TUGAS AKHIR
ANALISIS PERHITUNGAN LINK BUDGET INDOOR PENETRATION WIDEBAND CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS (WCDMA) DAN HIGH
SPEED DOWNLINK PACKET ACCES (HSDPA) (STUDI KASUS PT. XL AXIATA Tbk.)
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh
KRISTOFER SIMANJUNTAK
050402012
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ANALISIS PERHITUNGAN LINK BUDGET INDOOR PENETRATION (WCDMA) WIDEBAND CODE DIVISION MULTIPLE ACCES DAN (HSDPA) HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCES (STUDI KASUS PT.
XL AXIATA Tbk.) Oleh:
KRISTOFER SIMANJUNTAK 050402012
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro
Disetujui oleh:
(Ir. SIHAR PARLINGGOMAN PANJAITAN MT.) NIP. 19640306 199103 1 001
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si NIP:19540531 198601 1 002
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Kebutuhan arus informasi berupa data yang cepat semakin meningkat,
operator sebagai penyedia jasa jaringan memperkenalkan teknologi High Speed Downlink Packet Access (HSDPA). Teknologi HSDPA merupakan pengembangan dari teknologi telekomunikasi WCDMA untuk meningkatkan
kapasitas data yang lebih besar. Teknologi ini memungkinkan operator untuk
menawarkan layanan mobile broadband yang canggih seperti akses internet
kecepatan tinggi, dapat disertai dengan fasilitas gaming atau download audio dan
video dengan lebih cepat daripada dengan menggunakan WCDMA.
Indoor penetration terwujud sebagai sistem sel makro yang merupakan perluasan sinyal di luar gedung ke dalam gedung, yang dapat diterapkan baik
oleh High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) dan Wideband Code DivisionMultiple Access (WCDMA) dalam daerah aplikasi terkait 3.5G.
Dalam pengembangan WCDMA menjadi HSDPA harus dihitung dahulu
kekuatan sinyal masing-masing jaringan dengan cara menghitung link budget. Link budget untuk WCDMA dan HSDPA indooor penetration memberikan gambaran nilai radiasi antena, yaitu Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) dan kekuatan sinyal yang dihasilkan oleh antena yang disebut juga dengan istilah
Received Signal Code Power (RSCP).
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur parameter link budget indoor penetration WCDMA dan HSDPA, menganalisis link budget indoor penetration
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan pimpinan-Nya
yang telah penulis terima selama melaksanakan tugas akhir ini, sehingga pada
akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dengan judul:
“ANALISIS PERHITUNGAN LINK BUDGET INDOOR PENETRATION WIDEBAND CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS (WCDMA) DAN HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCES (HSDPA) (STUDI KASUS
PT. XL AXIATA Tbk.)”
Tugas Akhir ini merupakan suatu syarat bagi penulis untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik dari Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang
sebesarbesarnya kepada orang-orang yang telah berperan sehingga dapat
terselesaikannya tugas akhir ini, antara lain :
1. Bapak Ir.Sihar Parlinggoman Panjaitan, MT selaku dosen pembimbing
yang telah meluang-kan banyak waktu, tenaga, dan pikiran di dalam
memberikan pengarahan dalam penulisan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU dan Bapak Rachmad Fauzi, ST.,MT selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
3. Bapak Ir. Masykur Sjani selaku dosen wali penulis yang telah
4. Segenap dosen dan staff pengajar di Departemen Teknik Elektro
Universitas Sumatera Utara.
5. Keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan secara moril dan
material.
6. Seluruh Karyawan di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro
Univerisitas Sumatera Utara.
7. Rekan – rekan seperjuangan sesama angkatan 2005 Departemen Teknik
Elektro, Alex, Frendly, Andri, Reinhard dan semua nya yang tidak bisa
disebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan kepada Saya,
terimakasih teman tertawa dan menangis bersamamu adalah kenangan
yang amat indah.
8. Pihak-pihak lain yang telah memberikan bantuan secara langsung maupun
tidak langsung dalam pembuatan tugas akhir ini yang tidak dapat
disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan segala petunjuk, kritik, dan
saran yang membangun dari pembaca agar dapat menunjang pengembangan dan
perbaikan penulisan selanjutnya.
Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat berguna untuk menambah
wawasan dan wacana bagi rekan-rekan mahasiswa.
Medan, Juni 2011
DAFTAR ISI
1.2 Rumusan Masalah Penelitian... 2
1.3 Tujuan Penelitian... 2
1.4 Batasan Masalah... 3
1.5 Metode Penulisan... 3
1.6 Sistematika Penulisan... 3
II. TEORI DASAR WCDMA DAN HSDPA 2.1 Umum... 5
2.2 Konsep Dasar WCDMA... 6
2.2.1 Arsitektur Jaringan WCDMA... 6
2.2.2 Alokasi Frekuensi... 11
2.2.3 Spreading, Scrambling dan Modulasi... 11
2.2.4 Power Control... 13
2.2.5 Struktur Kanal Logika... 15
2.3 Konsep Dasar HSDPA... 17
2.3.1 Arsitektur Jaringan HSDPA... 18
2.3.3 Hybrid Automatic Repeat Request... 20
2.3.4 Fast Scheduling... 22
2.3.5 Model Kanal Pada HSDPA... 23
III. PERENCANAAN HSDPA INDOOR PENETRATION 3.1 Umum... 25
3.2 Perancangan Sistem Radio... 27
3.3 Perancangan Sisten Antena Indoor... 28
3.4 Perhitungan Pengukuran Parameter... 30
Indoor Penetration
IV. ANALISA HASIL PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN 4.1 Umum... 39
4.2 Hasil Perhitungan Link Budget Pada WCDMA... 39
4.2.1 EIRP... 39
4.2.2 Wall Loss / Penetration Loss Dan Body Loss... 40
4.2.3 Path Loss... 40
4.2.5 Received Signal Code Power (RSCP)... 41
4.3 Hasil Perhitungan Link Budget Pada HSDPA... 42
4.3.1 EIRP... 42
4.3.2 Received Signal Code Power (RSCP)... 43
4.4 Analisis Hasil Perhitungan Link Budget... 43
Indoor Penetration WCDMA dan HSDPA 4.5 Drive Test... 44
4.5.1 Hasil Pengukuran Drive Test WCDMA... 44
4.5.2 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan... 45
dan Hasil Pengukuran HSDPA 4.5.3 Hasil Pengukuran Drive Test HSDPA... 46
4.5.3.1 Hasil Pengukuran Drive Test HSDPA... 47
Dengan FTP Server 4.5.3.2 Hasil Pengukuran Drive Test HSDPA... 48
Dengan HTTP 4.5.4 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan... 49
dan Hasil Pengukuran HSDPA V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 51
5.2 Saran... 52
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan WCDMA... 7
Gambar 2.2 Alokasi Frekuensi WCDMA... 11
Gambar 2.3 Konsep Dasar Spreading dan Scrambling... 12
Gambar 2.4 Modulasi QPSK Pada WCDMA... 13
Gambar 2.5 Efek “Jauh-Dekat”... 14
Gambar 2.6 Skema Open Loop Power Control... 15
Gambar 2.7 Struktur Fungsi Kanal Logika... 15
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan HSDPA... 18
Gambar 2.9 Proses HARQ N Paralel SAW... 21
Gambar 2.10 Model Kanal Pada HSDPA... 23
Gambar 3.1 Indoor Penetration... 25
Gambar 3.2 Perangkat Indoor Penetration... 26
Gambar 3.3 Ilustrasi sistem Radio Dan Sistem Antena Dan... 26
Sistem Antena Di Dalam Ruangan Gambar 3.4 Blok Diagram Repeater... 27
Gambar 3.5 Berbagai Tipe Koneksi Repeater... 28
Gambar 3.6 Konfigurasi Instalasi Peralatan Dalam Ruangan... 29
Gambar 3.7 Jarak Antena Dari Site 57214 Ke Sun Plaza... 31
Gambar 3.8 Building Penetration loss pada ketinggian Lantai... 34
Gambar 3.9 Peralatan drive test... 37
Gambar 3.10 TEMS scanner equipment setup... 38
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Parameter Yang Berpengaruh Pada... 30
Perhitungan Link Budget Tabel 3.2 Loss Pada Kabel Coaxial... 32
Tabel 3.3 Loss Jumper Dan Connector... 33
Tabel 3.4 Building Penetration Loss Berdasarkan Jenis Bahan... 34
Tabel 3.5 Standar Nilai RSCP WCDMA Dan HSDPA... 36
PT.XL AXIATA Tbk Tabel 4.1 Analisis Hasil Perhitungan Link Budget WCDMA... 43
Dan HSDPA Tabel 4.2 Hasil Pengukuran RSCP WCDMA... 45
Tabel 4.3 Analisis Hasil perhitungan dan hasil pengukuran... 45
RSCP WCDMA Tabel 4.4. Perangkat Yang Digunakan Pada Drive Test HSDPA... 47
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran RSCP HSDPA Dengan FTP Server... 47
Tabel 4.6. Hasil Pengukuran RSCP HSDPA Dengan... 48
HTTP Download Via HTTP Tabel 4.7. Ringkasan Hasil Perhitungan Dan Pengukuran... 49
ABSTRAK
Kebutuhan arus informasi berupa data yang cepat semakin meningkat,
operator sebagai penyedia jasa jaringan memperkenalkan teknologi High Speed Downlink Packet Access (HSDPA). Teknologi HSDPA merupakan pengembangan dari teknologi telekomunikasi WCDMA untuk meningkatkan
kapasitas data yang lebih besar. Teknologi ini memungkinkan operator untuk
menawarkan layanan mobile broadband yang canggih seperti akses internet
kecepatan tinggi, dapat disertai dengan fasilitas gaming atau download audio dan
video dengan lebih cepat daripada dengan menggunakan WCDMA.
Indoor penetration terwujud sebagai sistem sel makro yang merupakan perluasan sinyal di luar gedung ke dalam gedung, yang dapat diterapkan baik
oleh High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) dan Wideband Code DivisionMultiple Access (WCDMA) dalam daerah aplikasi terkait 3.5G.
Dalam pengembangan WCDMA menjadi HSDPA harus dihitung dahulu
kekuatan sinyal masing-masing jaringan dengan cara menghitung link budget. Link budget untuk WCDMA dan HSDPA indooor penetration memberikan gambaran nilai radiasi antena, yaitu Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) dan kekuatan sinyal yang dihasilkan oleh antena yang disebut juga dengan istilah
Received Signal Code Power (RSCP).
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur parameter link budget indoor penetration WCDMA dan HSDPA, menganalisis link budget indoor penetration
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Perkembangan ilmu komunikasi begitu pesatnya, dari telepon rumah
hingga telepon yang dapat di bawa kemana-mana. Sehingga menimbulkan
persaingan dan inovasi baru dalam teknologi komunikasi itu sendiri yang dapat
menguntungkan bagi seluruh pihak.
Pada saat ini kebutuhan terhadap komunikasi sangatlah tinggi, agar tidak
tertinggal akan informasi terbaru tanpa batas ruang dan waktu, maka handphone
(telepon genggam) adalah solusi yang tepat selain wireless (tanpa kabel).
Handphone dapat dibawa dimana saja kemana saja sejauh ada sinyal yang mengcovernya didaerah tersebut. Dengan adanya teknologi Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) yang berbasis 3G dapat menikmati layanan
voice, data maupun video call .
Kebutuhan arus informasi berupa data yang cepat semakin meningkat,
operator sebagai penyedia jasa jaringan memperkenalkan teknologi High Speed Downlink Packet Access (HSDPA). Teknologi HSDPA merupakan pengembangan dari teknologi telekomunikasi WCDMA untuk meningkatkan
kapasitas data yang lebih besar. Teknologi HSDPA merupakan pengembangan
dari teknologi telekomunikasi WCDMA yang dikenal dengan istilah WCDMA
WCDMA yang ada. Penerapan HSDPA dilakukan dengan menyalurkan sinyal
dari node B (base station 3G) WCDMA di luar gedung ke dalam gedung (sistem
macrocell). Cara tesebut dikenal dengan teknik indoor penetration.
Oleh karena pentingnya mengetahui kekuatan sinyal masing-masing
jaringan WCDMA dan HSDPA di dalam gedung, maka penulis tertarik untuk
melakukan perhitungan link budget indoor penetration WCDMA dan HSDPA. Link Budget adalah suatu perhitungan yang dipakai ketika tahap planning / perencanaan sebelum site tersebut dibangun / diaktifkan sinyalnya. Sehingga didapat gambaran nilai radiasi antena, yaitu Effective Isotropic Radiated Power
(EIRP) dan kekuatan sinyal yang dihasilkan oleh antena yang disebut juga dengan
istilah Received Signal Code Power (RSCP).
1.2 Rumusan Masalah Penelitian
Berdasarkan latar belakang diatas maka masalah yang akan diteliti dapat
dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana konsep WCDMA dan HSDPA secara umum.
2. Bagaimana mengukur parameter link budget indoor penetration
WCDMAdan HSDPA.
3. Bagaimana mengukur RSCP pada WCDMA dan HSDPA.
4. Bagaimana perbandingan analisis perhitungan link budget indoor penetration dengan hasil drive test pada WCDMAdan HSDPA.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dan Maksud Penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui
1.4 Batasan Masalah
Dalam pengukuran link budget indoor penetration HSDPA ini penulis membatasi pada :
1. Hanya membahas teknik WCDMA dan HSDPA secara umum.
2. Tidak membahas mekanisme Handover pada sistem WCDMA dan
HSDPA.
3. Pengukuran dan perhitungan link budget jaringan WCDMA dan HSDPA hanya pada indoor penetration.
4. Parameter-parameter link budget yang dibahas hanya EIRP DAN RSCP.
1.5 Metode Penulisan
Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan
beberapa metode studi diantaranya :
1. Studi literatur : mengumpulkan literatur-literatur yang berkaitan dengan
Tugas Akhir ini, baik berupa artikel, buku referensi, dan sumber- sumber
lainnya.
2. Studi lapangan : melakukan pengukuran terhadap link budget indoor penetration dan drive test sinyal pada jaringan WCDMA dan HSDPA di PT. XL AXIATA Tbk.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pemahaman terhadap Tugas Akhir ini maka penulis
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar
belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat
penulisan, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini menjelaskan tentang konsep dasar WCDMA dan HSDPA.
BAB III PERANCANAAN HSDPA INDOOR PENETRATION
Bab ini membahas mengenai perancangan sistem radio,
perancangan sistem antena indoor, perhitungan pengukuran parameter link budget indoor penetration, EIRP, RSCP dan Drive Test.
BAB IV ANALISA HASIL PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN
Bab ini berisikan hasil pengukuran yang telah dilakukan,
perhitungan link budget indoor penetration dan perbandingan perhitungan linkbudget dengan drivetest.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran-saran sebagai penutup
BAB II
TEORI DASAR WCDMA DAN HSDPA
2.1 Umum
Perkembangan teknologi komunikasi bergerak ternyata berkembang
dengan pesatnya. Evolusi sistem komunikasi kini telah mencapai generasi ke-3
(3G) dimana generasi ini telah merambah pada layanan internet secara
wireless. Teknologi ini telah mampu mengakses web secara permanen, video
interaktif, dengan kualitas suara yang sangat baik sekualitas CD audio player
hingga ke teknologi kamera video yang di integrasikan dalam telepon seluler.
Pada tahun 1978 awal munculnya teknologi generasi pertama (1G),
teknologi pertama yang diluncurkan adalah Global System for Mobile (GSM) dan
Code Division Multiple Access (CDMA). Metode akses yang digunakan oleh CDMA dan GSM berbeda, yaitu 1G hanya dapat digunakan untuk menelpon dan
masih menggunakan nada dering monofonik, yang tentunya belum memiliki akses
ke internet. Kemudian pada tahun 1990an diluncurkan teknologi generasi kedua
(2G), yaitu GSM dengan fasilitas nada dering polifonik dan baru memiliki
pengaturan variasi warna. Setelah 2G, muncul telepon seluler dengan 2.5G yang
telah memiliki fitur Mobile Multimedia Message (MMS) dan dilengkapi akses
General Packet Radio Service (GPRS). Perkembangan teknologi yang sangat pesat, sehingga dimunculkanlah telepon seluler dengan teknologi generasi ketiga
(3G) yang disebut WidebandCode Division Multiple Access (WCDMA). Teknologi ini cukup diminati di masyarakat, dengan salah satu keunggulan baru
lawan bicara kita pada saat melakukan panggilan. Sampai saat ini telah
dikeluarkan teknologi yang disebut 3.5G, yang merupakan teknologi transmisi
data pita lebar (bandwith) yang dapat digunakan secara berpindah-pindah (mobile broadband) dan berbasis High-Speed Downlink Package Access (HSDPA).
2.2 Konsep Dasar WCDMA
Sistem WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) adalah teknologi multiple akses dengan menggunakan teknik direct sequence spread spectrum (DS-SS). Teknologi ini berbeda dengan teknik akses radio konvensional yang menggunakan teknik pembagian bandwidth frekuensi yang tersedia di kanal
sempit ke dalam time slot tertentu. Teknologi WCDMA dalam mengakses data
dilakukan secara terus menerus selebar bandwidth tertentu (5-15 MHz), untuk
masing-masing UE (User Equipment) yang memakai servis seperti telepon, faxcimile data atau multimedia maka digunakan kode-kode tertentu yang saling
berkorelasi untuk masing-masing servis dan di penerima akan digunakan
kode-kode yang saling berkorelasi sama seperti sebelumnya. Selanjutnya pembahasan
teknik WCDMA akan dilihat dari karakteristiknya, mulai dari alokasi frekuensi,
pengkodean, scrambling, dan spreading serta jenis modulasi yang dipakai.
2.2.1 Arsitektur Jaringan WCDMA
Teknologi telekomunikasi wireless generasi ketiga (3G) yaitu Universal Mobile Telecommunication System merupakan suatu evolusi dari GSM, dimana
dengan QoS(Quality of Service) yang berbeda. Gambaran arsitektur jaringan
UMTS dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan WCDMA
Dari gambar diatas terlihat bahwa arsitektur jaringan WCDMA terdiri
dari perangkat-perangkat yang saling mendukung, yaitu sebagai berikut :
1. UE (User Equipment)
User Equipment merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. UE
dilengkapi dengan smart card yang dikenal dengan nama USIM
(UMTS Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan dan juga algoritma security untuk keamanan seperti
authentication algorithm dan algoritma enkripsi. Selain terdapat USIM, UE juga dilengkapi dengan ME (Mobile Equipment) yang berfungsi sebagai terminal radio yang digunakan untuk komunikasi
2. UTRAN (UMTS Terresterial Radio Access Network)
Di dalam UTRAN terdapat beberapa elemen jaringan yang baru
dibandingkan dengan teknologi 2G yang ada saat ini, di antaranya
adalah node B dan RNC (Radio Network Controller). a) RNC (Radio Network Controller)
RNC bertanggung jawab mengontrol radio resources pada UTRAN yang membawahi beberapa Node B, menghubungkan
CN (Core Network) dengan user, dan merupakan tempat berakhirnya protokol RRC (Radio Resource Control) yang mendefinisikan pesan dan prosedur antara mobile user dengan UTRAN.
b) Node B
Node B sama dengan Base Station di dalam jaringan GSM. Node B merupakan perangkat pemancar dan penerima yang
memberikan pelayanan radio kepada UE. Fungsi utama node B
adalah melakukan proses pada layer 1 antara lain : channel coding, interleaving, spreading, de-spreading,
modulasi, demodulasi dan lain-lain. Node B juga melakukan
beberapa operasi RRM (Radio Resouce Management), seperti
handover dan power control. 3. CN (Core Network)
dengan jaringan yang lainnya. Komponen Core Network UMTS terdiri dari :
a) MSC (Mobile Switching Center)
MSC didesain sebagai switching untuk layanan berbasis circuit switch seperti video, video call.
b) VLR (Visitor Location Register)
VLR merupakan database yang berisi informasi sementara
mengenai pelanggan terutama mengenai lokasi dari pelanggan
pada cakupan area jaringan.
c) HLR (Home Location Register)
HLR merupakan database yang berisi data-data pelanggan
yang tetap. Data-data tersebut antara lain berisi layanan
pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (Update Location).
d) SGSN ( Serving GPRS Support Node)
SGSN merupakan gerbang penghubung jaringan BSS/BTS ke
jaringan GPRS. Fungsi SGSN adalah sebagai berikut :
1. Mengantarkan packet data ke MS
2. Update pelanggan ke HLR
3. Registrasi pelanggan baru
e) GGSN ( Gateway GPRS Support Node )
dalam menyediakan fasilitas internetworking dengan eksternal packet-switch network dan dihubungkan dengan SGSN via Internet Protokol (IP). GGSN akan berperan antarmuka logik bagi PDN, dimana GGSN akan memancarkan dan menerima
paket data dari SGSN atau PDN. Selain itu juga terdapat
beberapa interface baru, seperti : Uu, Iu, Iub, Iur. Antara UE dan UTRAN terdapat interface Uu. Di dalam UTRAN terdapat
interface Iub yang menghubungkan Node B dan RNC,
Interface Iur yang menghubungkan antar RNC. Sedangkan UTRAN dan CN dihubungkan oleh interface Iu. Protokol pada
interface Uu dan Iu dibagi menjadi dua sesuai fungsinya, yaitu bagian control plane dan user plane. Bagian user plane
merupakan protocol yang mengimplementasikan layanan
Radio Access Bearer (RAB), misalnya membawa data user
melalui Access Stratum (AS). Sedangkan control plane
berfungsi mengontrol RAB dan koneksi antara mobile user
dengan jaringan dari aspek : jenis layanan yang diminta,
2.2.2 Alokasi frekuensi
WCDMA telah dirancang sebagai standar 3G oleh ITU ( International Telecommunications 2000) yang dikenal dengan IMT-2000 (International Mobile Telecommunication 2000). WCDMA diatur dengan standar yang disebut dengan 3GPP (3G-Partnership Project).
Gambar 2.2 Alokasi Frekuensi WCDMA
Dalam 3GPP, WCDMA mengalokasikan frekuensi dengan susunan
seperti Gambar 2.2, frekuensi uplink (dari User Equipment ke Base Station) 1920 MHz- 1980 MHz, sedangkan untuk downlink (dari Base Station ke User Equipment) 2110 MHz-2170 MHz. Dengan bandwidth sebesar 5 MHz dan chip rate sebesar 3,84 Mcps.
2.2.3 Spreading, Scrambling dan Modulasi
Keseluruhan teknologi CDMA memakai teknik spreading (tersebar) untuk memisahkan seorang pelanggan dengan pelanggan lainnya. Faktanya, akan
ada laju data dari banyak pelanggan yang akan dilayani oleh sebuah base station
(Node B).
Oleh karena itu tidak cukup hanya memisahkan satu pelanggan dengan
pelanggan lainnya saja, namun perlu dipisahkan satu pelanggan diantara
lain seorang pelanggan A mengirimkan data dan kontrol informasi (informastion control), base station pertama sekali harus memisahkan jalur transmisi pelanggan A dari transmisi pelanggan lainnya. Lalu kemudian memisahkan kontrol informasi
tadi dari data pelanggan yang dikirimkannya.
Untuk memenuhi kriteria diatas, WCDMA menerapkan dua langkah di
dalam transmisi data pelanggan, seperti yang terlihat dalam Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Konsep Dasar Spreading dan Srambling
Pertama kali, laju data masing-masing pelanggan akan disebar dengan
chip rate sebesar 3,84 Mcps. Sinyal yang tersebar akan tergabung di dalam saluran (channel kemudian akan diacak dengan kode pengacak yang memiliki satuan dalam chip juga. Walaupun kode pengacak ini juga dalam satuan chip,
namun tidak akan meningkatkan besaran laju data (bandwidth). Penyaluran (channelization) laju data pelanggan yang telah disebar akan meningkatkan
ulang dengan aplikasi kode acak yang bersesuaian. Kemudian laju data
masing-masing pelanggan diperoleh dengan membentuk penyaluran (channelization) yang sesuai pula. Jelas sangat penting bila pelanggan yang satu memiliki kode
pengacak yang berbeda dengan pelanggan yang lain.
Modulasi di dalam WCDMA itu sendiri memakai teknik Quadrature Phase Shift Keying (QPSK). Teknik modulasi ini dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Modulasi QPSK pada WCDMA
Sinyal yang telah disebar dan diacak seperti diatas memiliki nilai chip
kompleks. Bagian nyata dan khayal akan dipisahkan, dimana chip yang nyata
berada pada cabang in-phase (I) dan bagian khayal pada cabang quadrature phase
(Q).
2.2.4 Power Control
Power control pada sistem WCDMA adalah untuk mengontrol daya pancar dari UE ke Node B. Level daya pancar akan diatur sedemikian rupa
control pada WCDMA adalah untuk mendapatkan kualitas komunikasi yang baik, mengurangi interferensi, dan memaksimalkan kapasitas.
Tantangan terbesar di dalam sistem komunikasi spread spectrum seperti CDMA2000 dan WCDMA yakni berkenaan dengan efek “jauh-dekat” yang
ditunjukkan oleh Gambar 2.5. Ini adalah fenomena yang disebabkan oleh
banyaknya user pada berbagai posisi terhadap base station yang ingin
berkomunikasi secara bersamaan. Karena daya pancaran sinyal radio sangat
tergantung dari fungsi jarak, biasanya user dengan posisi yang jauh memiliki
sinyal lemah dan sinyal yang lebih kuat pada user dengan jarak yang lebih
dekat dengan base station.
Gambar 2.5 Efek “Jauh-Dekat”
Sistem WCDMA mengatasi efek “jauh-dekat” ini dengan cara
Gambar 2.6 Skema Open Loop Power Control
2.2.5 Struktur Kanal Logika
Pada sistem bergerak radio seluler dibutuhkan sejumlah kanal logika.
Kanal logika tersebut dibagi menjadi Dedicated Channel, Common Control Chanel dan System Control Channel. Hal ini dapat ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Struktur Fungsi Kanal Logika
1. Dedicated Channel
Dedicated Channel terjadi apabila hubungan antara MS dengan BS telah terbangun baik uplink maupun downlink. Kanal ini terdiri dari:
a) Traffic Channel (TCH)
b) Dedicated Control Channel (DCCH)
DCCH ini membawa informasi kontrol yang akan
dipertukarkan antara BS dengan MS. Kanal ini berisi kontrol
hubungan, kontrol mobility dan kontrol link dengan bit rate 0 – 9,6 Kbps.
2. Common Control Channel
Common Control Channel ini digunakan pada kanal downlink dan diberikan untuk semua MS. Kanal ini terdiri dari:
a. Broadcast Channel (BCH)
Berisi informasi MS disekitarnya.
b. Paging Channel (PCH)
PCH memberitahukan akan datangnya panggilan, yang diikuti
dengan penetapan kanal trafik.
c. Acces Grant Channel (AGCH)
Kanal AGCH dikodekan oleh MS selama pendudukan akses
secara random dan berfungsi sebagai kontrol daya lingkar
tertutup terhadap MS. Perintah kontrol daya dikirim melalui
AGCH oleh BS.
d. Random Acces Channel (RACH)
RACH adalah satu-satunya kanal kontrol yang digunakan pada
kanal uplink yang digunakan MS untuk inisialisasi akses ke sistem. Untuk akses random, MS mengirim sinyal diikuti
kontrol daya lingkar tertutup selama pengiriman sinyal RACH.
3. System Control Channel
Dua sistem kontrol kanal adalah Pilot Channel (PICH) dan
agar BS dapat memantau dan mengidentifikasikan, sinkronisasi dan
estimasi kanal pada MS. Kanal ini terdiri dari:
a. Pilot Channel (PICH)
PICH berfungsi untuk memisahkan kanal fisik broadcast pada tiap kanal RF dan laju chip dalam sel radio. PICH ditentukan
oleh code spreading PN pendek (kode Gold dengan panjang
1023) dan unik untuk setiap BS. Kode PN pendek ini
ditransmisikan secara periodik tanpa modulasi data informasi,
sehingga mudah untuk pendeteksian pilot, sinkronisasi dan
estimasi kanal pada MS.
b. Synchronization Channel (SCH)
SCH berfungsi untuk mensikronkan PICH. SCH dikirim pada
kanal fisik yang terpisah dengn menggunakan kode spreading
PN pendek yang diperoleh dari PICH yang bersangkutan.
2.3 Konsep Dasar HSDPA
High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) adalah suatu teknologi terbaru dalam sistem telekomunikasi bergerak yang dikeluarkan oleh 3GPP
Release 5 dan merupakan teknologi generasi 3,5 (3,5G). Teknologi yang juga
merupakan pengembangan dari WCDMA, sama halnya dengan CDMA 2000 yang
mengembangkan EV-DO ini didesain untuk meningkatkan kecepatan transfer data
5x lebih tinggi. HSDPA mempunyai layanan berbasis paket data di WCDMA
2.3.1 Arsitektur Jaringan HSDPA
Arsitektur jaringan HSDPA dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Arsitektur Jaringan HSDPA
Skema struktur jaringan HSDPA secara umum terdiri dari :
1. UE ( Unit Equipment )
Merupakan perangkat atau terminal pada sisi pelanggan yang berupa
headset untuk mengirim dan menerima informasi.
2. Node B ( Base Transceiver Station )
Merupakan perangkat untuk mengkonversi aliran data antara interface
Uu dan Iub, juga berperan dalam radio resource management.
3. RNC ( Radio Network Controller )
Radio Network Controller (RNC) di GSM disebut BSC : bertanggung jawab untuk mengontrol sumber radio dalam jaringan (satu atau lebih
Node B terhubung ke RNC). Suatu RNC yang dengan beberapa Node
4. Core network, terdiri dari beberapa bagian :
a. Serving GPRS Support Node (SGSN) : berfungsi sama halnya seperti MSC/VLR tetapi secara khusus digunakan untuk servis
Packet Switched (PS).
b. Gateway GPRS Support Node (GGSN) : berfungsi sama halnya seperti GMSC tetapi berhubungan dengan servis-servis PS.
2.3.2 Adaptive Modulation and Coding
Adaptive Modulation and Coding (AMC) merupakan teknologi utama yang menyebabkan HSDPA mencapai data rate jauh lebih besar dari sistem
sebelumnya. Sistem CDMA biasanya menggunakan skema modulasi konstan
(misalnya M-PSK) dan fast power control agar segera dapat menyesuaikan dengan kondisi kanal. Sebaliknya, AMC menggunakan power konstan sementara
skema modulasi dan koding yang berubah sesuai kondisi kanal. Hasilnya
meningkatkan throughput rata-rata karena level MCS (Modulation and Coding Scheme) yang diberikan semakin tinggi sesuai kondisi yang diinginkan pengguna. Untuk modulasi, Release 99 hanya menawarkan QPSK, dimana dua bit informasi
diwakili oleh simbol modulasi tunggal. HSDPA menawarkan QPSK dan modulasi
16-QAM. 16-QAM menggandakan data rate dibandingkan dengan QPSK, dengan mewakili empat informasi bit per simbol modulasi. Sedangkan menguntungkan,
aplikasi 16-QAM adalah terbatas pada daerah dengan kondisi Radio Frekuensi
dibutuhkan untuk benar memahami posisi simbol dalam konstelasi yang
dihasilkan.
2.3.3 Hybrid Automatic Repeat Request
Hybrid Automatic Repeat Request (ARQ), meskipun level MCS digunakan untuk menjamin berhasilnya proses transmisi, kegagalan masih saja
terjadi pada sistem nirkabel. Hal tersebut sangat dipengaruhi oleh interferensi
antar pengguna dan pemancar. Pada keadaan normal rata-rata 10-30% transmisi
pertama harus diulangi agar berhasil. Dengan demikian, pemilihan protokol
retransmisi menjadi vital dalam kinerja sistem komunikasi nirkabel. 3GPP
menetapkan HARQ untuk retransmisi karena kemampuannya mengirim kembali
dengan cepat. HARQ diimplementasikan pada layer MAC (Medium Acces Control) sebagai pengganti layer RLC (Radio Link Control) yang banyak digunakan untuk protokol transmisi data yang lain. Layer MAC diletakkan pada
radio interface yang berhubungan langsung dengan UE sehingga menurunkan
delay. Pada keadaan normal NACK diminta kurang dari 10 ms pada layer MAC
padahal dengan RLC dibutuhkan antara 80-100 ms. Dengan menurunkan delay
pada proses retransmisi, protokol internet yang telah diperkenalkan pada release 4 mudah diimplementasikan. Hal tersebut mendukung diterapkannya berbagai
aplikasi seperti internet dan FTP. Gambar 2.9 menunjukkan proses HARQ N
Gambar 2.9 Proses HARQ N paralel SAW
Untuk membatasi kompleksitas proses retransmisi, 3GPP menetapkan N
paralel SAW (Stop and Wait). N Paralel SAW bekerja dengan cara mengirimkan suatu paket dan menunggu respon UE. Yang menjadi masalah adalah jika sistem
idle (diam) dan tidak merespon. Agar efisien, 3GPP memilih protokol N-channel
SAW. Saat sebuah kanal N menunggu ACK atau NACK, kanal (N-1) terus
mengirimkan data. Nilai N masih dievaluasi antara 2 dan 4. HARQ menggunakan
buffer virtual untuk mengirimkan salinan data yang dikirim sebelumnya. Saat retransmisi diminta, data yang rusak dibandingkan dengan salinan pada buffer
2.3.4 Fast Scheduling
Fast Scheduling adalah perubahan dasar yang dilakukan adalah penjadwalan pada Node B. Dengan cara inilah respon terhadap perubahan kondisi kanal segera dilakukan untuk menjamin layanan untuk UE. Tiga cara penjadwalan
dipakai dalam sistem HSDPA yaitu
a. Round Robin (RR)
b. Maximum CQI (Channel Quality Indicator) c. Proportional Fair (PF) – low fairness
d. Proportional Fair (PF) – medium fairness
e. Proportional Fair (PF) – high fairness
Penjadwalan RR bekerja berdasarkan posisi antrian, first in first out. Meskipun paling sederhana dan fair, kondisi kanal yang dipakai UE tidak
dijadikan pertimbangan. Sebagai konsekuensinya pengguna tetap dijadwal
meskipun kondisi kanal buruk Algoritma Maximum C/I menjadwal UE ketika memiliki nilai SIR tertinggi di antara UE lain dalam suatu sel. Asumsinya seluruh
UE memiliki level MCS tertinggi untuk melakukan transmisi. Hal tersebut kurang
fair karena menyebabkan hampir setengah pengguna sel tidak memperoleh
pelayanan yang cukup. PF merupakan bentuk kompromi antara RR dan Maximum
CQI. PF bekerja berdasarkan keseimbangan antara rata-rata SIR yang diperoleh
dengan SIR pada waktu tertentu. Hasilnya setiap pengguna dilayani saat kondisi
kanal mendukung. Lebih fair karena kondisi kanal waktu tertentu pasti lebih baik
2.3.5 Model Kanal pada HSDPA
Untuk mengimplementasikan HSDPA, tiga kanal baru ditambahkan pada
platform WCDMA. Terdiri atas High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH), High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH), dan Uplink High Speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH) seperti terlihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Model Kanal pada HSDPA
1. High Speed Downlink Shared Channel (HS-DSCH)
HS-DSCH disediakan sebagai kanal sharing baru untuk membawa beberapa DCH (Dedicated Transport Channel) dalam satu frekuensi. Kanal transport dituntut mampu membawa data yang besar secara efisien
untuk memberikan data rate yang tinggi. Data dimultipleks dalam domain waktu dan dikirim dalam beberapa TTI (Transmission Time Interval). Setiap TTI terdiri atas 3 slot waktu yang masing-masing 2 ms. Digunakan
konstan SF (spreading factor) 16 untuk proses code multiplexing sehingga tersedia 15 kanal paralel. Kanal tersebut dapat diberikan untuk satu
tergantung beban sel, kebutuhan QoS (Quality of Services), dan kemampuan UE (User Equipment).
2. High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH)
HS-SCCH digunakan untuk menandai jenis informasi sebelum
penjadwalan TTI seperti channelization code set, skema modulasi, ukuran
transport block, dan informasi protokol HARQ. Channelization code set
dan skema modulasi merupakan parameter kritis karena menunjukkan
kode-kode paralel HS-DSCH yang diminta UE dan jenis modulasi yang
dipakai pada pengiriman berikutnya (QPSK atau 16 QAM). Jika informasi
tersebut tidak diterima sebelum pengiriman TTI, data akan ditahan hingga
UE mengenali parameter tersebut. Oleh karena itu parameter kritis dikirim
di awal.
3. High Speed Uplink Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH) HS-DPCCH bertanggung jawab dalam proses uplink yaitu pengiriman ACK (acknowledgement) dan NACK (negative acknowledgement) untuk memberitahu status suatu paket data yang dikirim serta CQI (Channel Quality Indicator). Nilai bit digunakan untuk memilih skema modulasi dan koding yang sesuai untuk pengiriman selanjutnya, dari QPSK dengan
BAB III
PERANCANAAN HSDPA
INDOOR PENETRATION
3.1. Umum
Indoor penetration merupakan teknik penyaluran sinyal ke dalam gedung dengan menggunakan node B di luar gedung. Indoor penetration
termasuk ke dalam tingkatan macrocell. Dimana, macrocell pada umumnya dioperasikan pada daya output yang tinggi dengan antena Node B ditempatkan
pada puncak gedung atau pada posisi tinggi yang lain seperti tower node B.
Gambar 3.1 Indoor Penetration
Macrocell digunakan untuk melayani coverage di luar gedung akan tetapi jangkauannya dapat menembus kedalam gedung tergantung dari desain
yang diinginkan, seperti terlihat pada Gambar 3.1. Pada HSDPA indoor penetration ini tidak diperlukan perangkat tambahan hanya perlu mengubah parameter pada node B WCDMA yang sudah ada.
Perangkat indoor penetration (seperti Gambar 3.2) terdiri dari beberapa komponen seperti menara atau tiang sangga (mast) yang cukup tinggi dan terbuat dari batang baja, node B, serta antena yang ditempatkan di atas menara
atau tiang sangga tersebut. Tiang sangga sendiri tidak berperan apa pun dalam
Gambar 3.2 Perangkat indoor penetration
Sistem jaringan di dalam ruangan dapat dibagi menjadi dua bagian
yakni sistem radio dan sistem antena seperti yang terlihat dalam Gambar 3.3.
Cell
Repeater
Sistem Radio Sistem Antena
UE
Gambar 3.3 Ilustrasi sistem radio dan sistem antena di dalam ruangan
Sistem radio dipakai untuk menyediakan sarana komunikasi radio
melalui sistem repeater. Sistem antena sendiri dipakai untuk meradiasikan sinyal radio ke arah ruangan di dalam gedung. Sistem antena sendiri terbagi dalam
dua bagian yakni bagian pasif dan bagian aktif. Antena pasif dimaksudkan hanya
komponen pasif yang digunakan sementara itu antena aktif memiliki peralatan
3.2 Perancangan Sistem Radio
Untuk membangkitkan kembali sinyal radio dari dunia luar maka
diperlukan repeater sebagai sumber radio di dalam ruangan. Ada banyak jenis tipe dan ukuran sebuah repeater, namun skema dasar dari repeater dapat dilihat dari Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Blok diagram repeater
Pada Gambar 3.4, duplexer digunakan untuk memisahkan sinyal uplink
dan downlink untuk seterusnya ke rangkaian penguat. Besarnya penguatan
uplink dan downlink pada repeater berdaya rendah diatur dengan fungsi
Automatic Gain Control, yang mengatur secara otomatis besaran penguatan agar sistem pada keadaan optimal.
Berbagai jenis tipe koneksi repeater dengan Node B dibedakan menjadi tiga jenis:
a. Koneksi lintas udara, yakni koneksi antara repeater dan Node B memakai
gelombang yang dipancarkan dan diterima oleh sepasang antena di
kedua sisi perangkat yang ditunjukkan pada Gambar 3.5.a.
b. Koneksi kabel, yakni koneksi antara repeater dan Node B baik itu
coaxial ataupun serat optik yang dillihat dari Gambar 3.5.b.
c. Koneksi campuran, baik menggunakan kabel maupun lintas udara seperti
Gambar 3.5.c.
Repeater
Cell Repeater 1 Repeater 1 UE
UE
(c)
Gambar 3.5 Berbagai Tipe Koneksi Repeater a. Koneksi lintas udara.
b. Koneksi kabel.
c. Koneksi campuran.
Ketika repeater terhubung dengan Node B melalui koneksi lintas udara, maka diperlukan dua antena seperti antena internal dan antena eksternal. Antena eksternal atau antena donor, biasanya ditempatkan di atas atap gedung yang akan dirancang, yang akan menerima sinyal downlink dari sel base station. Bersamaan itu pula antena donor memancarkan sinyal uplink ke base station.
Repeater menerima sinyal downlink, menguatkannya, lalu memancarkan kembali melalui antena cakupan yang berada di dalam ruangan. Begitu juga
dengan sinyal uplink dari User Equipment akan diteruskan oleh antena cakupan ke arah base station.
3.3 Perancangan Sistem Antena Indoor
Untuk perancangan didalam ruangan, biasanya dipakai dua jenis
omnidirectional sendiri ditempatkan di atap ruangan sedangkan antena
directional untuk pemasangan di dinding. Penempatan antena baik itu di atas
atap maupun di dinding harus memastikan cakupan yang baik disamping
memastikan jarak aman antara user dengan Electromagnetic Radiation (EMR) yang dipancarkan antena.
Sistem antena terdistribusi akan memberikan solusi yang baik dalam
menjangkau area. Dengan sistem ini tiap node antena mampu memancarkan dan
menerima sinyal WCDMA dan HSDPA. Sinyal uplink dari semua node antena akan dikumpulkan ke sebuah titik pusat yang terhubung ke sistem radio.
Sementara sinyal downlink dari sistem radio akan disebarkan ke tiap node antena untuk kemudian dipancarkan. Sistem antena terdistribusi ini terbagi
dalam dua bagian yakni antena distribusi aktif dan pasif. Perbedaannya terletak
pada kelebihannya didalam jangkauan, dimana antena distribusi aktif memiliki
peralatan aktif seperti bidirectional amplifier (BDA) untuk menguatkan sinyal. Sementara itu antena distribusi pasif memiliki nilai spesifikasi tertentu.
Tahapan didalam merancang antena indoor sebagai contoh, Gambar 3.6 akan menunjukkan ko nfig ur a s i instalasi peralatan dalam ruangan
meliputi antena donor, antena coverage, repeater, splitter maupun lokasi antena serta jalur kabel yang dipakai.
Antena Yagi dipakai sebagai antena donor yang berperan menangkap
sinyal WCDMA dan HSDPA dari Node B (BTS) terdekat. Repeater akan terhubung dengan antena Yagi pada satu sisi dan terhubung dengan antena
coverage pada ujung yang lainnya. Antena coverage sendiri memakai tipe omnidirectional pada atap dan juga antena directional yang dipasang pada
dinding. Bila dipakai lebih dari satu antena diperlukan splitter sebagai pembagi
sinyal radio dari repeater.
Penambahan jumlah antena akan menambah luas cakupan namun akan
menambah nilai loss. Rugi-rugi tersebut dapat berasal dari rugi –rugi connector, kabel yang dipakai. Total loss repeater, connector, kabel akan dimasukkan ke dalam link budget, dimana bertambahnya antena akan mengakibatkan bertambahnya nilai loss yang diberikan oleh penambahan connector dan kabel.
3.4 Perhitungan Parameter Link Budget Indoor Penetration
Perhitungan link budget dilakukan setelah survey site, membuat estimasi
loss, setelah itu barulah dilakukan analisis spesifikasi material yang digunakan dari node B sampai ke antena. Setelah proses perhitungan maka akan dilakukan
pengukuran, kemudian proses analisis yang digunakan untuk menarik kesimpulan.
Perhitungan link budget, dari segi material (technical spect) yang digunakan; misalnya seperti feeder cable, jumper, tinggi antena node B, dan jarak dari antena ke User Equipment. Parameter yang mempengaruhi perhitungan link budget,
seperti Tabel 3.1 (Data PT. XL).
Tabel 3.1 Parameter yang berpengaruh pada perhitungan link budget
Parameter Nilai / satuan
Tx Power WCDMA
Tinggi antenna node B 40 m
Tinggi antenna MS (hm) 2 m
Fading margin 10 dB
Pada perhitungan link budget untuk HSDPA terdapat beberapa nilai perhitungan yang sama dengan perhitungan link budget pada WCDMA, karena HSDPA menggunakan jalur Radio Frequency (RF) milik WCDMA dan tidak ada penambahan perangkat keras (hardware) dalam proses pengembangan dari WCDMA ke HSDPA.
Pada Tugas Akhir ini, penelitian dilakukan pada salah satu antena indoor
milik XL. Salah satu contoh jarak antena indoor dari Site 57214 milik XL ke Sun Plaza (salah satu tempat perbelanjaan di kota Medan) dapat dilihat pada Gambar
3.7.
Side ID 57214
Gedung SUN Plaza
d = 500 m
Gambar 3.7 Jarak antena dari Site 57214 ke Sun Plaza
Dari Gambar 3.7 jarak Site 57214 PT. XL Diponegoro ke Sun Plaza
Sebelum menghitung downlink link budget WCDMA (untuk data) dan HSDPA indoor penetration, perlu diketahui parameter –parameter yang berpengaruh perhitungan link budget dan analisis spesifikasi material yang digunakan.
3.4.1 Loss
Loss perhitungan link budget ini dapat dilihat dari spesifikasi material yang digunakan. Loss ini berpengaruh terhadap sinyal output antena (RSCP) dan besarnya throughput data yang diterima oleh user di dalam gedung dengan menggunakan antena macrocell dimana antena mempunyai nilai Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) dan semuanya tergantung dari material yang digunakan Node B sampai ke antena.
3.4.1.1 Cable Loss
Setiap kabel baik dari segi jenis dan juga merek mempunyai rugi-rugi
(loss) yang berbeda-beda. Semakin besar diameter kabel yang dipakai, maka rugi-rugi (loss) yang didapat semakin kecil dan secara tidak langsung akan mempengaruhi daya yang dipancarkan oleh antena. Untuk besarnya nilai loss pada masing–masing kabel per meter dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2Loss pada Kabel Coaxial Sistem Frekuensi ( MHz) Cable
3.4.1.2 Jumper Loss
Jumper berfungsi untuk menghubungkan antara feeder / kabel dengan antena. Pada ujung-ujung kabel jumper yang elastis terdapat sebuah konektor. Tabel 3.3 memperlihatkan nilai loss jumper dan connector yang digunakan.
Tabel 3.3 Loss jumper dan connector
Sistem Frekuensi ( MHz) Jumpper 7/8” Loss
WCDMA HSDPA
1940 – 1945 (Up Link) 2130 – 2135 (Down Link)
0,42 dB / buah
3.4.1.3 Building Penetration loss (BPL)
Beberapa peneliti telah mengamati perubahan statistik BPL sebagai
fungsi pada ketinggian lantai. Kebanyakan penelitian menunjukkan bahwa BPL
berkurang dengan ketinggian. Gambar 3.8 grafik loss diukur di lantai sebuah
bangunan modern. Tingkat Lantai 0 sebagai lantai dasar. Dalam percobaan, RSCP
diukur didalam dengan trasnmitter, antena omnidirectional dipasang di luar pada gedung lain. Grafik menunjukkan BPL di tiga frekuensi dari user yang berada di berbagai lantai. Pada umumnya untuk mengurangi penetration loss adalah dengan meningkatkan frekuensi. Selain itu, penetration loss menurun pada tingkat lantai yang lebih tinggi, meskipun ada banyak variasi dalam transisi dari lantai dasar ke
Level Lantai
Gambar 3.8 Building Penetration loss pada ketinggian lantai
Dinding gedung juga mempunyai rugi-rugi (loss), bahan dasar dinding seperti Gypsum, Beam, wooden, glass, concrete atau tembok bata sekalipun mempunyai nilai loss yang berbeda. Building Penetration loss di asumsikan sebesar 18 dB untuk indoor penetration, namun wall loss dapat dimasukkan nilainya sesuai dengan bahan dasar tersebut. Untuk besarnya loss diperlihatkan pada Tabel 3.4 dibawah ini.
Tabel 3.4Building Penetration loss Berdasarkan Jenis Bahan
Bahan Dasar Dinding Building Penetration loss
Wooden / kayu 10.1 dB
Glass / kaca 2.2 dB
Concrete / beton 30.1 dB
3.4.1.4 Path Loss
Path Loss adalah loss yang terjadi ketika data / sinyal melewati media udara dari antenna ke penerima dalam jarak tertentu. Path loss dapat timbul disebabkan oleh banyak faktor, seperti kontur tanah, lingkungan yang berbeda,
medium propagasi (udara yang kering atau lembab), jarak antara antena pemancar
Path loss merupakan komponen penting dalam perhitungan dan analisis desain link budget sistem telekomunikasi. Perhitungan path loss dengan menggunakan rumus Okumura-Hata model untuk urban area. Model Hata
didasarkan atas pengukuran empiris ekstensif yang dilakukan di lingkungan
perkotaan. Dengan jarak antara mobile station ke base station dibuat teratur, mulai dari jarak 0,1 km sampai dengan jarak 20 km. Persamaan Hata dapat diringkas
sebagai berikut: A (hm) : mobile antenna height gain correction factor
hm : mobile antenna height (m) = 2 m
3.4.2 Effective Isotropic Radiated Power (EIRP)
Effective Isotropic Radiated Power (EIRP) atau Equivalent Isotropic Radiated Power adalah nilai daya yang dipancarkan antenna directional untuk menghasilkan puncak daya yang diamati pada arah radiasi maksimum penguatan
antena. Rumus EIRP dapat dituliskan:
EIRP = Tx power (dBm) + Antena Gain (dBi) – cable loss (dB)... (3.3) Dimana:
EIRP = Effective Isotropic Radiated Power (dBm)
Tx Power (dBm) = Transmited Power (dBm)
3.4.3 Received Signal Code Power (RSCP)
yang diterima oleh pengguna UE berbanding terbalik dengan jarak dari antena
pemancar.
Skala RSCP antara -47 dBm s.d. -110 dBm ( bila menunjuk angka lebih
besar dari -85 dBm Sangat Baik, -92 s.d. -85 Baik, - 105 s.d. -92 Cukup Baik, dan
<-105 Kurang Baik). Untuk RSCP menggunakan skala -47 dBm s.d. -112 dBm
(>-85 dBm Sangat Baik, - 98 s.d. -85 Baik, -108 s.d. -98 Cukup Baik, dan <-108
Kurang Baik). Namun tiap operator mempunyai standar nilai yang berbeda- beda
dalam menentukan kuat sinyal minimum yang harus diterima oleh pelanggan.
Pada PT. XL memiliki ketentuan dalam merencanakan atau mendesain
teknik indoor penetration, dimana kuat sinyal minimum yang harus diterima oleh UE pelanggan sesuai dengan Tabel 3.5.
Tabel 3.5 Standard nilai RSCP WCDMA dan HSDPA PT. XL
Category RSCP (dBm)
EIRP = Effective Isotropic Radiated Power (dBm)
fading margin = 10 dB ( ketentuan dari PT. XL)
3.5 Throughput
Di dalam jaringan telekomunikasi throughput adalah jumlah data persatuan waktu yang dikirim untuk suatu terminal tertentu di dalam sebuah
throughput atau jumlah throughput adalah jumlah rata-rata data yang dikirimkan untuksemua terminal pada sebuah jaringan.
3.6 Drive Testing
Drive test merupakan pengukuran kualitas jaringan telekomunikasi. Dengan drive test bisa diketahui informasi RSCP (Receive Signal Code Power), Ec/No (Energy Carrier Per Noise), jarak BTS dan MS,interferensi dan proses
handover.. Hasil drive test penting untuk ditampilkan dan merupakan proses akhir perencanaan pembangunan jaringan WCDMA dan HSDPA untuk melihat level
kekuatan sinyal yang sudah diimplementasikan dan hasilnya akan dibandingkan
dengan nilai perhitungan link budget. Jika nilainya cukup dekat maka dapat dikatakan perhitungan itu baik dan cukup akurat.
Peralatan drive test akan dilengkapi dengan alat pengukuran yang terdiri dari:
1. GPS
2. Scanner RF 3. UE
4. PC data collection 5. TEMS Scanner
6. TEMS Investigation Data Collection Part
Gambar peralatan drive test dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Gambar 3.10 menunjukkan gambar yang lebih rinci tentang bagaimana peralatan TEMS scanner di set.
Gambar 3.10 TEMS scanner setup
Metode pengukuran pengambilan data dapat dilihat pada Gambar 3.11.
BAB IV
ANALISA HASIL PERHITUNGAN DAN PENGUKURAN
4.1 Umum
Dari data yang diperoleh dari salah satu antena indoor penetration yang dimiliki oleh provider XL yang berada pada Sun Plaza. Maka didapatkan data
nilai power maksimum (Tx), frekuensi, building penetration loss, antenna gain
node B serta fading margin.
Pada bab ini akan dibahas analisa perhitungan dan pengukuran link budget indoor penetration yaitu nilai RSCP pada jaringanWCDMA dan HSDPA. Dengan menghitung nilai daya radiasi maksimum antena dan nilai redaman total,
maka akan diperoleh nilai daya yang diterima oleh UE.
4.2 Hasil Perhitungan Link Budget pada WCDMA
Link Budget merupakan patokan dalam rancangan, baik itu dalam daya radiasi maksimum antena, redaman total, fading margin maupun daya yang diterima oleh user. Berikut ini akan diperoleh perhitungan link budget pada jaringan WCDMA.
4.2.1 EIRP
Dari data yang terdapat pada Tabel 3.1 berupa parameter yang
EIRP(dBm) = Tx Power (dBm) + Gain antenna (dBi) – cable loss (dB)
= 43 dBm + 18 dBi – 3dB
= 58 dBm
4.2.2 Wall Loss / penetration loss dan Body Loss
Wall loss adalah rugi-rugi yang terdapat pada material dinding sehingga
mengurangi kekuatan sinyal dari antena macrocell, nilai wall loss yang ditentukan oleh PT. XL adalah sebesar 18 dB. Sedangkan nilai body loss untuk WCDMA (untuk data) dan HSDPA adalah 0 dB karena menggunakan data card.
4.2.3 Path Loss
Nilai path loss dapat menggunakan Persamaan 3.1 sehingga:
LHata (urban) [dB] = 69,55 + 26.16 x log (f) + [ 44,9 – 6,55 x log (hb) ] x log (d) - 13,82 x log (hb) – A (hm)
Berdasarkan Persamaan 3.1 tersebut, perlu dihitung nilai faktor koreksi
dari antena mobile station (A (hm)) terlebih dahulu dengan menggunakan Persamaan 3.2 dimana nilai tinggi antena mobile adalah 2 m sesuai dengan parameter yang terdapat pada Tabel 3.6, yaitu:
A (hm) [dB] = 3,2 x [ log ( 1175 x hm )]² – 4,97 = 3,2 x [ log (1175 x 2)] ² - 4,97
Hasil perhitungan faktor koreksi dari antena mobile station (A (hm)) diatas sebesar 28,75 dB, dan berdasarkan data dari PT. XL pada Tabel 3.6, dengan
nilai frekuensi (f) yang digunakan adalah 2130 MHz, tinggi antena Node B (hb) 40 m dan tinggi antena mobile (hm) 2 m dengan jarak dari node B ke Sun Plaza sejauh 0,5 km, maka dapat dimasukkan kedalam Persamaan 3.1 sebagai berikut:
LHata (urban) [dB] = 69,55 + 26.16 x log (f) + [44,9 – 6,55 x log (hb)] x log (d) – 13,82 x log (hb) – A (hm)
= 69,55 + 26.16 x log ( 2130) + [44,9 – 6,55 x log (40)] x
log (0,5) – 13,82 x log (30) – 28,75
= 99,64 dB
4.2.4 Handover dan Fading Margin
Pada WCDMA dan HSDPA indoor penetration tidak terjadi perpindahan sinyal dari node B satu ke node B lain. Dengan demikian nilai handovernya adalah 0 dB. Sedangkan fading margin adalah sinyal komunikasi yang terkadang dipantulkan sekali bahkan beberapa kali diantara gedung tersebut. Nilai fading margin diasumsikan sebesar 10 dB.
4.2.5 Received Signal Code Power (RSCP)
RSCP (dBm) = EIRP – wall loss (penetration loss) – body loss – path loss –
Σ (handover + fading margin)
= 58 dBm – 18 dB – 0 dB – 99,64 dB – (0 dB + 10 dB)
= - 69,64 dBm
4.3 Hasil Perhitungan Link Budget Pada HSDPA
Perhitungan link budget untuk HSDPA terdapat beberapa nilai perhitungan yang sama dengan perhitungan link budget pada WCDMA. Nilai perhitungan yang sama adalah cable loss, wall loss, body loss, path loss, handover
dan fading margin.
Nilai EIRP dan RSCP pada HSDPA dihitung dengan menggunakan nilai
Tx Power sebesar 41 dBm. Bila dibandingkan dengan Tx Power WCDMA, nilai
Tx Power menurun sekitar 6 W. Hal tersebut dilakukan agar power yang
digunakan untuk HSDPA tidak mempengaruhi kuat sinyal pada jaringan
WCDMA. Karena secara trafik, pengguna layanan WCDMA masih lebih dominan
dibandingkan dengan pengguna layanan HSDPA.
4.3.1 EIRP
Sesuai dengan data pada Tabel 3.1 nilai Tx Power sebesar 41 dBm, dan
gain antena node B sebesar 18 dBi serta cable loss sebesar 3 dB, maka EIRP didapat berdasarkan Persamaan 3.3.
EIRP(dBm) = Tx Power (dBm) + Gain antenna (dBi) – cable loss (dB)
= 56 dBm
4.3.2 Received Signal Code Power (RSCP)
Dalam menghitung nilai RSCP pada HSDPA, nilai wall loss, body loss,
handover, fading margin dan path loss untuk HSDPA nilainya sama dengan nilai
loss yang asilterdapat pada WCDMA. Dimana wall loss sebesar 18 dB, body loss
dan handover sebesar 0 dB, nilai fading margin 10 dB, dan nilai path loss sesuai dengan perhitungan pada link budget WCDMA sebesar 99,64 dB dapat dimasukkan pada Persamaan 3.4.
RSCP (dBm) = EIRP – wall loss (penetration loss) – body loss – path loss –
Σ (handover + fading margin)
= 56 dBm – 18 dB – 0 dB – 99,64 dB – (0 dB + 10 dB)
= - 71,64 dBm
4.4 Analisis Hasil Perhitungan Link Budget Indoor Penetration WCDMA dan HSDPA
Setelah dilakukan perhitungan link budget indoor penetration WCDMA dan HSDPA maka hasil keduanya dapat dibandingkan seperti pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil perhitungan link budget WCDMA dan HSDPA
Parameter WCDMA
Indoor Penetration
HSDPA
Indoor Penetration
EIRP 58 dBm 56 dBm
Dari perhitungan link budget indoor penetration untuk jaringan WCDMA dan jaringan HSDPA Sun Plaza dengan menggunakan node B diluar
gedung, dapat direalisasikan. Tampak bahwa pengembangan dari jaringan
WCDMA ke jaringan HSDPA, keduanya tidak saling mempengaruhi pada sisi
kekuatan sinyal.
4.5 Drive Test
Drive test merupakan pengukuran kualitas jaringan telekomunikasi, salah satunya adalah mengukur kekuatan sinyal langsung di lokasi dimana jaringan
WCDMA dan HSDPA sudah diaktifkan. Hasil drive test penting untuk ditampilkan dan merupakan proses akhir perencanaan pembangunan jaringan
WCDMA dan HSDPA untuk melihat level kekuatan sinyal yang sudah
diimplementasikan dan hasilnya akan dibandingkan dengan nilai perhitungan link budget. Jika nilainya cukup dekat maka dapat dikatakan perhitungan itu baik dan cukup akurat.
4.5.1 Hasil Pengukuran Drive Test WCDMA
Drive test pada WCDMA ini menggunakan satu atau lebih handphone
Tabel 4.2 Hasil pengukuran RSCP WCDMA
RSCP (dBm) Throughput (bps)
- 72, 12 284329
- 71, 32 302547
-70, 88 326231
- 68, 24 350426
- 66, 02 380240
4.5.2 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran WCDMA
Setelah dilakukan penghitungan dan pengukuran drive test jaringan
WCDMA maka dapat dibandingkan hasil keduanya.Tabel 4.3 memperlihatkan
ringkasan perbandingan hasil pengukuran dan perhitungan link budget WCDMA. Tabel 4.3 Hasil perhitungan dan hasil pengukuran RSCP WCDMA
RSCP (dBm) WCDMA
Hasil Pengukuran ( terbaik ) - 66, 02
Hasil Pengukuran ( terburuk ) - 72, 12
Rata – rata -69.72
Hasil Perhitungan - 69,64
Dari gambar grafik perbandingan pada Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa :
1. Nilai RSCP yang didapat tidak jauh berbeda.Pada hasil
drive test hasil terbaik yaitu -66,02 dBm sedangkan nilai pada perhitungan link budget pada Tabel 4.1, yaitu sebesar -69,64 dBm.
Nilai -66,02 dBm merupakan nilai yang baik dan sesuai dengan nilai
RSCP yang diharapkan oleh PT. XL, yakni sebesar – 70 dBm.
2. Selain itu terdapat nilai dibawah nilai hasil pengukuran
pada link budget yaitu -72,12 dBm, namun nilai RSCP tersebut masih dalam batas nilai toleransi yang diharapkan oleh PT. XL. Nilai RSCP
rata–rata yang didapat adalah sebesar -69.72 dBm.
4.5.3 Hasil Pengukuran Drive Test HSDPA
Drive test HSDPA menggunakan pengukuran kuat sinyal pada satu user
disatu titik/tempat dengan download application throughput menggunakan 2 jalur, yaitu File Transfer Protocol (FTP) Server dan Hyper Text Transfer Protocol
(HTTP).
File Transfer Protocol (FTP) adalah sebuah protokol internet yang berjalan di dalam lapisan aplikasi yang merupakan standar untuk pentransferan
adalah handphone yang telah diinstall software TemsInvestigation, kabel teks dan kabel data serta data card yang dimasukkan ke dalam laptop yang telah diinstall
software Nemo Analys. Tabel 4.4 memperlihatkan perangkat yang digunakan pada
drive test HSDPA indoor penetration.
Tabel 4.4 Perangkat yang digunakan pada drive test HSDPA
Equipment type Datacard Novotel Merlin XU870
Call Type HSDPA / Packet Service
Network PT. XL AXIATA Tbk
FTP Server 221.132.192.33
HTTP Indowebster.com
Download file size FTP Server : 46 MB, HTTP: 679 MB
4.5.3.1 Hasil Pengukuran Drive Test HSDPA Dengan FTP Server
Hasil drive test RSCP untuk HSDPA download application dengan jalur FTP server dapat dilihat pada Tabel 4.5
Tabel 4.5 Hasil pengukuran RSCP HSDPA dengan FTP Server
RSCP (dBm) Throughput (bps)
- 99,0 644996
- 95,0 2067842
- 91,2 2275374
- 89,6 2388784
4.5.3.2 Hasil Pengukuran Drive Test HSDPA Dengan HTTP
Tabel 4.6 memperlihatkan hasil pengukuran RSCP HSDPA dengan
HTTP
Tabel 4.6 Hasil Pengukuran RSCP HSDPA dengan HTTP Download via HTTP
RSCP (dBm) Average Throughput (bps)
-95 ≈1,9 Mbps
Dari hasil drive test RSCP HSDPA indoor penetration dengan FTP
server sesuai Tabel 4.5 dan HTTP sesuai Tabel 4.6, pada kondisi radio yang sama dimana nilai Ec/No adalah -12 dB dan nilai RSCP yang diterima sebesar -95 dBm,
didapat hasil throughput yang berbeda. Download menggunakan FTP server
didapat nilai throughput sebesar ≈2 Mbps, sedangkan dengan HTTP didapat nilai
throughput ≈1,9 Mbps.
Jadi throughput download menggunakan FTP server lebih baik dibandingkan dengan menggunakan HTTP. Karena pada FTP server untuk mendownload file menggunakan jaringan lokal itu sendiri (Network XL AXIATA). Sedangkan pada HTTP tidak menggunakan jaringan lokal, sehingga
4.5.4 Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Hasil Pengukuran HSDPA
Perbandingan hasil perhitungan link budget dengan drive test RSCP HSDPA sesuai dengan Tabel 4.4 dapat diringkas seperti pada Tabel 4.5.
Tabel 4.7 Ringkasan Hasil Perbandingan Perhitungan dan Pengukuran RSCP
HSDPA
1. Dari Tabel 4.7 hasil download dengan FTP server nilai RSCP terbaik adalah -86,2 dBm dengan throughput data sebesar ≈2,8 Mbps. Nilai RSCP ini berbeda dengan nilai perhitungan link budget yaitu sebesar -71,64 dBm dan merupakan nilai yang tidak sesuai dengan nilai RSCP
yang diinginkan oleh PT. XL, yakni sebesar – 70 dBm, namun nilai
tersebut masih dalam batas toleransi oleh PT. XL.
2. Untuk nilai rata – rata RSCP yang diterima adalah sebesar -92,2 dBm
3. Nilai RSCP sebesar -95 dBm yang termasuk dalam kategori nilai
terburuk karena tidak sesuai dan jauh dari nilai yang diharapkan dari
perhitungan link budget yaitu di bawah nilai -71,64 dBm. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor seperti power node B yang telah diatur sedemikian rupa (perubahan parameter yang dilakukan pada node B),
besarnya rugi-rugi yang terdapat pada material dinding sehingga
mengurangi kekuatan sinyal dari antenna macrocell pada proses penyaluran sinyal, jarak dari node B ke lokasi pengukuran, pengaruh
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan dan analisis yang telah dilakukan, dapat
disimpulkan hal-hal sebagai berikut:
1. Dari perhitungan link budget indoor penetration untuk jaringan WCDMA dan jaringan HSDPA Sun Plaza dengan menggunakan node B
diluar gedung, dapat direalisasikan. Tampak bahwa pengembangan dari
jaringan WCDMA ke jaringan HSDPA, keduanya tidak saling
mempengaruhi pada sisi kekuatan sinyal.
2. Nilai EIRP dan RSCP pada HSDPA dihitung dengan menggunakan nilai
Tx Power sebesar 41 dBm. Bila dibandingkan dengan Tx Power
WCDMA, nilai Tx Power menurun sekitar 6 W. Hal tersebut dilakukan
agar power yang digunakan untuk HSDPA tidak mempengaruhi kuat
sinyal pada jaringan WCDMA. Karena secara trafik, pengguna layanan
WCDMA masih lebih dominan dibandingkan dengan pengguna layanan
HSDPA.
3. Dari perhitungan link budget indoor penetration di Sun Plaza, untuk WCDMA didapat nilai EIRP 58 dBm dan nilai RSCP -69,64 dBm,
sedangkan untuk HSDPA, didapat nilai EIRP 56 dBm dan RSCP sebesar
