Dyah Pravitasari Satyarini¹, Adit Kurniawan², ³. ¹Magister Elektro Komunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

(1)

METODE REGRESI LEAST SQUARE TERHADAP MODEL ITU-R P.370-7 DAN

ITU-R P.1546-3

PATH LOSS PREDICTION ANALYSIS AT 100 MHZ FREQUENCY WITH LEAST

SQUARE REGRESSION METHOD TO MODEL ITU-R P.370-7 AND IT

Dyah Pravitasari Satyarini¹, Adit Kurniawan², ³

¹Magister Elektro Komunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom Abstrak

Thesis ini dibuat untuk mengetahui karakteristik radio propagasi di daerah Bandung. Hasil pengukuran kemudian akan dibandingkan dengan model propagasi ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3. Penggunaan model ITU-R P.370-7 dikhususkan untuk layanan broadcast sedangkan model ITU-R P.1546-3 digunakan untuk layanan terrestrial. Kedua model tersebut akan

dievaluasi dan dianalisis menggunakan hasil pengukuran untuk mendapatkan faktor koreksi agar meningkat keakuratannya.

Pengukuran propagasi dilakukan pada radio siaran 99‟ers di frekuensi 100 MHz. Antena

pemancar merupakan antena omni directional dengan daya pancar 5 kW dan ketinggian 94 m di atas permukaan bumi. Antena penerima menggunakan antena compact discone aerial dengan ketinggian 3m di atas permukaan bumi. Path loss dari hasil pengukuran dipetakan sebagai fungsi terhadap jarak. Kurva best fit didapat dengan menggunakan metode analisis regresi least square. Dari hasil evaluasi dan analisis terhadap kedua model tersebut didapatkan rata-rata faktor koreksi yang perlu ditambahkan untuk model ITU-R P.370-7 pada coverage area 1 sampai 15 km dari pemancar dilihat dari berbagai arah, rata-rata perlu diberikan koreksi 6.75 dB dan untuk model ITU-R P.1546-3 rata-rata perlu diberikan koreksi 5.42 dB.

Kata Kunci : ITU-R P. 370-7, ITU-R P. 1546-3, model propagasi

Abstract

To investigate characteristic of radio propagation, measurement were carried out at Bandung. The measurement result than will compare with ITU-R P.370-7 and ITU-R P.1546-3 models. Because ITU-R P. 370-7 model were used to planning broadcast services and ITU-R P.1546-3 model were used to planning terrestrial radiocommunication services. Both of this model will be evaluate to determine the necessary adjustments to these models in order to improve their accuracy.

In this propagation measurement, were carried out at radio broadcasting 99‟ers on frequency 100 MHz. Omni directional antenna was radiated 5 kW transmit power on 94 m above ground level. And antenna receiver was used compact discone aerial antenna on 3m above ground level. Then the mean path loss obtained from propagation measurement was plotted as a function of distance and the best fit to the path loss curve was determined by using a least square regression analysis. From evaluation and analysis to the model, we were obtain for coverage area between 1 to 15 km from transmitter. Correction factor to adjust ITU-R P.370-7 model were 6.75 dB and correction factor to adjust ITU-R P.1546-3 model were 5.42 dB.

Keywords : ITU-R P. 370-7, ITU-R P. 1546-3, propagation model

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

(2)

ANALISIS PREDIKSI PATH LOSS PADA FREKUENSI 100 MHZ DENGAN METODE REGRESI LEAST SQUARE TERHADAP MODEL ITU-R P.370-7 DAN ITU-R P.1546-3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Path loss propagasi suatu daerah sangat penting dalam

membuat perencanaan suatu jaringan wireless, termasuk

diantaranya adalah jaringan broadcasting. Konfigurasi alam yang tidak beraturan, bangunan, dan perubahan cuaca membuat perhitungan path loss propagasi menjadi tidak mudah untuk diprediksi. Kombinasi statistik dan teori elektromagnetik membantu memprediksi path loss propagasi dengan lebih teliti. Oleh karena itu, banyak dirumuskan model-model propagasi yang mendekati kondisi nyata di lapangan dengan ketentuan-ketentuan tertentu agar dapat mendekati kondisi di lapangan. Beberapa penelitian tentang model propagasi banyak dilakukan oleh berbagai pihak, termasuk ITU yang merupakan lembaga internasional yang mengatur masalah telekomunikasi. Model propagasi yang dibuat oleh ITU diantaranya ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3.

Model propagasi yang biasa digunakan untuk

melakukan perancangan sistem radio siaran adalah model propagasi ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3. Kedua model ini

(3)

dibuat berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan di Eropa dan Amerika Utara. Kondisi lingkungan dan konfigurasi alam Eropa dan Amerika Utara berbeda dengan Indonesia, sehingga perlu dilakukan perbandingan melalui hasil pengukuran di lapangan.

Pengukuran path loss propagasi pada thesis ini telah dilakukan di daerah kota Bandung, Jawa Barat. Hasil pengukuran dipetakan dengan mempertimbangkan faktor perubahan jarak terhadap antena pemancar, selanjutnya dari data pengukuran dilakukan uji statistik dengan memetakan data rata-rata path loss

propagasi sebagai fungsi jarak. Metode analisis regresi least square atau trend line digunakan untuk mendapatkan kurva rata-rata dari data hasil ukur yang kemudian dibandingkan dengan model propagasi ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3.

1.2 Rumusan masalah

Perumusan masalah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :

1. Karakteristik dari lingkungan tempat pengukuran

berbeda dengan model acuan.

2. Kecocokan suatu model terhadap suatu lingkungan

tertentu saja.

(4)

3. Pertimbangan-pertimbangan dalam pemilihan model

propagasi.

4. Pengaruh jarak antara pemancar dan penerima terhadap

path loss propagasi.

5. Membandingkan dan menganalisis hasil pengukuran

dengan model yang telah dipilih.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perumusan masalah tersebut di atas diberikan batasan sebagai berikut:

1. Penelitian ini hanya meneliti masalah pemilihan model propagasi kanal radio dan perancangan suatu jaringan radio siaran di daerah Bandung.

2. Data-data yang dianalisis meliputi pengaruh jarak

terhadap path loss propagasi.

3. Analisis data pengukuran dilakukan dengan

membandingkan data pengukuran dengan model Free

Space Loss, ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3.

4. Pengukuran dilakukan pada VHF FM radio, pada

frekuensi 100 MHz.

5. Pengukuran dilakukan pada pemancar FM yang sudah

beroperasi yaitu radio siaran 99‟ers dengan

mempertimbangkan beberapa parameter pengukuran.

(5)

6. Pengukuran dilakukan pada wilayah kota Bandung,

dengan jarak pengukuran mencapai 20 km dari antena pemancar.

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah : 1. Menganalisis hasil pengukuran path loss di daerah

Bandung dengan memperhatikan perbedaan tinggi

permukaan di daerah Bandung yang dikelilingi gunung atau dataran tinggi.

2. Mengetahui karakteristik propagasi untuk wilayah kota Bandung.

3. Membandingkan hasil analisis pengukuran dengan

model Free Space Loss, ITU-R P.370-7 dan ITU-R

P.1546-3.

4. Mendapatkan nilai faktor koreksi yang perlu

ditambahkan untuk memperbaiki model ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3.

(6)

1.5 Hipotesis

Hipotesis dalam pembahasan thesis ini adalah mendapatkan nilai koreksi untuk memperbaiki model prediksi propagasi ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3. Dari hasil ukur yang didapat dilakukan analisis terhadap model ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3 berdasarkan perbedaan tinggi permukaan dilihat dari arah utara, timur, barat dan selatan dari pemancar.

1.6 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penulisan thesis ini adalah :

1. Studi Literatur

Bertujuan untuk mempelajari dasar teori mengenai model prediksi propagasi, pemodelan kanal, pengolahan data analisis regresi.

2. Pengumpulan Data

Bertujuan untuk mendapatkan data hasil ukur yang akan digunakan untuk memvalidasi model propagasi dan pembuatan model kanal.

3. Studi Pengembangan Aplikasi

Bertujuan untuk menentukan metodologi untuk

melakukan analisis pemodelan.

(7)

4. Analisis Performansi

Bertujuan untuk melakukan analisis performansi model kanal dan validasi model propagasi.

5. Mengambil Kesimpulan

Bertujuan untuk menarik kesimpulan setelah dilakukan validasi model propagasi dan perbaikan model prediksi propagasi.

1.7 Sistematika Penulisan

Laporan disusun dalam lima bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas latar belakang, tujuan penelitian, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini membahas teori-teori dasar yang mendukung dan mendasari penulisan Thesis ini, meliputi teori propagasi, dan model propagasi.

BAB III METODE DAN SKENARIO PENGUKURAN

Bab ini membahas tentang pemodelan dari sistem, metode pegukuran, dan perancangan perbaikan model prediksi propagasi.

(8)

BAB IV ANALISIS HASIL PENGUKURAN DAN EVALUASI MODEL PREDIKSI

Bab ini membahas analisis data hasil ukur dengan menggunakan metode regresi least square, kemudian data hasil ukur tersebut dikelompokkan menjadi daerah utara, timur, selatan dan barat. Perbedaan ketinggian permukaan ditiap daerah hasil ukur akan dianalisis dan dievaluasi dengan model prediksi ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari analisis yang telah dilakukan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut.

(9)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis dan evaluasi yang telah dilakukan pada bab sebelumnya dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1. Persamaan path loss propagasi untuk daerah Bandung adalah Lp(dB) = 30.21536 log d(km) + 104.1. Persamaan

path loss propagasi tersebut sesuai untuk kondisi ketinggian permukaan bumi berupa cekungan, karena kota Bandung dikelilingi oleh gunung, dan untuk daerah dengan bangunan yang cukup rapat. Variasi ketinggian bangunan di kota Bandung cukup beragam untuk daerah pusat kota, tetapi untuk daerah sekitarnya rata-rata tinggi bangunan hanya berupa bangunan satu atau dua lantai. 2. Path loss slope dari hasil pengukuran ditemukan antara

24.6 dB/dekade sampai 37.49 dB/dekade dengan rata – rata slope dari seluruh data pengukuran 30.2 dB/dekade. 3. Nilai standar deviasi yang didapat dari hasil pengukuran

antara 8.67 dB sampai 14.77 dB dengan nilai standar deviasi untuk seluruh data hasil ukur di Bandung adalah 12.35 dB.

(10)

4. Secara keseluruhan nilai rata-rata path loss dari hasil ukur lebih besar dibandingkan nilai path loss dari model ITU-R P.370-7 dan ITU-ITU-R P. 1546-3. Perbedaan tersebut disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkungan. Nilai rata-rata path loss hasil ukur lebih besar dari kurva model ITU-R. Perbedaan model dan hasil ukur masih sesuai dengan standar deviasi dari hasil pengukuran, sehingga model ITU-R masih cocok dengan hasil ukur.

5. Faktor koreksi yang perlu diberikan untuk model rata-rata kurang dari 10 dB, sehingga model ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3 dapat dikatakan cocok untuk digunakan di Indonesia, dan cocok digunakan untuk frekuensi VHF. Kondisi lingkungan Bandung dapat mewakili kondisi lingkungan di Indonesia dan frekuensi 99.6 MHz, 100 MHz, dan 100.4 MHz dapat mewakili frekuensi VHF.

5.2 Saran

Beberapa hal yang dapat disarankan untuk penelitian lebih lanjut antara lain sebagai berikut :

1. Model ITU-R P.370-7 dan ITU-R P.1546-3 merupakan

mixed model, yang dapat digunakan untuk kondisi di daratan maupun perairan. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan di daerah perairan atau gabungan

(11)

perairan dan daratan untuk dapat menguji kedua model tersebut, karena penelitian ini hanya dilakukan di daerah daratan saja.

2. Pada penelitian ini pengukuran hanya dilakukan di frekuensi 99.6 MHz, 100 MHz, dan 100.4 MHz. Pada penelitian selanjutnya dapat diuji coba pada frekuensi yang lain.

3. Pada penelitian selanjutnya juga dapat diteliti lebih dalam lagi mengenai kedua model. Pada penelitian ini kedua model dievaluasi dengan membandingkan kurva-kurva yang terdapat didalam model, tentunya jika ada yang dapat merumuskan model ke dalam persamaan empirik akan mempermudah perencanaan dan evaluasi terhadap pengukuran.

(12)

xv

DAFTAR PUSTAKA

[1] Adit Kurniawan, “Mobile Radio Propagation Prediction

and Verification”, Thesis, Juli 1996

[2] Bernardin, Pete; F. Yee, Meng; Ellis, Thomas, “Cell Radius Inaccuracy: A New Measure of Coverage Reliability”, 1998

[3] Cushcraft Corporation, “Antenna Polarization

Consideration in Wireless Communication

Systems”;1999

[4] Freeman Roger L, “Telecommunications Transmissions

Handbook”, John Hall, Singapore, 1999

[5] ITU-Recommendation P.370-7, “VHF and UHF

Propagation Curves for the Frequency Range from 30

MHz to1 000 MHz”, 1995

[6] ITU-Recommendation P.1546-3, “Method for

point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3 000 MHz”, 2003

[7] Murray, Steve, “The Perrils of Spectrum Analyzer

Averaging”, Oktober 2006

[8] Nachwan Mufti, Diktat Kuliah Sistem Komunikasi

Bergerak, IT Telkom 2005

[9] Erik, Ostlin, “On Radio Wave Propagation

Measurements and Modelling For Cellular Mobile Radio Networks”, Doctoral Dissertation, July 2009

(13)

xvi

[10] Patzold, Matthias, “Mobile Fadding Channel”, John

Wiley & Sons, Ltd, England, 1999

[11] Sunarto, “Propagasi”, Jakarta, Mei 1998