DASAR TEOR
2.5 Perhitungan Jari-jari Sel
Jari-jari sel diperhitungkan untuk mengetahui coverage suatu BTS dan juga untuk mendapatkan nilai jumlah eNode B yang diperlukan untuk mencakup seluruh area Kota Denpasar, adapun persamaannya adalah (Irawan, dkk, 2009) :
6 , 2
L
r (2.19)
2.6 MAPL (Maximum Allowable Path Loss)
Maximum Allowable Path Loss merupakan nilai maksimum dari nilai propagasi antara perhitungan nilai dari perangkat eNode B dan mobile station, yang mana nilai perhitungan MAPL ini dibagi menjadi dua untuk arah MAPL uplink dan
32 redaman propagasi dari mobile station ke eNode B, dan nilai downlink merupakan nilai maksimum redaman propagasi dari eNode B ke mobile station agar tetap dapat melayani keperluan dari komunikasi untuk seluruh user dalam suatu cakupan daerah. Nilai MAPL untuk arah uplink dan downlink sistem LTE dapat dilihat pada tabel 2.3 dan tabel 2.4 dibawah ini (Usman,U.K, dkk, 2011).
Tabel 2.3 Perhitungan MAPL Arah Downlink (3GPP, t.t)
Parameter Nilai
Transmitter –eNode B
a. Tx Power dBm
b. Tx Antenna Gain dBi
c. Transmit Array gain dB
d. Data Channel Power Loss Due to Pilot dB
e. Cable Loss dB
f. EIRP (a)+(b)+(c)-(d)-(e) dBm
Receiver – UE
g. Antenna Gain dBi
h. Body Loss dB
i. Receiver Noise Figure dB
j. Thermal Noise Density dBm/Hz
k. Receiver Interference Density for Data Channel
dB/Hz
l. Total Noise Plus Interference Density for Data Channel
10log (10^(((i)+(j)/10) + 10^((k)/10)) dBm/Hz m. Occupied Channel Bandwidth for Data
Channel
Hz
n. Effective Noise Power for Data Channel (l) + 10 log(m) dBm o. Required SNR for the Data Channel dB
33
q. H-ARQ Gain for Data Channel dB
r. Receiver Sensitivity for Data Channel (n) + (o) + (p) – (q) dBm s. Hardware link budget for Data Channel (f) + (g) – (r) dB
t. Log Normal Shadow Fading Deviation dB u. Shadow Fading Margin for Data Channel dB
v. Diversity Gain dB
w. Penetration Margin dB
x. Other Gain dB
MAPL (s) – (u) + (v) – (w) + (x) – (h) dB
Tabel 2.5 Perhitungan MAPL Arah Uplink (3GPP, t.t)
Parameter Nilai
Transmitter – UE
a. Tx Power dBm
b. Tx Antenna Gain dBi
c. Transmit Array gain dB
d. Data Channel Power Loss Due to Pilot dB
e. Cable Loss dB
f. EIRP (a)+(b)+(c)-(d)-(e) dBm
Receiver –eNode B
g. Antenna Gain dBi
h. Body Loss dB
i. Receiver Noise Figure dB
j. Thermal Noise Density dBm/Hz
k. Receiver Interference Density for Data
Channel dB/Hz
l. Total Noise Plus Interference Density for Data Channel
10log (10^(((i)+(j)/10) + 10^((k)/10)) dBm/Hz
34 m. Occupied Channel Bandwidth for Data
Channel Hz
n. Effective Noise Power for Data Channel (l) + 10 log(m) dBm o. Required SNR for the Data Channel dB
p. Receiver Implementation Margin dB
q. H-ARQ Gain for Data Channel dB
r. Receiver Sensitivity for Data Channel (n) + (o) + (p) – (q) dBm s. Hardware link budget for Data Channel (f) + (g) – (r) dB
t. Log Normal Shadow Fading Deviation dB u. Shadow Fading Margin for Data Channel dB
v. Diversity Gain dB
w. Penetration Margin dB
x. Other Gain dB
MAPL (s) – (u) + (v) – (w) + (x) – (h) dB
Dari tabel diatas bisa dilihat parameter untuk perhitungan MAPL, berikut penjelasan dari masing-masing parameter diatas, yang bisa dilihat pada tabel 2.6
Tabel 2.6 Deskripsi Parameter Arah Downwlink dan Uplink
Parameter Deskripsi
a. Tx Power daya pancar maximum yang
ditransmisikan oleh base station atau
mobile station
b. Tx Antenna Gain nilai penguat yang dimiliki oleh masing- masing antena, dimana nilai tersebut tergantung pada tipe perangkat dan frekuensinya
c. Transmit Array Gain Penguatan karena penggunaan multiple- antena (array) di pemancar
35 d. Data Channel Power Loss Due
to Pilot
Loss daya karena adanya sinyal pilot
e. Cable Loss redaman yang terjadi antara base station
dan antena konektor, yang mana nilai redaman akan tergantung terhadap spesifikasi perangkat (jenis kabel)
f. EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)
nilai daya pancar dari antena
g. Receiver Antenna Gain besar penguat antena yang diterima
h. Body Loss rugi-rugi yang disebabkan karena
interaksi dengan user
i. Receiver Noise Figure nilai gangguan, dimana nilai tersebut akan tergantung terhadap implementasi desain (rangkaian elektronik pada
receiver base station)
j. Thermal Noise Density besar noise alami, yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus : N = 10 log kTB
k. Receiver Interference Density for Data Channel
Densitas interferensi penerima untuk kanal data
l. Total Noise Plus Interference Density for Data Channel
Total densitas noise ditambah interferensi untuk kanal data
m. Occupied Channel Bandwidth for Data Channel
Bandwidth kanal yang digunakan untuk data
n. Effective Noise Power for Data Channel
Daya noise efektif untuk kanal data
o. Required SNR for the Data Channel
Signal Noise Ratio, yang nilai tersebut akan bergantung terhadap modulasi dan
36 p. Receiver Implementation
Margin
margin yang sampai pada penerima pada saat implementasi
q. H-ARQ Gain for the Data Channel
Hybrid Automatic Request merupakan gabungan dari Automatic Requst (AR) dengan Error Corection (EC) yang berfungsi untuk melakukan pengiriman kembali pada saat ada kerusakan paket saat pengiriman
r. Receiver Sensitivity for Data Channel
nilai sensitivitas minimum yang dapat diterima
s. Hardware Link Budget for Data channel
perangkat yang digunakan dalam perhitungan link budget
t. Log Normal Shadow Fading Deviation
nilai standar deviasi untuk log normal shadow margin
u. Shadow Fading Margin for Data channel
rugi-rugi yang diakibatkan dari fading
v. Diversity Gain gain yang dapat dihasilkan karena
menggunakan sistem antena space diversity
w. Penetration Margin rugi-rugi dari margin
x. Other Gain nilai penguat yang diakibatkan dari perangkat lain
2.7 EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)
EIRP adalah Power efektif yang dipancarkan pada sisi antena. EIRP dapat dihitung menggunakan persamaan berikut (Wardhana,2011):
37 a. Perhitungan EIRP
EIRP = Ptx + Gtx – Loss system (2.20)
Dimana :
EIRP : Effective Isotropic Radiated Power (dBm). Ptx : Daya transmitter (dBm).
Gtx : Gain pada antena Transmitter (dB). Loss : Loss pada konektor Transmitter (dB). b. Perhitungan Parameter Sensitivity Receiver (SR)
T f N N SNR SR (2.21) Dimana :
SNR : Signal to Noise Ratio (dB). Nf : Noise Figure receiver (dB).
NT : Thermal Noise (dB).
c. Perhitungan MAPL
MAPL = EIRP - SR + GRx - LossRx - Fade Margin (2.22) Dimana :
EIRP : Effective Isotropic Radiated Power (dBm). SR : Sensitivity Receiver (dBm).
GRx : Gain antena pada receiver (dB). LossRx : Loss pada receiver (dB).
38 2.8 Model Propagasi Walfisch-Ikegami
Model Walfisch-Ikegami adalah model propagasi empiris untuk area urban yang dapat digunakan baik untuk makrosel maupun mikrosel. Parameter-parameter yang berhubungan dengan model walfisch-ikegami dapat diilustrasikan pada gambar 1. Model walfisch-Ikegami dapat dibagi menjadi 2 kasus, yaitu LOS (Line Of Sight) dan NLOS (Non Line Of Sight). Formula redaman lintasan untuk kondisi LOS dapat dirumuskan pada persamaan berikut:
LLOS [dB] = 42.6 + 26 log10 d + 20 log10 f (2.23) Dengan d adalah jarak (km) dan f adalah frekuensi (MHz).
Formula redaman lintasan untuk kondisi NLOS dapat dirumuskan pada persamaan berikut:
L = Lfsl + Lrts + Lmsd (2.24)
Model Walfisch-Ikegami valid untuk kondisi: f = Frekuensi 800 - 2000 MHz
Hbts = Tinggi antenna BTS 4 – 50 m Hms = Tinggi antenna MS 1 – 3 m
39 Gambar 2.7 Model Welfisch Ikegami (Mufti, )
w = lebar jalan (m), hm= tinggi ms (m),
ϕ= sudut orientasi jalan (derajat), hb= tinggi BTS (m),
hroof = tinggi rata-rata bangunan (m), d= jarak MS-BTS (km),
b= jarak antar bangunan (m), f= frekuensi (MHz),
Redaman lintasan dalam kondisi NLOS, Free space loss dinyatakan pada persamaan berikut :
Lfsl = 32,45 + 20 log10 (d) + 20 log10 (f) (2.25) d = Jarak MS-BTS (km),
f = Frekuensi (MHz)
Lrts = −16.9 + 10 log10 (w)+20 log10(w) + 20 log10(hroof – hm) + Lori (2.26)
40 2.5 + 0.075(ϕ− 35) : untuk 35⁰≤ ϕ< 55⁰ (2.28)
4.0 − 0.114(ϕ− 55) : untuk 35⁰≤ ϕ< 90⁰ (2.29)
Lmsd = LBSH + ka + kd log10 d+ kf log10 fc− 9log10 b (2.30)
kf = − + , ��
9 5− : Untuk kota sedang (2.31)
− + , 9 5�� − :Untuk daerah metropolitan (2.32) LBSH = 18xlog10 (1 (hr - hm)) : hb > hr (2.33)
Ka = 54 : hb > hr (2.34)
Kd = 18 : hb > hr (2.35)
18 –15(Δhb/Δhr) : hb ≤ hr (2.36)