggi antena Base Station (m),

a (hm) = faktor koreksi untuk tinggi antena mobile (m),

r = jarak dari Base Station.

Range parameter untuk model Hata adalah valid, jika:

150 MHZ fc 1500 MHz

30 m hb 200 m

1 m hm 10 m

1 km r 20 MHz



a (hm) dhitung berdasarkan:

ukuran kota kecil atau medium

a (hm) = (1,1 log fc 0,7) hm (1,56 log fc 0,8) dB (8.2)

untuk ukuran kota besar

a (hm) = 8,29 (log 1,54 hm) 2 1,1 dB, fc 200 MHz (8.3)

Atau : a (hm) = 3,2 (log 11,75 hm) 2 4,97 dB, fc 400 MHz (8.4)

Area Sub Urban:

dB (8.5)

Area Open atau Rural:

dB (8.6)

Metode Hata- Okumura mempunyai kelebihan yaitu mudah digunakan

(langsung dimasukkan pada rumus yang sudah jadi) dan kekurangan

yaitu tidak ada parameter eksak yang tegas antara daerah kota, daerah

suburban, maupun daerah terbuka.

Rumus redaman propagasi untuk ketiga kategori tersebut berdasarkan pada

perhitungan di daerah kota (urban), sedangkan redaman pada daerah

pinggiran kota (sub urban) dan daerah terbuka (open area) diperoleh

dengan membuat koreksi terhadap daerah kota (urban).

b. Model Walfisch-Ikegami (COST 231)

Model ini digunakan untuk mengestimasi rugi-rugi lintasan di lingkungan

perkotaan untuk komunikasi selular. Model empiris ini adalah kombinasi

dari model empiris dan deterministik untuk memperkirakan path loss di

lingkungan perkotaan selama rentang frekuensi 800 MHz sampai 2000

MHz. model ini digunakan terutama di Eropa untuk sistem GSM dan

dalam beberapa model propagasi di amerika serikat. Model Walfisch -

Ikegami memperhitungkan street width, street diffraction, and scatter

losses.

Model Wallfisch-Ikegami terdiri dari 3 komponen :

Free space loss (Lf)

Roof to street diffraction and scatter loss (Lrts)

4,5

28

flog2LL

2C

usu

94,40flog33,18)f(log78,4LL c2

cuo



Multiscreen loss (Lms)

L50 = Lf + L

rts + L

ms (8.7)

Atau L50 = Lf jika L

rts + L

ms 0 (8.8)

Keterangan:

Lf = free space loss

Lrts = roof to street diffraction and scatter loss

Lms = multiscreen loss

Untuk free space loss dirumuskan:

Lf = 32.4 + 20 log r + 20 log fc dB

Untuk roof to street diffraction and scatter loss dirumuskan:

Lrts = -16.9 + 10 log10 W + 20 log10 fc + 20 log10 hm + L0 dB

Keterangan:

W = lebar jalan (m), dan

hm= hr hm (m).

L0 = - 9,646 ; 0 < < 35 derajat

L0 = 2,5 + 0,075( - 35) ; 35 < < 55 derajat

L0 = 4,0 0,114( - 55) ; 55 < < 90 derajat

Keterangan: = sudut datang relatif terhadap jalan.

Untuk multiscreen loss dirumuskan:

Lms = Lbsh + ka + kd log10 r + kf log10 fc - 9 log10 b

Keterangan:

b = jarak antar gedung sepanjang lintasan radio (m)

Lbsh

= -18 log (11 + hb ) ; hb > hr,

Lbsh

= 0 ; hb < hr,

ka = 54 ; hb > hr,

ka = 54 + 0,8hb ; r > 500 m, hb < hr,

ka = 54 1,6 hb . r ; r < 500m, hb < hr,

kd = 18 ; hb < hr,

kd = 18 15 (hb/hm ) ; hb hr



kf = 4 + 0,7 (fc/925 1) ; untuk kota ukuran sedang dan suburban

dengan kerapatan pohon cukup moderat.

kf = 4 + 1.5 (fc/925 - 1) ; untuk pusat kota metropolitan.

Catatan: nilai Lsh dan ka meningkatkan path loss untuk hb yang lebih

rendah.

Range parameter untuk model Wallfisch-Ikegami adalah valid, jika:

800 MHZ fc 2000 MHz

4 m hb 50 (m)

1 m hm 3 (m)

0,02 km r 5 (km)

Nilai default yang dapat digunakan untuk model tersebut, sebagai berikut:

b = 20 -50 (m)

W = b/2

= 90 derajat

Roof = 3 untuk pitchd roof dan 0 untuk roof datar

hr= 3 (jumlah lantai) + roof.

8.3.2 Faktor Propagasi

Faktor propagasi dipengaruhi parameter-parameter untuk prediksi path

loss, untuk menghitung path loss dan parameter sistem (transmitter power,

receiver noise figure, antenna gains, receiver bandwidth, processing gain, power

control error, building penetration, body/orientation loss dan interference).

8.3.3 Prosedur link budget

Prosedur link budget, adalah sebagai berikut:

1) Identifikasi parameter yang mempengaruhi forward and reverse link.

Parameter spesifik akses teknologi,

Parameter spesifik produk,

Parameter dasar morfologi.

2) Menentukan maximum allowable path loss (MAPL) pada forward and

reverse link.

3) Menyeimbangkan daya forward dan reverse link.



8.4 Problem

Hitung cell range suatu BS menggunakan prosedur link budget, dengan

parameter suatu BS dan MS, sebagai berikut:

Information rate = 144.000 bps,

Daya radiasi efektif MS(Pm) = 200 mW (23dBm),

Gain antena BS (Gb) = 14 dBi,

Rugi-rugi kabel antena receiver BS (Lc) = 2,5 dB,

Noise figure receiver (Fb) = 5 dB,

Margin yang diperlukan (Eb/Nt) = 6,8dB (dengan diversity antena BS)

Noise floor BS (No) = -174 dBm/Hz,

Log normal shadowing margin =8dB,

Body/orientation loss = 2 dB,

Building penetration loss = 10 dB,

Frekuensi (fc) = 1800 MHz,

Street width (W) = 20 m,

Spasi antar gedung (b) = 20 m,

Rata-rata tinggi atap gedung (hr) = 20 m,

Tinggi antena MS (m) = 1,7 m,

Tinggi antena BS (hb) = 40 m,

Street orientation, ( ) = 90 degrees.

8.5 Solusi

Solusi adalah menyelesaikan permasalahan dalam problem link budget

sistem CDMA. Solusi problem diselesaikan dengan langkah-langkah sebagai

berikut:

1) Menghitung nilai available path loss,

2) Menghitung nilai L50,

3) Menghitung nilai Lf,

4) Menghitung nilai Lrts,

5) Menghitung nilai Lms,

6) Menghitung nilai r ,

7) Menghitung r pada sisi uplink (1710-1785 MHz) dan downlink (1805-1880

MHz),



8) Terdapat empat kali perhitungan nilai r, yaitu pada frekuensi 1710 MHz,

1785 MHz, 1805 MHz dan 1880 MHz.

8.6 Hasil dan Pembahasan

Hasil solusi problem kemudian dibahas untuk dianalisis berdasarkan

capaian pembelajaran pokok bahasan link budget sistem CDMA.

8.7 Kesimpulan

Kesimpulan adalah menyimpulkan hasil perhitungan link budget sistem

CDMA berdasarkan analisis hasil dan pembahasan, dan kesimpulan mengacu

pada capaian pembelajaran.

8.8 Referensi

Referensi adalah sumber pustaka dan tinjauan teori yang digunakan untuk

menyelesaikan perhitungan link budget sistem CDMA

bab8

Documents