TUGAS AKHIR
ANALISA PENGARUH PERUBAHAN TILTING ANTENA
SEKTORAL BTS SECARA ELECTRICAL DAN MECHANICAL
TERHADAP PEROLEHAN SINYAL MS DAN
KUALITAS LAYANAN
Oleh :
FAHMI MAHYUDDIN
060402020
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ANALISA PENGARUH PERUBAHAN TILTING ANTENA
SEKTORAL BTS SECARA ELECTRICAL DAN MECHANICAL
TERHADAP PEROLEHAN SINYAL MS DAN
KUALITAS LAYANAN
Oleh :FAHMI MAHYUDDIN
060402020
Disetujui oleh:
Pembimbing,
RAHMAD FAUZI ST, MT
NIP. 196904241997021001
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir.SURYA TARMIZI KASIM M.Si.
NIP. 195405311986011002
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
Tilting antena adalah suatu pengaturan kemiringan antena yang berfungsi
untuk menetapkan area yang akan menerima cakupan sinyal. Perencanaan tilting
antena sangat penting dilakukan untuk menghindari terjadinya pengarahan yang salah dari antena sehingga memungkinkan untuk terjadinya pelemahan sinyal kegagalan fungsi layanan.
Pada Tugas Akhir ini dilakukan pengukuran, pengujian serta menganalisa perubahan tilting antena BTS terhadap penerimaan sinyal mobile station yang berada pada jarak yang telah ditentukan. Hal ini ditujukan untuk perencanaan site baru yang didirikan sebelum on air secara komersil. Dilakukan juga perbandingan antara tilting secara electrical, mechanical dan penggabungan keduanya
Pengukuran dilakukan dengan menghitung jarak site baru yang akan di
Tilting dengan site tetangga yang akan menangani perpindahan penanganan
(handover) MS. Pengambilan data dilakukan dengan melakukan drive test dengan
menggunakan software TEMS.
Dari pengujian diperoleh tilting secara electrical memberikan sebaran sinyal yang merata dan jarak pancar yang lebih mendekati perhitungan dibandingkan tilting secara mecanical. Perolehan sinyal tilting secara electrical
rata-rata mencapai -73dBm, mechanical -76 dbm, pengabungan electrical dan mechanical mencapai -75dbm dan tanpa tilting -85. Tilting yang tidak sesuai juga berdampak pada kegagalan fungsi layanan, serta penurunan kecepatan transfer data, dimana perolehan rata-rata tilting secara electrical sebesar 360.38Kbps, mechanical 316.57Kbps, penggabungan kedua tilting 318.04Kbps dan tanpa
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan, dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad S.A.W.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda (Alm) dan ibunda, serta kakanda - kakanda tercinta yang merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:
ANALISA PENGARUH PERUBAHAN TILTING ANTENA SEKTORAL BTS SECARA ELECTRICAL DAN MECHANICAL TERHADAP
PEROLEHAN SINYAL MS DAN KUALITAS LAYANAN
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Rahmad Fauzi ST,MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak (Alm) Ir, Thalib Pasaribu, selaku Penasehat Akademis penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini. 3. Bapak Ir. SURYA TARMIZI KASIM MSi dan Bapak Rachmad Fauzi ST,
MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak (alm) dan Ibukutercinta yang selalu memberikan dukungan materi dan doa yang tulus, serta wejangan yang bermanfaat kepada penulis, meski tanpa diminta. Bapak yang selagi masih ada di dunia mengajarkanku mengenai arti kesungguhan dan ketekunan. Ibu yang selalu mengingatkan aku akan Tuhan, untuk selalu berdoa dan beribadah agar diberi keberkahan, kemudahan dan keselamatan dalam menjalani hidup di dunia, juga untuk bekal akhirat.
5. Abang, kakak dan adikku tersayang Reza, Razi, Harmainy, dan juga Ricky. Teimakasih atas perhatian dan doanya.
6. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.
7. Keluarga Besar Laboratorium Rangkaian listrik FT USU: Ibu’ Winda, Bang Toyo’, B’ Ardi, Alfisyahrin, Muhammad Syukur, Dian ratih utami, saya ucapkan terima kasih
8. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro: Agung, Jemy, Demon, Ibenk, Inah, Azhary, Faisal, Alfisyahrin, Taufik, Qbar, Ijonk, Wanqu dan segenap angkatan ‘06, semoga silaturahmi kita terus terjaga.
9. Senior dan junior yang telah membantu : B’harry, B’Ardi, B’Faisal, Pay, Tondy, Siska, Dian, Aulia, Indra, serta semua senior dan junior yang telah membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.
10. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro : Fransiskus, Boja, Effandi, Topan, Folda, Jhon, dan semua pengurus IMTE 2009 – 2010 yang telah memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat menyelesikan Tugas Akhir ini.
11. Terima kasih kepada N & A Family, K’ Nona, Bang Azlan, Puji, Rani, Dina, Deby dan Keluarga besar lainnya N & A Family. Terimakasih untuk supportnya selama ini. Terimakasih atas waktu yang luas.
12. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Juni 2011 Penulis
Fahmi Mahyuddin NIM. 060402020
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR ISTILAH ... xii
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
II. TEORI DASAR ANTENA DAN KOMUNIKASI SELULAR ... 6
2.1 Pengertian Antena... 5
2.2 Gelombang Elektromagnetik... 6
2.3 Parameter – Parameter Antena ... 6
2.3.1 Direktivitas Antena ... 7
2.3.2 Gain Antena ... 7
2.3.3 Pola Radiasi Antena ... 9
2.3.4 Polarisasi Antena ... 11
2.3.6 Bandwidth Antena ... 15
2.4 Antena Sektoral ... 16
2.5 Sistem Komunikasi Selular ... 18
2.5.1 Defenisi Komunikasi Selular ... 18
2.5.2 Sistem GSM ... 22
2.5.3 Arsitektur Jaringan GSM... 23
2.5.4 Konsep dasar Jaringan WCDMA-UMTS………. .. 27
2.5.4.1 UE (User Equipment) ... 29
2.5.4.2 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Acces Network 29 2.5.4.3 CN (Core Network) ... 30
2.5.5 Konsep Selular ... 32
2.5.6 Sektorisasi Antena ... 35
2.6 Handover ... 36
2.6.1 Jenis Handover Pada Sistem WCDMA ... 37
III. TILTING ANTENA SEKTORAL... 26
3.1 Umum ... 39
3.2 Tilting Antena... 39
3.3 Jenis Tilting Antena ... 39
3.4 Perbandingan Electrical Tilt dan Mechanical Tilt ... 41
3.5 Pengaturan Tilt Antena Sektoral BTS ... 43
3.6 Parameter-parameter Dalam melakukan Tilt Antena Sektoral ... 44
3.6.1 Tahap-tahap melakukan perubahan tilting secara mekanikal ... 45
3.6.2 Tahap-tahap melakukan perubahan tilting secara
elektrikal ... 46
3.7 TEMS Investigation ... 47
3.8 Drive Test dengan TEMS Investigation 8 ... 50
3.8.1 Koneksi Tool ... 50
3.8.2 Parameter Pengamatan ... 51
3.8.3 Drive Test ... 52
3.8.4 Logfile Preview ... 54
3.8.5 Reporting ... 54
3.9 Analisa Jaringan dengan TEMS Investigation 8 ... 56
3.9.1 Tems Even ... 57
3.9.2 Signaling ... 60
IV. PENGUJIAN TILTING ANTENA SEKTORAL ... 61
4.1 Umum ... 61
4.2 Persiapan Pengujian dan Pengamatan ... 61
4.3 Perhitungan Tilting ... 63
4.4 Tilting Secara Elektric ... 66
4.5 Tilting Secara Mekanikal ... 67
4.6 Penggabungan Tilting Secara Mekanikal dan Elektrikal... 68
4.7 Pengujian Parameter ... 68
4.7.1Pengujian Kuat Sinyal dan Ec/No ... 69
4.7.2 Pengujian Titik SoftHandover ... 75
4.7.3 Call setup sucses rate (CSSR) voice dan video call ... 77
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 80
5.1 Kesimpulan ... 80 5.2 Saran ... 80
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ... 6
Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional ... 10
Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ... 10
Gambar 2.4 Polarisasi Antena ... 11
Gambar 2.5 Polarisasi Vertikal ... 12
Gambar 2.6 Polarisasi Horizontal ... 12
Gambar 2.7 Polarisasi Circular ... 13
Gambar 2.8 Polarisasi Cross ... 14
Gambar 2.9 Beamwidth Antena ... 15
Gambar 2.10 Bandwidth Antena ... 15
Gambar 2.11 Antena Sektoral ... 17
Gambar 2.12 Polaradiasi Antena Omnisektoral ... 18
Gambar 2.13 Konsep Sel... 19
Gambar 2.14 Komunikasi Sistem Selular Konvensional ... 20
Gambar 2.15 Setiap Sel dengan BS Terhubung ke BSC ... 21
Gambar 2.16 Integrasi Jaringan GSM dan Jaringan Lain ... 24
Gambar 2.17 Arsitektur Jaringan 3G WCDMA-UMTS ... 28
Gambar 2.18 Perbandingan Heksagonal dan Lingkaran ... 33
Gambar 2.19 Bentuk Sel Sebenarnya ... 33
Gambar 2.20 Jenis Antena ... 34
Gambar 2.21 Konfigurasi Site ... 34
Gambar 3.1 Downtilt ... 37
Gambar 3.2 Uptilt ... 37
Gambar 3.3 Mechanical Tilting ... 41
Gambar 3.4 Electrical Tilting ... 41
Gambar 3.5 Bentuk Pola Radiasi Horizontal Electrical Tilt dan Mechanical Tilt ... 42
Gambar 3.6 Perubahan Orientasi antena Dengan Sistem Downtilting Antena ... 43
Gambar 3.7 Perhitungan Jarak Antena Sektoral ... 44
Gambar 3.8 Suunto ... 45
Gambar 3.9 Sudut Tilt Sebelum dan Sesudah Dilakukan Secara Mechanical ... 46
Gambar 3.10 Sudut Tilt Sebelum dan Sesudah Dilakukan Secara Electrical ... 46
Gambar 3.11 Tampilan Software TEMS Investigation 8 ... 47
Gambar 3.12 Konfigurasi Peralatan... 50
Gambar 3.13 Koneksi TEMS ... 51
Gambar 3.14 Pemasukan blok WCDMA Serving/Active set + Neighbours . 51 Gambar 3.15 WCDMA Serving/Active Set + Neighbours ... 52
Gambar 3.16 Blok Serving Ketika Drive Test Dilakukan ... 52
Gambar 3.17 Replay Logfile TEMS Icon ... 54
Gambar 3.18 Export Logfile ... 55
Gambar 3.19 Map Info dan MCOM ... 56
Gambar 3.21 Dua Scrambling code Memegang Komunikasi (AS) ... 58
Gambar 3.22 SHO Removal Ketika SC Beralih Tanganan ... 59
Gambar 3.23 Even Pada Transfer Data ... 59
Gambar 3.24 Layer 3 Mesagge pada Tems ... 60
Gambar 4.1 Map Cluster Medan Urban 03 ... 62
Gambar 4.2 Coverage Antena Sector 2 ... 63
Gambar 4.3 Pengukuran Jarak Antar BTS ... 64
Gambar 4.4 Eletrical Dan Mekanikal Tilt Sebelum Dilakukan Perubahan ... 66
Gambar 4.5 Elektrikal Tilt Setelah Dirubah. ... 66
Gambar 4.6 Mecanical Tilting Sesudah Di Tilting ... 67
Gambar 4.7 Penggabungan Tilting dengan Mengubah Elektrikal dan Mekanikal tilting... 68
Gambar 4.8 Screen Shoot Pengambilan Data Kuat Sinyal dan Ec/No dengan Software Terms ... 69
Gambar 4.9 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada Tilting 0 ... 70
Gambar 4.10 EcNo Pada Mobile Station Pada Tilting 0 ... 70
Gambar 4.11 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada Electrical Tilting 20... 71
Gambar 4.12 EcNo Pada Mobile Station Pada Electrical Tilting 20 ... 71
Gambar 4.13 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada mecanical Tilting 20... 72
Gambar 4.15 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada Tilt 20
dengan penggabungan electrical dan mecanical tilt………73 Gambar 4.16 EcNo Pada Mobile Station Pada Tilt 20 dengan penggabungan
electrical dan mecanical tilt………. 73 Gambar 4.17 Pegukuran Jarak Soft Handover……… 75
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Sistem Konvensional dan Selular ... 22
Tabel 4.1 Data BTS ... 63
Tabel 4.2 Nilai Rata-Rata Penerimaan Sinyal dan Ec/No MS1 ... 74
Tabel 4.3 Jarak Terjadinya Soft Handover ... 75
Tabel 4.4 Statistik Voice Call ... 76
Tabel 4.4 Statistik Video Call ... 77
DAFTAR ISTILAH
AS = Active Set (untuk menandakan komunikasi sedang dibangun)
CDMA = Code Division Multiple Access CSSR = Call Setup Ratio
EC/NO = Signal to Noise Ratio (sebuah perbandingan sinyal terhadap noise)
GOS = Grade of Service (Ukuran keberhasilan seorang pelanggan dalam mengakses jaringan untuk menyelesaikan sebuah panggilan)
FDMA = Frequency Division Multiple Access GPS = Global Positioning System
GSM = Global System for Mobile Communication GPRS = General Packet Radio System
HLR = Home Location Register MS = Mobile Station
MSC = Mobile Station Centre/ Mobile Switching Center ME = Mobile Equipment (merupakan perangkat GSM yang
berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver)
OMC = Operator Maintenance Center P2MP = Point-to-Multi-Point
PSK = Phase Shift Keying
QPSK = Quadrate Phase Shift Keying
SIM = Subcriber Identity Module (adalah sebuah kartu pintar seukuran prangko yang di taruh di telepon genggam yang menyimpan kunci pengenal jasa telekomunikasi)
SC = Scrambling Code (kode Acak) TDMA = Time Division Multiple Acces
