AKUISISI DATA GPS UNTUK PEMANTAUAN JARINGAN GSM TUGAS AKHIR

AKUISISI DATA GPS UNTUK PEMANTAUAN JARINGAN

GSM

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Nama : Dandy Firdaus NIM : 045114054

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

GPS DATA AQUSITION FOR GSM NETWORK

MONITORING

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

By:

Name : Dandy Firdaus Student Number: 045114054

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF ENGINEERING

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2008

LEMBAR PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

AKUISISI DATA GPS UNTUK PEMANTAUAN

JARINGAN GSM

Oleh : DANDY FIRDAUS

NIM : 045114054

Telah disetujui oleh :

Pembimbing

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO

H HHiiiddduuupppbbbeeerrraawawwaaalllddadaarrriiimmimiimmmpppiii,,,lleleekkkaaasssbbbaanannggguuunnndddaanannwwuwuujjujuudddkkkaaannnmmimiimmmpppiiiiitittuuu T TTiiidddaakakkaadaddaaakkekeerrjrjjaaakkekeerraraasssyyayaannngggmmmeeennjnjjaaadddiiissisiiaaa sssiiaiaa Y YYooouuuaararreeewwwhhahaatttddodoo,,,yyoyoouuurrrlliliifffeeeiisissyyoyoouuurrrpprprroooddduuucccttt

Kupersembahkan karya tulis ini kepada :

Tuhan Yesus Kristu

s,

Bapak dan Ibu

Tercinta,

Kedua saudaraku Ruby dan Jimmy,

Almamaterku Teknik Elektro USD

INTISARI

Pemantauan jaringan pada jaringan Global System for Mobile Communications (GSM), dilakukan untuk memantau kualitas jaringan. Pada sistem pemantauan jaringan, pemetaan kualitas jaringan pada peta digital sangat diperlukan untuk kebutuhan analisa. Untuk menghasilkan sistem pemantauan jaringan yang akurat, handal, dan efisien, dibutuhkan sebuah perangkat lunak yang bisa melakukan akuisisi data posisi dari GPS, dan menggabungkan data posisi dengan data kualitas jaringan. Sistem pemantauan jaringan yang handal dan murah dapat menjadi alat bantu bagi para lembaga atau perguruan tinggi untuk memberikan pengetahuan dan pengalaman praktis bagi mahasiswa dalam melakukan pengawasan jaringan GSM, sehingga dapat meningkatkan daya saing lulusan di bidang komunikasi bergerak.

Program akuisisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM merupakan program yang bekerja untuk melakukan akuisisi data posisi GPS, menyimpan data posisi ke dalam database, menggabungkan data posisi dengan data kualitas jaringan, dan menampilkannya ke dalam titik posisi pada peta digital. Data posisi yang digunakan adalah data longitude dan latitude dengan format derajat desimal. Penggabungan data posisi dengan data kualitas jaringan dilakukan berdasarkan waktu pengambilan data.

Program akuisisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM telah diimplementasikan dan dilakukan pengujian untuk mengamati hasil perancangan. berdasarkan hasil pengujian, program ini telah bekerja dan dapat menampilkan data kualitas jaringan pada peta digital dengan baik.

ABSTRACT

Network monitoring on the Global System for Mobile Communications (GSM) network, is done to maintain the network quality. For analysis, network quality mapping on a digital map is needed for the network monitoring system. A software that are capable to extract positional data from a GPS and combine it with the network quality data is needed to produce a network monitoring system that are accurate, reliable, and efficient. A network monitoring system that are reliable and affordable can be a powerful tool for any education institution, especially universities, in giving their students with knowledge and practical experience in conducting a GSM network monitoring, in short, increasing the competition capabilities of their graduate in the mobile communication field.

The GPS data acquisition software implemented for GSM network monitoring system is a program with the function to acquire GPS positional data to store the positional data to the database, to combine the positional data with the network quality data and to display the combine data on positional points in the digital map. The positional data used are longitude and latitude using a decimal degree format. The positional data and network quality data combining process is based on the time aspect of the data retrieval.

The GPS data acquisition software implemented for GSM network monitoring system has been implemented and tested to observe any faulty in the software design. Based on the test results, it can be deduced that the software is functional and its capability of displaying the network quality data on the digital map is very good.

KATA PENGANTAR

Syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Akuisisi Data GPS Untuk Pemantauan Jaringan GSM” ini dapat diselesaikan dengan baik.

Selama menulis tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan dengan caranya masing-masing, sehingga tugas akhir ini bisa diselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Greg. Heliarko, SJ., B.ST., MA., M.Sc, selaku dekan fakultas teknik.

2. Bapak Damar Wijaya, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar membimbing, memberi semangat dan saran yang membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini.

3. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang telah banyak memberikan pengetahuan kepada penulis selama kuliah.

4. Kedua orang tua yang tercinta atas doa, kesabaran dan dukungan baik secara moril ataupun materil.

5. Kedua saudaraku Ruby dan Jimmy atas dukungan dan kekompakan sebagai saudara.

6. Kelompok GSM Ade, Joe, dan Dedy, terimakasih atas kekompakan, kerjasama, dan solidaritasnya.

7. Sahabatku semasa kuliah Jhon de Bounce dan Beni. Tetap semangat dan solid sampai tua!

8. Anak – anak kos Aisyah Welas Asih Eric “bau”, Bawon, Sukhoi, Agung, Alfa Da Drive, Buser ”cumi”, dan Ny. Jhon “Vivi” Sitmen, Wharton ”selalu terdepan”. Terima kasih atas dukungan dan peralatan yang sering saya pinjam.

9. Sahabat - sahabatku geng tuduh pecinta khayangan Rian “Tarzan”, Angga “Bodet”, Bentes “DJ Opes”, Yuyus “Palui”, Endros “Girly”, Agie “Mustang Liar”, Adi “maskulin”, Yandi ”Pemalas”, Yayan “Laki – Laki tanggung”, Ale “Residivis”. Terimakasih atas persahabatan kita selama hidup di perantauan “jogja”.

10. Berbagai pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan, dukungan, bimbingan, kritik dan saran.

Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

Yogyakarta, November 2008

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Model sistem ... 4

Gambar 2.1. Segmen penyusun GPS ... 8

Gambar 2.2. Penentuan jarak dengan kode... 12

Gambar 2.3. Skema jarak ukuran dari pengamat ke satelit pada gelombang dalam waktu t ... 12

Gambar 2.4. Prinsip penentuan posisi GPS ... 15

Gambar 2.5. Sistem koordinat geografi ... 24

Gambar 2.6. Frekuensiuplinkdandownlinkpada GSM 900 ... 25

Gambar 2.7. Pembagian frekuensi jaringan GSM... 26

Gambar 2.8. Arsitektur jaringan GSM... 28

Gambar 2.9. Proses optimisasi ... 31

Gambar 2.10. Konfigurasidrivetest MS-receiver... 34

Gambar 2.11. Prosesdrivetest dalam mobil pada jaringan GSM ... 34

Gambar 2.12. konfigurasi sistemdrivetest berbasis MS dengan laptop danreceiverGPS termasukantenna... 35

Gambar 2.13. Sistemdrivetest berbasisreceiver menggunakan GPSinternal 36 Gambar 2.14. Pemetaan kuat sinyal ... 37

Gambar 2.15. Konektor USB tipe A dan tipe B... 38

Gambar 2.16. Berbagai macam konektor USB (dari kiri ke kanan, micro USBplug,mini USB plug, B-type plug, A-type receptacle, A-type plug) ... 38

Gambar 2.17. IDE padaVisual Basic... 41

Gambar 2.18. Hubungan obyek,property, method danevent... 43

Gambar 3.1. Algoritma perancanganPosition Monitoring... 45

Gambar 3.2. Algoritma perancanganAnalyzer... 45

Gambar 3.3. Diagram alir Menu Utama ... 46

Gambar 3.4. Diagram alirPosition Monitoring... 48

Gambar 3.5. Diagram alir Koneksi... 49

Gambar 3.6. Diagram alir Akusisi Data Posisi ... 50

Gambar 3.7. Diagram alir TampilanReal Time... 51

Gambar 3.8. Diagram alir PenyimpananDatabase... 53

Gambar 3.9. Diagram alirAnalyzeruntukposition monitoring... 54

Gambar 3.10. Diagram alirLoad Database... 55

Gambar 3.11. Diagram alir TampilanAnalyzer... 56

Gambar 3.12. Diagram alirTracking prosedur... 57

Gambar 3.13. Diagram alirTracking Rx Quality... 58

Gambar 3.14. Diagram alirTracking Rx Level... 59

Gambar 3.15. Diagram alirTracking Tx Level... 60

Gambar 3.16. Diagram alir Normalisasi Peta ... 61

Gambar 3.17. Diagram alirHelp... 62

Gambar 3.18. Diagram alirAbout... 62

Gambar 3.19. Tampilan Menu Utama ... 64

Gambar 3.20. TampilanPosition Monitoring... 65

Gambar 3.22. TampilanAbout... 74

Gambar 3.23. ER diagramdatabase akusisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM... 75

Gambar 3.24. Relasi antar tabel ... 76

Gambar 4.1. Struktur program sistem pemantauan posisi ... 78

Gambar 4.2. Tampilan Menu Utama... 79

Gambar 4.3. TampilanPosition Monitoring ... 80

Gambar 4.4. TampilanAnalyzer. (a) Bagian Main Analyzer. (b) Bagian Performance Analyzer.(c) BagianProcedure Analyzer... 83

Gambar 4.5. TampilanHelp... 85

Gambar 4.6. TampilanAbout ... 86

Gambar 4.7. Koneksi antarahandsetdan PC... 87

Gambar 4.8.ErrorGPS saat kehilangan sinyal satelit... 88

Gambar 4.9.Position Monitoringpada saat melakukan akusisi data GPS... 88

Gambar 4.10. Data – data posisi yang tersimpan dalamdatabase... 89

Gambar 4.11. Keakuratan tertinggi data GPS... 89

Gambar 4.12. Keakuratan terendah data GPS... 89

Gambar 4.13.Filepeta digital pada kotak dialog... 90

Gambar 4.14.Position Monitoringpada saat menampilkan peta digital Jlgeo.shp yang tidak memiliki nama jalan... 91

Gambar 4.15.Position Monitoringpada saat menampilkan peta digital Jalangeo3.shp yang memiliki nama jalan... 92

Gambar 4.16. Tampilan peta digital. (a) Setelah diperbesar 1 kali.

(b) Setelah diperbesar 2 kali... 92

Gambar 4.17. Tampilan nama jalan dengan peta yang diperbesar 4 kali... 95

Gambar 4.18. Tampilan peta digital. (a) Setelah diperbesar 3 kali. (b) Setelah diperkecil 1 kali... 96

Gambar 4.19. Tampilan peta digital. (a) Sebelum digeser. (b) Setelah digeser kekanan... 97

Gambar 4.20. Tampilan peta digital pada saat dilakukanSelect... 99

Gambar 4.21. Tampilan peta digital. (a) Saat diperbesar 7 kali. (b) Setelah dikembalikan ke ukuran normal... 100

Gambar 4.22. Tampilan titik posisi pada saatPosition Monitoringdilakukan. (a)...Menggu nakan peta dengan pergeseran letak koordinat kecil. (b) Menggunakan peta dengan pergeseran letak koordinat besar... 101

Gambar 4.23. Kotak dialog pemilihdatabase padaAnalyzer... 103

Gambar 4.24. Isi penampilposition data... 104

Gambar 4.25. Data posisi padadatabase... 105

Gambar 4.26. Isi penampil peta... 105

Gambar 4.27. Penampiltracking position ... 106

Gambar 4.28. Titik posisi yang ditampilkan pada data posisi yang diambil dalam keadaan diam selama beberapa waktu... 107

Gambar 4.30.Position Analyzersaat melakukan identifikasi... 109

Gambar 4.31. Isi penampiltracking performancesaat menampilkan Rx Quality ... 110

Gambar 4.32. Titik posisi saat dataRx Quality “1”... 110

Gambar 4.33. Isi penampiltracking performancesaat menampilkan Rx Level... 111

Gambar 4.34. Titik posisi saat dataRx Level “-120”... 111

Gambar 4.35. Isi penampiltracking performancesaat menampilkan Tx Level... 112

Gambar 4.36. Titik posisi saat dataTx Level “14”... 113

Gambar 4.37. Isi penampiltracking prosedur ... 114

Gambar 4.38. Titik posisi saat dataevents prosedur terjadiIdle ... 114

Gambar 4.39. Titik posisi saat dataevents prosedur terjadiCall Setup ... 115

Gambar 4.40. Titik posisi saat dataevents prosedur terjadiHandover... 116

Gambar 4.41. Titik posisi saat dataevents prosedur terjadi Location Update ... 116

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Ketelitian dari metode penentuan posisi secara

absolut dan diferensial ... 20 Tabel 2.2. Jenis - jenis informasi (sentence ID) ... 22 Tabel 2.3. Spesifikasi GSM 900, GSM 1800 dan GSM 1900 ... 27

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vii

INTISARI...viii

ABSTRACT... ix

KATA PENGANTAR... x

DAFTAR GAMBAR... xii

DAFTAR TABEL... xvii

DAFTAR ISI... xviii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar belakang masalah... 1

1.2. Batasan Masalah ... 3

1.3. Tujuan penelitian ... 3

1.4. Manfaat Penelitian ... 3

1.5. Metodologi Penelitian ... 4

BAB II DASAR TEORI... 7

2.1. Sistem Navigasi GPS ... 7

2.1.1 Segmen Penyusun Sistem GPS... 7

2.1.1.1. Segmen Satelit ... 7

2.1.1.2. Segmen Sistem Kontrol... 8

2.1.1.3. Segmen Pengguna ... 9

2.1.2. Sinyal GPS... 10

2.1.2.1. Informasi Jarak... 10

2.1.2.2. Informasi Posisi ... 13

2.1.2.2.1. Metode Penentuan Posisi secara Absolut ... 15

2.1.2.2.1. Metode Penentuan Posisi secara Diferensial ... 16

2.1.2.3. Gelombang Pembawa... 16

2.1.3. Kesalahan dan Bias Pengamatan ... 16

2.1.3.1. Kesalahan Orbit ... 17 2.1.3.2. Bias Ionosfer ... 17 2.1.3.3. Bias Troposfer... 18 2.1.3.4. Multipath ... 18 2.1.3.5. Cycle Slip ... 18 2.1.3.6. Selective Availability ... 19 2.1.3.7. Anti Spoofing... 19 2.1.3.8. Ambiguitas Fase... 19 2.1.4. Ketelitian Posisi GPS ... 20

2.1.6. Sistem koordinat geografi... 24 2.2. GSM Overview ... 25 2.2.1. Definisi GSM... 25 2.2.2. Spesifikasi Teknis GSM ... 25 2.2.3. Arsitektur jaringan GSM ... 27 2.2.3.1. Mobile Station... 28

2.2.3.2. Base Station Sub-system ... 29

2.2.3.3. Network Sub-system ... 29

2.2.3.4. Operation and Support System ... 30

2.2.4. Proses Optimisasi Jaringan GSM... 30

2.2.5. PrinsipDrivetest... 32

2.2.5.1. Sistem Drivetest berbasis MS ... 33

2.2.5.2. Sistem Drivetestberbasisi Receiver... 35

2.2.6. Aplikasi GIS Pada Sistem Pengukuran dan Pengawasan Jaringan GSM ... 36

2.3. Universal Serial Bus... 37

2.4. Visual Basic... 40

2.4.1. DefinisiVisualBasic... 40

2.4.2. Integrated Development Environment (IDE) Visual Basic... 41

2.4.3.Property,Method danEventdalamVisualBasic ... 43

BAB III PERANCANGAN... 44

3.1. Algoritma Perancangan ... 44

3.1.1.. Algoritma PerancanganPosition Monitoring... 44

3.2. Perancangan Diagram Alir Program ... 45

3.2.1. Diagram Alir Menu Utama... 45

3.2.2. Diagram AlirPosition Monitoring... 47

3.2.2.1. Diagram alir Koneksi ... 47

3.2.2.2. Diagram alir Akuisisi Data Posisi... 49

3.2.2.3. Diagram alir TampilanRealTime ... 50

3.2.2.4. Diagram alir Penyimpanan Database ... 52

3.2.3. Diagram alirAnalyzer untukPosition Monitoring ... 53

3.2.3.1. Diagram alirLoadDatabase ... 54

3.2.3.2. Diagram Alir Tampilan Analyzer ... 55

3.2.3.2.1. Diagram AlirTracking Prosedur... 57

3.2.3.2.2. Diagram AlirTracking Rx Quality... 58

3.2.3.2.2. Diagram AlirTracking Rx Level... 59

3.2.3.2.3. Diagram AlirTracking Tx Level... 59

3.2.3.3. Diagram Alir Normalisasi Peta... 60

3.2.4. Diagram AlirHelp... 61

3.2.5. Diagram Alir About ... 62

3.3. Tampilan Program ... 62

3.3.1. Tampilan Menu Utama... 63

3.3.2. TampilanPositionMonitoring ... 64

3.3. TampilanAnalyzeruntukPosition Monitoring... 70

3.3.4. TampilanAbout... 74

3.4.1. ER Diagram ... 74 3.4.2. Relasi Antar Tabel ... 75 3.5. Perancangan Struktur Data... 75 3.5.1. TabelTime... 75 3.5.2. TabelPosition... 76 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 78 4.1. Tampilan Program ... 78 4.1.1. Tampilan Menu Utama... 79 4.1.2. TampilanPosition Monitoring... 80 4.1.3. TampilanAnalyzer... 82 4.1.4. TampilanHelp... 84 4.1.5. TampilanAbout... 85 4.2. Pengujian Program... 86 4.2.1. Position Monitoring... 86 4.2.1.1. Pengujian Akuisisi Data GPS ... 87 4.2.1.2. Pengujian Menampilkan Peta ... 90 4.2.1.3. PengujianView Option... 92 4.2.1.4. Pengujian Menampilkan Titik Posisi pada Peta ...101 4.2.2. PengujianAnalyzer...103 4.2.2.1. Pengujian PenampilPosition Data...104 4.2.2.2. Pengujian Penampil Peta ...105 4.2.2.3. Pengujian PenampilTracking Position...106 4.2.2.4. Pengujian PenampilTracking Performance...109

4.2.2.5. Pengujian PenampilTracking Prosedur...113 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...117 5.1. Kesimpulan...117 5.2. Saran...118 DAFTAR PUSTAKA...119 LAMPIRAN...123

1.1 Latar Belakang Masalah

Peranan peta digital dalam bidang komunikasi bergerak Global system for Mobile Communications (GSM) sangat penting, salah satunya pada sistem pengukuran dan kinerja jaringan GSM [1]. Pengawasan kinerja jaringan dilakukan untuk menjaga kualitas jaringan. Pada sistem pengukuran dan pengawasan kinerja jaringan, peta digital digunakan untuk melakukan pemetaan kuat sinyal dan kualitas sinyal yang diterima.

Banyak jenis perangkat dalam bentuk sistem pengawas dan pengukur kinerja jaringan yang tersedia di pasaran untuk membantu melakukan optimisasi kinerja jaringan [1-3]. Perangkat ini cukup akurat dan telah dilengkapi dengan produk yang mengintegrasikan pengukuran dengan peta digitalGeographical Information System (GIS), sehingga memenuhi kebutuhan para insinyur yang bekerja pada industri komunikasi bergerak, seperti operator, konsultan, kontraktor, maupun badan pemerintah. Namun perangkat yang seperti ini memiliki harga yang cukup mahal, sehingga tidak setiap lembaga atau perguruan tinggi mampu membelinya.

Beberapa produsen Mobile Station (MS) GSM telah melengkapi MS GSM dengan sistem pengawasan jaringan [4]. Sebagian besar di antaranya hanya menyediakan data tanpa penggabungan dengan peta digital karena keterbatasan perangkat keras (tampilan, memori, dan lain-lain) dan perangkat lunak. Sistem

pengawasan jaringan seperti ini harganya lebih murah dari sistem yang disebutkan sebelumnya.

Saat ini, kebutuhan insinyur/tenaga profesional di bidang komunikasi bergerak semakin meningkat, tetapi penyiapan calon insinyur kurang memadai. Perangkat pengawas dan pengukur kinerja jaringan akan sangat membantu dalam menyiapkan calon insinyur untuk memasuki dunia kerja di bidang komunikasi bergerak. Alternatif perangkat yang handal dan murah dapat menjadi alat bantu bagi para lembaga atau perguruan tinggi untuk memberikan pengetahuan dan pengalaman praktis bagi mahasiswa dalam melakukan pengawasan jaringan GSM, sehingga dapat meningkatkan daya saing lulusan di bidang komunikasi bergerak.

Untuk menampilkan data dari sebuah MS GSM pada peta digital, diperlukan data atau informasi posisi dari MS GSM.Global positioning System (GPS) adalah salah satu perangkat yang dapat memberikan informasi posisi untuk peta digital GIS [5]. Pada penelitian ini, penulis ingin memberikan solusi untuk mengatasi kekurangan dan keterbatasan dari perangkat yang hanya menyediakan data tanpa penggabungan dengan peta digital, dengan menghasilkan perangkat yang dapat melakukan akuisisi data dari GPS. Perangkat ini dapat memberikan solusi alternatif akan ketersediaan perangkat pengawasan dan pengukuran kinerja jaringan GSM yang lengkap dan ekonomis.

1.2 Batasan Masalah

a. Akuisisi data bujur dan lintang dari GPS ke komputer.

b. Area pengawasan dan pengukuran dilakukan di daerah Yogyakarta kota.

c. Software yang digunakan untuk menampilkan data menggunakan

Visual Basic 6.0.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan perangkat akuisisi data dari GPS melalui komputer yang kemudian dapat digabungkan dengan data dari MS GSM.

1.4 Manfaat Penelitian

a. Dapat menjadi sarana pendidikan bagi perguruan tinggi untuk mempersiapkan lulusan sebagai calon–calon professional di bidang komunikasi bergerak, sehingga meningkatkan daya saing lulusan. b. Memberikan tambahan pengetahuan dan pengalaman praktis bagi

mahasiswa jurusan Teknik Elektro bidang Telekomunikasi dalam melakukan pengawasan dan pengukuran kinerja jaringan di bidang komunikasi bergerak.

c. Menambah wawasan bagi mahasiswa jurusan Teknik Elektro bidang Telekomunikasi mengenai optimasi kinerja jaringan GSM.

1.5 Metodologi Penelitian

a. Menentukan model sistem

Model sistem untuk perancangan ditunjukkan pada Gambar 1.1 GPS menerima sinyal dari satelit dan memberikan data ke komputer. Data dari MS GSM sudah terdapat di dalam komputer. Komputer akan mengolah kedua data dan menggabungkan data dengan peta digital yang ada di dalam komputer. Hasil pengolahan komputer akan memberikan informasi kinerja jaringan pada lokasi tertentu.

Gambar 1.1 Model sistem.

b. Menentukan parameter yang akan diukur

Parameter yang diukur berkaitan dengan lintang dan bujur. c. Menguji perangkat

Perangkat diuji secara bergerak di luar gedung untuk mendapatkan sinyal satelit. Pergerakan dilakukan dengan kecepatan yang berubah-ubah di berbagai wilayah di Yogyakarta Satelit

kota. Data hasil akuisisi dari GPS harus dapat disimpan untuk ditampilkan kapanpun diinginkan.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat dari penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Bab ini berisi dasar teori mengenai GPS, perangkat keras, serta perangkat lunak yang digunakan.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Bab ini berisi perancangan dari sistem yang dibuat untuk memecahkan permasalahan yang ada.

BAB IV : IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi implementasi perancangan yang dibuat, pengambilan data, penampilan data, pembahasan dan analisis mengenai hasil penelitian yang telah dilaksanakan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dan spesifikasi peralatan yang dibuat serta saran-saran untuk perbaikan alat dan penelitian selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

7 2.1. Sistem Navigasi GPS

GPS adalah sistem radio navigasi dan penentuan posisi dengan menggunakan satelit navigasi yang dimiliki dan dikelola oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat [6]. Nama formal dari GPS adalah NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System). Sistem ini digunakan untuk memberikan informasi mengenai posisi, waktu dan kecepatan secara global tanpa ada batasan waktu dan cuaca. Satelit GPS pertama kali diluncurkan pada tahun 1978. Sistem GPS dinyatakan operasional pada tahun 1994.

2.1.1. Segmen Penyusun Sistem GPS

Sistem GPS tediri atas tiga segmen utama, yaitu segmen satelit (space segment), segmen sistem kontrol (control system segment), dan segmen pengguna (user segment) [6-8]. Gambar 2.1. menunjukkan segmen penyusun GPS.

2.1.1.1. Segmen Satelit

Segmen satelit adalah satelit GPS yang mengorbit di angkasa sebagai stasiun radio [6]. Satelit GPS dilengkapi antena untuk mengirim dan menerima gelombang. Gelombang dipancarkan ke bumi dan diterima oleh receiver GPS

yang ada di bumi dan digunakan untuk menentukan informasi posisi, kecepatan, dan waktu.

Gambar 2.1. Segmen penyusun GPS [8].

Satelit GPS terdiri dari 24 satelit yang menempati 6 bidang orbit dengan periode orbit 10 jam 58 menit, pada ketinggian ± 20.200 km di atas permukaan bumi [8]. Pada setiap waktu, paling sedikit 4 satelit dapat kita amati di setiap lokasi di permukaan bumi. Hal ini memungkinkan pengguna GPS untuk dapat menghitung posisi mereka di permukaan bumi.

2.1.1.2. Segmen Sistem Kontrol

Segmen sistem kontrol GPS adalah otak dari GPS [6]. Tugas dari segmen sistem kontrol adalah mengatur semua satelit GPS yang ada agar berfungsi sebagaimana mestinya serta mengirimkan beberapa informasi seperti sinkronisasi waktu, prediksi orbit satelit, informasi cuaca di angkasa dan monitor kesehatan

satelit. Pihak Amerika Serikat mengoperasikan sistem ini dari Sistem Kontrol Utama di Falcon Air Force Base di Colorado Springs, Amerika Serikat. Segmen sistem kontrol ini juga termasuk 4 stasiun monitor yang berlokasi menyebar di seluruh dunia.

2.1.1.3. Segmen Pengguna

Segmen pengguna adalah para pengguna satelit GPS, dalam hal ini

receiverGPS yang dapat menerima dan memproses sinyal yang dipancarkan oleh satelit GPS. Receiver GPS yang dijual di pasaran saat ini cukup bervariasi, baik dari segi jenis, merek, harga, ketelitian yang diberikan, berat, ukuran maupun bentuknya. Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikan

receiver GPS, yaitu antara lain berdasarkan fungsi, data yang direkam, jumlah kanal ataupun penggunaannya.

Secara sederhanareceiver GPS untuk penentuan posisi dapat dibedakan tiga jenis, yaitu tipe navigasi, tipe pemetaan, tipe geodetik [6]. Receiver GPS tipe navigasi yang sering juga disebut tipe genggam (handheld receiver) mempunyai ketelitian yang lebih rendah dibandingkan tipe pemetaan dan geodetik (sampai orde 10m – 100m). Receiver tipe pemetaan dapat memberikan ketelitian posisi hingga orde 1m – 5m. Sedangkan receiver tipe geodetik adalah tipe yang paling dapat memberikan ketelitian posisi yang lebih tinggi hingga orde mm.

2.1.2. Sinyal GPS

Sinyal GPS yang dipancarkan oleh satelit-satelit GPS menggunakanband

frekuensi L pada spektrum gelombang elektromagnetik [7]. Setiap satelit GPS memancarkan dua (2) gelombang pembawa, yaitu L1 (1575.42 Mhz) dengan panjang gelombang ± 1,75cm, dan L2 (1227.60 Mhz) dengan panjang gelombang ± 2,25cm, berisi data kode dan pesan navigasi [7-8]. Pada dasarnya, sinyal GPS terdiri dari tiga komponen, yaitu pemberi informasi jarak (kode), pemberi informasi posisi satelit (navigation message), dan gelombang pembawa (carrier wave).

2.1.2.1. Informasi Jarak

Informasi jarak yang dikirimkan oleh satelit GPS berupa kode PRN (Pseudo Random Noise) [6]. Kode PRN itu terdiri dari dua buah, masing – masing terdiri dari kode-C/A (Coarse Acquisition/Clear Access) yang dimodulasikan pada gelombang pembawa L1 dan kode-P(Y) (Private) yang dimodulasikan baik pada gelombang pembawa L1 maupun L2. Kode P mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kode C/A yaitu :

1. Presisi jarak yang diberikan lebih tinggi yaitu kode P = 0,3 m dan kode C/A = 3 m.

2. Efekmultipath untuk kode P lebih kecil daripada kode C/A.

3. Kode P dimodulasikan pada dua gelombang pembawa L1 dan L2 sehingga efek bias ionosfer pada jarak hasil pengukuran dari satelit ke pengamat dapat diestimasi.

Kedua kode tersebut disusun oleh rangkaian kombinasi bilangan-bilangan biner (0 dan 1). Setiap satelit GPS mempunyai struktur kode yang unik dan berbeda antara satu satelit dengan satelit lainnya yang memungkinkan receiver

GPS untuk membedakan sinyal-sinyal yang datang dari satelit-satelit GPS yang berbeda. Sinyal-sinyal tersebut dapat dibedakan oleh receiver dengan menggunakan teknik yang dinamakan CDMA (Code Division Multiple Accsess).

Informasi jarak didapatkan dari dua besaran dasar yaitu pseudorangedan

carrier beat phase. Pseudorangeadalah jarak hasil perhitungan olehreceiverGPS terhadap data ukuran waktu rambat sinyal satelit ke receiver. Pengukuran dilakukan dengan membandingkan kode yang diterima dari satelit dengan replika kode yang diformulasikan dalam receiver. Waktu yang digunakan untuk sinkronisasi kedua kode tersebut adalah waktu yang diperlukan oleh kode tersebut untuk menempuh jarak dari satelit ke pengamat. Gambar 2.2. menunjukkan cara penentuan jarak dengan kode. Jarak dari satelit ke pengamat dapat dihitung dengan persamaan [6] :

Jarak = C × dt (2.1)

dengan C adalah kecepatan cahaya dan dt adalah waktu yang ditempuh kode dari satelit untuk mencapai pengamat.

Gambar 2.2. Penentuan jarak dengan kode [6].

Karena jam receiver tidak sinkron dengan jam satelit maka jarak di atas masih terkontaminasi oleh kesalahan waktu. Oleh karena itu, jarak tersebut dinamakan pseudorange. Gambar 2.3. menunjukkan skema penentuan jarak dari pengamat ke satelit.

Gambar 2.3. Skema jarak ukuran dari pengamat ke satelit pada gelombang dalam waktu t [6].

Carrier beat phase adalah beda fase yang diukur olehreceiverGPS dengan cara mengurangkan fase sinyal pembawa yang datang dari satelit dengan sinyal

serupa yang dibangkitkan dalam receiver. Jadi data fase pengamatan satelit GPS adalah jumlah gelombang penuh yang terhitung sejak saat pengamatan dimulai. Jarak dari satelit ke pengamat dapat dihitung dengan persamaan [6] :

Jarak = × ( +N) (2.2)

dengan adalah panjang gelombang, adalah jumlah fase sepanjang gelombang dalam waktu t, dan N jumlah gelombang penuh yang tidak teramati.

Untuk merubah data fase menjadi data jarak, nilai N (cycle ambiguity) harus ditentukan terlebih dahulu. Secara umum ketelitian pengukuran fase adalah 1 % x panjang gelombang. Jadi ketelitian jarak jika dihitung dengan menggunakan gelombang adalah sebagai berikut :

1. L1 = 1 % x 19 cm = 1,9 mm 2. L2 = 1 % x 24,4 cm = 2,4 mm.

2.1.2.2. Informasi Posisi

Posisi yang diperoleh dari pengamatan GPS akan mengacu ke suatu datum global yang dinamakan World Geodetic System 1984 (WGS-84) [6]. WGS-84 adalah sistem informasi koordinat yang didefinisikan, direalisasikan, dan dipantau olehNational Imagery and Mapping (NIMA) Amerika Serikat, saat ini digunakan oleh sistem satelit navigasi GPS. Jadi setiap penentuan posisi di permukaan bumi akan menghasilkan koordinat pada satu sistem koordinat / datum.

Pesan navigasi yang dibawa oleh sinyal GPS terdiri dari informasi

ephemeris terdiri dari parameter waktu, parameter orbit satelit, dan parameter perturbasi atau gangguan yang terjadi pada orbit satelit. Parameter – parameter tersebut digunakan untuk menentukan koordinat dari satelit [6-7]. Selain

broadcast ephemeris, pesan navigasi juga berisi almanak satelit yang memberikan informasi tentang orbit nominal satelit yang berguna bagi receiver dalam proses akuisasi awal data satelit maupun bagi para pengguna dalam perencanaan waktu pengamatan yang optimal [6]. Informasi lain yang dibawa oleh pesan navigasi adalah koefisien koreksi jam satelit, parameter koreksi ionosfer, status konstelasi satelit, dan informasi kesehatan satelit.

Penentuan posisi receiver GPS dapat dihitung dengan cara pengamatan ke belakang. Dalam hal inireceiver GPS harus mempunyai 2 data utama yaitu :

1. Jarak antarareceiverGPS dengan setiap satelit GPS yang diamati. 2. Posisi / koordinat dari setiap satelit GPS yang diamati.

Jarak dari receiver GPS ke satelit GPS dapat dihitung dari sinyal yang diterima dari satelit GPS baik dari data kode (pseudorange) maupun dengan data fase (carrier beat phase). Sedangkan koordinat satelit GPS diperoleh dari informasi yang dikirimkan oleh satelit GPS tersebut bersama dengan sinyal yang diterima oleh receiver GPS. GPS dapat menentukan posisi berdasarkan pengamatan jarak antara receiver GPS dengan beberapa satelit GPS [9]. Prinsip penentuan posisi GPS ditunjukan oleh Gambar 2.4. Titik A, B, dan C adalah satelit GPS dan titik D adalahreceiver GPS. Mula – mula dilakukan pengukuran terhadap jarak dari receiver GPS dengan satelit A, setelah itu jarak dari receiver

GPS dengan satelit B, kemudian jarak darireceiver GPS dengan satelit C. Dengan menggabungkan data jarak dan posisi tiga satelit sebagai referensi, posisi dari receiver GPS dapat diketahui.

Gambar 2.4. Prinsip penentuan posisi GPS [9].

Untuk dapat menghitung koordinat receiver GPS, paling sedikit harus ada 4 satelit yang teramati [6]. Posisi yang diberikan oleh GPS adalah posisi 3 dimensi (x, y, z ataupun , , h). Terdapat 2 metode penentuan posisi pada GPS, yaitu metode penentuan posisi secara Diferensial dan metode penentuan posisi secara Absolut.

2.1.2.2.1. Metode Penentuan Posisi secara Absolut

Penentuan posisi secara absolut adalah metode penentuan posisi yang paling mendasar dari GPS [6]. Metode ini hanya menggunakan 1 receiver GPS untuk suatu posisi dan biasanya menggunakan receiver tipe navigasi. Prinsip

penentuan posisi adalah pengukuran jarak receiver GPS dengan beberapa satelit yang telah diketahui koordinatnya (minimal 4 satelit). Data yang digunakan adalah datapseudorange.

2.1.2.2.2. Metode Penentuan Posisi secara Diferensial

Pada penentuan posisi secara diferensial, posisi suatu titik ditentukan relatif terhadap titik lainnya yang telah diketahui koordinatnya [6]. Metode penentuan posisi secara diferensial menggunakan 2 buah receiver. Dengan mengurangkan data yang diamati oleh 2 receiver GPS pada waktu yang bersamaan, beberapa jenis kesalahan dan bias pengamatan dapat dieliminasi atau direduksi. Hal ini akan meningkatkan akurasi dan presisi dari koordinat yang diperoleh dibandingkan pada metode absolut.

2.1.2.3. Gelombang Pembawa

Agar dapat mencapai pengamat, kode dan pesan navigasi harus dimodulasikan terlebih dahulu pada gelombang pembawa (gelombang L1 dan L2). Teknik modulasi yang digunakan dalam sinyal GPS adalah BPSK (Binary Phase Shift Keying).

2.1.3. Kesalahan dan Bias Pengamatan

Pengamatan satelit GPS tidak terlepas dari kesalahan dan bias yang disebabkan oleh beberapa faktor alam, alat, dan manusia [6]. Ada beberapa

macam cara yang dapat dilakukan untuk menghilangkan atau mengurangi efek kesalahan dan bias pengamatan. Beberapa cara tersebut antara lain melakukan estimasi parameter dari kesalahan dan bias dalam proses hitung perataan, pengurangan data pengamatan, menghitung besar kesalahan dan bias secara langsung atau dari model, menggunakan strategi pengamatan dan pengolahan data yang tepat, dan mengabaikan kesalahan dan bias itu sendiri.

2.1.3.1. Kesalahan Orbit

Kesalahan orbit adalah kesalahan yang terjadi pada saat data posisi orbit yang dilaporkan berbeda dengan posisi orbit satelit yang sebenarnya [6]. Data mengenai orbit satelit disebut ephemeris. Kesalahan orbit akan mempengaruhi ketelitian posisi titik-titik yang ditentukan.

2.1.3.2. Bias Ionosfer

Ionosfer akan mempengaruhi kecepatan, arah dan polarisasi sinyal GPS [6]. Efek ionosfer yang terbesar adalah pada kecepatan sinyal. Dengan berubahnya kecepatan sinyal pada saat melewati ionosfer, maka jarak dari satelit ke pengamat yang diukur akan ikut berubah. Ionosfer akan memperbesar perbedaan fase gelombang dan memperlambat datangnya kode (pseudorange) yang dibawa oleh sinyal dari satelit ke pengamat.

2.1.3.3. Bias Troposfer

Ketika melewati troposfer, sinyal GPS akan mengalami refraksi yang menyebabkan perubahan kecepatan dan arah [6]. Hampir sama dengan yang terjadi pada bias Ionosfer, bias ini mempengaruhi kecepatan sinyal sehingga hasil pengukuran jarak juga akan mengalami kesalahan.

2.1.3.4. Multipath

Multipath adalah fenomena yang terjadi karena sinyal dari satelit tiba di

antenna GPS melalui dua atau lebih lintasan yang berbeda [6]. Perbedaan jarak tempuh menyebabkan sinyal yang ada saling berinterferensi. Bidang reflektor

yang menyebabkanmultipath bisa berupa bidang horisontal, vertikal atau miring, seperti jalan, gedung, permukaan air, dan kendaraan.

2.1.3.5. Cycle slip

Cycle slipadalah terputusnya jumlah gelombang penuh dari fase gelombang pembawa yang diamati, karena receiver mengalami kerusakan teknis seperti, kabel putus,antenna tercabut atau rusak, dan lain sebagainya, yang menyebabkan terputusnya pengamatan sinyal [6].

2.1.3.6. Selective Availability

Selective availability adalah metode yang diaplikasikan oleh pihak militer Amerika Serikat agar ketelitian posisi yang relatif tinggi dari GPS hanya dapat diperoleh pihak – pihak yang diijinkan [6]. Selective availability

diimplementasikan dengan menerapkan secara sengaja kesalahan ephemeris

satelit dan jam satelit. Koreksi kesalahan tersebut hanya diketahui oleh pihak militer Amerika Serikat dan pihak yang diijinkan. Kebijakanselective availability

dihapuskan oleh pihak militer Amerika Serikat sejak tahun 2000.

2.1.3.7. Anti Spoofing

Anti spoofingadalah suatu kebijaksanaan dari pihak militer Amerika Serikat untuk mencegah penggunaan kode P dari sinyal GPS yang telah diubah menjadi kode Y yang bersifat rahasia oleh pihak-pihak yang tidak dikehendaki [6]. Struktur kode Y hanya diketahui oleh pihak militer Amerika Serikat dan pihak -pihak yang diijinkan. Adanya anti spoofing menyebabkan pihak pengguna biasa hanya dapat menerima kode C/A.

2.1.3.8. Ambiguitas Fase

Ambiguitas fase atau cycle ambiguity adalah jumlah gelombang (N) yang tidak teramati oleh receiver GPS [6]. Ambiguitas fase terjadi karena adanya gangguan pada sinyal dan dapat diketahui dengan pengamatan satelit GPS dengan menggunakan data fase.

2.1.4 Ketelitian Posisi GPS

Ketelitian posisi yang didapat dengan pengamatan GPS secara umum bergantung pada beberapa faktor [6]:

1. Ketelitian data yang digunakan (tergantung dari tipe data, kualitas/tipe

receiverserta tingkat kesalahan & bias pengamatan). 2. Geometri satelit yang diamati.

3. Metode penentuan posisi yang digunakan. 4. Strategi pemrosesan data.

Dari faktor – faktor tersebut, GPS dapat memberikan ketelitian posisi dengan spektrum yg cukup luas, yaitu dari orde mm sampai dengan orde puluhan meter seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 2.1. [6].

Tabel 2.1. Ketelitian dari metode penentuan posisi secara absolut dan diferensial [6].

Absolut Diferensial

Tipe data dan keadaan

ketelitian Tipe data dan keaadan

Ketelitian Data kode C/A

denganselective availability.

± 50 m Kode C/A ± 5 m

Kode C/A tanpa

selective availability.

± 20 m Data fase ± 1 m

Kode P ± 8 Data fase dengan

receiverGPS yang dipakai bergerak

Tabel 2.1. (lanjutan) Ketelitian dari metode penentuan posisi secara absolut dan diferensial [6].

Absolut Diferensial

Tipe data dan keadaan

ketelitian Tipe data dan keaadan

Ketelitian Data fase dengan

receiverGPS yang dipakai diam

± 3 mm

2.1.5 Format data keluaran GPS

Format data yang paling banyak digunakan receiver GPS adalah format data NMEA 0183, yang sudah ditetapkan oleh National Marine Electronic Associations (NMEA) [6-8],[10]. Data ini dapat diidentifikasi dengan aplikasi

Hyperterminal. Data keluaran dalam format NMEA 0183 berbentuk kalimat (string) yang merupakan karakter rangkaian ASCII [9]. Setiap kalimat diawali dengan tanda ‘$’, dua karakter Talker ID, tiga karakter Sentence ID, dan diikuti oleh data fileds yang masing-masing dipisahkan oleh koma serta diakhiri oleh

optional cheksumdan karaktercariage return/line feed(CR/LF).

Format dasar keluaran NMEA 0183 :

$aaccc,c—c*hh<CR><LF>

dengan ”aa” adalah Talker ID yang menandakan jenis atau peralatan navigasi yang Digunakan, ”ccc” adalah Sentence ID yang menandakan jenis informasi yang terkandung dalam kalimat, “c—c” adalah data fileds yang berisi data-data navigasi hasil pengukuran, “hh” adalah optional cheksum untuk pengecekan

kesalahan (error) kalimat, dan “<CR><LF>” adalah carriage return/line feed

yang menandakan akhir dari kalimat. Jenis – jenis informasi (sentence ID) ditunjukkan pada Tabel 2.2. [9].

Tabel 2.2. Jenis - jenis informasi (sentence ID) [9].

Sentence

ID

Keterangan Penjelasan

$GPALM GPSalmanac data Berisi informasi almanak

$GPGGA GPSfix data Informasi lokasi dan ketelitian dari informasi

$GPGLL GPSantenna position data Berisi data posisireceiverdalam lintang dan bujur, informasi waktu dan

tanggal

$GPGRS GPSrange residuals

$GPGSA GPSDOP (dilution of precision) and active

satellites

Status ketelitian data koordinat

$GPGST GPSpseudorange statistics Berisi informasi nilainoisepada

pseudorange

$GPGSV GPSsatellites in view Berisi informasi jumlah dan nomor satelit yang mengirimkan gelombang

kereceiver GPS

$GPMSS Beacon receiver signal status

Status sinyal yang dikirimkan dari pusat kontrol

$GPRMC Recommended minimum specific GPS data

Informasi posisi minimum GPS. terdiri dari informasi waktu, tanggal,

kecepatan, Namun tidak terdapat informasi lintang dan bujur

$GPVTG Course over ground and ground speed

Berisi informasi kecepatan dan ketelitian dari informasi kecepatan

$GPZDA GPStime and date Berisi informasi waktu

Untuk mengetahui posisi menggunakan GPS, paling sedikit diambil satu

dari tiga informasi penting, yaitu :$ GPGGA, $ GPGLL, dan $ GPRMC. Masing-masing berisi informasi garis bujur geografis, garis lintang posisi, dan waktu UTC (Universal Time Coordinate).

Contoh data keluaran GPS :

$GPGGA,180432.00,4027.027912,N,08704857070,W,2,07,1.0,212.15,M,33.81,

M,4.2,0555*73

Keterangan :

1. 180432.00 = hhmmss.ss format(18 hours, 4minutes dan 32.00 seconds)

2. 4027.027912 = garis lintang geografis dalam format ddmm.mmmmmm

(40degrees and 27.027912 minutes)

3. N = posisi lintang (N - North, S –South)

4. 08704.857070 = garis bujur dalam format dddmm.mmmmmm (87degrees

dan 4.857070minutes)

5. W = posisi garis bujur (E -East, W –West)

6. 2 = indikator kualitas GPS (0 - fix not valid, 1 – GPS fix, 2 - DGPS fix)

7. 07 = nomor satelit yang digunakan (00-12)

8. 1.0 = Horizontal DOP

9. 212.15 = ketinggian antena di atas permukan laut (212.15 m)

10. 10 M = ketinggian (meter)

11. -33.81 = separasi geoidal (-33.81 m)

12. 12 M = unit separasi geoidal (meter)

13. 4.2 = lama data diferensial GPS

2.1.6. Sistem Koordinat Geografi

Sistem koordinat geografi digunakan untuk menunjukkan suatu titik di Bumi berdasarkan garis lintang dan garis bujur [11]. Garis lintang yaitu garis vertikal yang mengukur sudut antara suatu titik dengan garis katulistiwa (equator). Titik di utara garis katulistiwa dinamakan Lintang Utara sedangkan titik di selatan katulistiwa dinamakan Lintang Selatan. Garis bujur yaitu horizontal yang mengukur sudut antara suatu titik dengan titik nol di Bumi yaitu Greenwich di London Britania Raya yang merupakan titik bujur 0° atau 360° yang diterima secara internasional. Titik di barat bujur 0° dinamakan Bujur Barat sedangkan titik di timur 0° dinamakan Bujur Timur. Posisi kota Yogyakarta secara geografis terletak diantara 110024'19" sampai 110028'58" Bujur Timur dan 07015'24" sampai 07049'26" Lintang Selatan. Gambar 2.5. menunjukkan sistem koordinat geografi [12].

2.2. GSM Overview 2.2.1. Definisi GSM

GSM yang pada awalnya adalah kependekan dari Groupe Spécial Mobile

merupakan standar yang diterima secara global untuk komunikasi selular digital [13-14]. GSM berbeda dengan komunikasi bergerak generasi sebelumnya dengan pensinyalan maupun speech channel yang menggunakan data – data digital (digital call quality). Untuk itu, GSM disebut juga dengan 2G (second generation)

mobile communication[14].

2.2.2 Spesifikasi teknis GSM

Pada awalnya, GSM didesain untuk beroperasi pada band frekuensi 900 MHz [15]. Band frekuensi 900 MHz mempunyai frekuensiuplink 890-915 MHz, dan frekuensi downlink 935 – 960 MHz. Bandwidth yang digunakan sebesar 25 MHZ dan lebar kanal sebesar 200 kHz. Oleh karena itu, GSM 900 menyediakan 125 kanal, yaitu 124 kanal digunakan untuk voice dan 1 kanal untuk signaling. Gambar 2.6. menunjukkan frekuensi uplinkdandownlinkpada GSM 900. Tanda panah pada Gambar 2.6. menunjukan kanal yang padauplinkdandownlink.

Pada perkembangannya, jumlah kanal sebanyak 124 kanal tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan komunikasi bergerak. Hal ini disebabkan oleh pesatnya pertumbuhan jumlah pelanggan jaringan GSM. Untuk memenuhi kebutuhan kanal yang lebih banyak, regulator GSM di Eropa mencoba menggunakan tambahan frekuensi untuk GSM pada frekuensi 1800 MHZ.

Gambar 2.7. menunjukkan pembagian frekuensi pada GSM 900, GSM1800 dan GSM 1900. Frekuensi 1800 MHz mempunyai band frekuensi 1710-1785 MHz sebagai frekuensiuplink dan frekuensi 1805-1880 MHZ sebagai frekuensidownlink. Untuk selanjutnya, GSM denganband frekuensi 1800 MHZ ini dikenal dengan sebutan GSM 1800. GSM 1800 menyediakan bandwidth

sebesar 75 MHz dengan lebar kanal 200 KHz. Oleh karena itu, GSM 1800 menyediakan 375 kanal.

Gambar 2.7. Pembagian frekuensi jaringan GSM [17].

GSM yang awalnya hanya digunakan di Eropa, meluas ke Asia dan Amerika. Di Amerika Utara, sebelum masuknya GSM, sudah berkembang

teknologi lain yang menggunakan frekuensi 900 MHZ dan 1800 MHz, sehingga frekuensi ini tidak dapat lagi digunakan untuk GSM. Regulator telekomunikasi memberikan alokasi frekuensi 1900 MHZ untuk implementasi GSM di Amerika Utara. Pada GSM 1900 ini, frekuensi yang digunakan adalah 1930-1990 MHz sebagai frekuensi downlink dan frekuensi 1850-1910 MHz sebagai frekuensi

uplink. Spesifikasi lengkap tentang GSM 900, GSM 1800, dan GSM 1800 dapat dilihat di Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Spesifikasi GSM 900, GSM 1800 dan GSM 1900 [16]. GSM 900 GSM 1800 GSM 1900 Frekuensi Tx (Mhz) 935 – 960 1805 – 1880 1930 – 1990 Frekuensi Rx (MHz) 890 – 915 1710 – 1785 1850 – 1910 Metodemultiple access TDMA / FDMA TDMA / FDMA TDMA / FDMA Lebar per kanal 200 KHz 200 KHz 200 KHz Jumlah maksimum

userper kanal 8 8 8

Jumlah kanal radio 125 375 300

Kecepatan transmisi 270 kbps 270 kbps 270 kbps

Bandwidth 25 MHz 75 MHz 60 MHz

Duplex Distance 45 MHz 95 MHz 80 MHz

2.2.3 Arsitektur Jaringan GSM

Arsitektur jaringan GSM secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.8.

Network elementdalam arsitektur jaringan GSM membentuk sebuahPublic Land Mobile Network (PLMN). Network element ini dapat dibagi menjadi Mobile

Station (MS), Base Station Sub-system (BSS), Network Sub-System (NSS),

Operation and Support System (OSS) [13],[15].

2.2.3.1. Mobile Station

Mobile Station (MS) adalah perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan koneksi terhadap jaringan GSM [13]. Secara umum sebuah MS terdiri dariMobile Equipment (ME) atauhandset dan Subscriber Identity Module

(SIM) atau SIMcard.

Gambar 2.8. Arsitektur jaringan GSM [13].

ME adalah perangkat GSM milik pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transmitter dan receiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya. ME diidentifikasi dengan

International Mobile Equipment Identity (IMEI) dan data IMEI ini disimpan oleh

SIM adalah sebuah smart card yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi layanan yang dimilikinya. ME tidak dapat digunakan tanpa ada SIM card di dalamnya, kecuali untuk panggilanemergency (SOS).

2.2.3.2. Base Station Sub-system

Base Station Sub-system (BSS) pada jaringan GSM terdiri dari Base Transceiver Station (BTS) dan Base Station Controller (BSC). BTS adalah perangkat GSM yang berhubungan langsung dengan MS. BTS berhubungan dengan MS melalui air interface atau disebut juga Um Inteface. BTS berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal komunikasi dari dan atau ke MS dan juga menyediakan radio interface antara MS dan jaringan GSM. Area cakupan BTS disebut juga dengan cell. Sebuah BTS dapat membentuk sebuah cell atau lebih, tergantung dari bentukcell yang diinginkan [13].

BSC adalah perangkat yang mengontrol kerja BTS – BTS yang secara hirarki berada di bawahnya. BSC berfungsi sebagai interface yang menghubungkan antara BTS danMobile Switching Center (MSC).

2.2.3.3. Network Sub-System

Yang berperan utama dalam network sub-system adalah MSC dibantu dengan HLR (Home Location Register), VLR (Visitor Location Register), AuC (Authentication Center), dan EIR (Equipment Identity Register) [13]. MSC adalah

call / transfer data) yang dilakukan oleh mobile subscriber selalu menggunakan MSC sebagai pusat pembangunan hubungannya.

2.2.3.4. Operation and Support System

Operation and Support System (OSS) yang sering juga disebut dengan

Operation and Maintenance Center (OMC) merupakan sub system jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian dan maintenance perangkat (network element) GSM yang terhubung dengannya [15]. Tiap-tiap network element

mempunyai perangkat OMC tersendiri. Biasanya, semua perangkat OMC diletakan di dalam satu ruangan OMC yang terpusat.

2.2.4. Proses Optimisasi Jaringan GSM

Optimisasi jaringan dilakukan untuk memaksimalkan kinerja jaringan yang sudah ada dan menjaga kualitas sinyal, agar layanan kepada pengguna dapat ditingkatkan [17]. Sebelum optimisasi jaringan dilakukan, perlu diadakan pengawasan dan pengukuran kinerja jaringan melalui uji berjalan (drivetest). Drivetest merupakan langkah awal proses optimisasi, dengan tujuan untuk mengumpulkan data pengukuran yang berkaitan dengan lokasi pengguna.

Sebelum melakukan instalasi BTS, operator perlu melakukan pengukuran untuk mengevaluasi situs agar bisa ditentukan lokasi yang tepat untuk BTS. Secara umum proses ini terdiri dari pengiriman sinyal Continuous Wave (CW) yang belum dimodulasi dari situs yang sedang diuji dan mengukurnya dengan pesawat penerima. Optimisasi dan verifikasi awal dilakukan untuk pengamatan

awal cakupan jaringan saat sinyal termodulasi mulai dipancarkan. Proses selanjutnya adalah melakukan fasa uji terima (acceptance-testing). Jaringan yang baru dibangun oleh vendor, kendalinya dialihkan ke operator GSM yang meminta tambahan jaringan tersebut, untuk ditangani dan diuji kelayakannya. Standar keadaan sinyal yang diterima oleh operator GSM, harus sesuai dengan data yang terkumpul oleh vendor selama pengukuran jaringan.

Proses Optimisasi dimulai dengan drivetest, lalu post-processing yaitu analisis data hasil pengukuran, dan akhirnya dilakukan tindakan yang dibutuhkan untuk menyelesaikan masalah. Keseluruhan proses optimisasi diperlihatkan pada gambar 2.9.

Gambar 2.9. Proses optimisasi [17].

Setelah data terkumpul sepanjang luas cakupan RF yang diinginkan, maka data ini akan diproses pada suatu perangkat lunak tertentu. Setelah masalah, penyebab dan solusi dapat diidentifikasi, langkah selanjutnya adalah melakukan pemecahan terhadap masalah tersebut.

Setelah operator mulai melakukan layanan komersial, proses optimisasi dan troubleshooting akan terus dilakukan sampai situs sel baru dibangun untuk menambah kapasitas jaringan atau cakupan geografis. Perubahan dalam jalur propagasi sinyal akan terus berlanjut karena penambahan gedung baru, pertumbuhan pohon, perubahan lahan, dan penuaan/kerusakan alat. Selain itu, dengan semakin bertambahnya pelanggan dan peningkatan kanal trafik, jaringan perlu dioptimasi ulang untuk menghitung peningkatan daya interferensi yang disebabkan peningkatan trafik.

2.2.5. PrinsipDrivetest.

Drivetest memungkinkan operator untuk melakukan optimisasi yang terus menerus [17]. Umumnya, drivetest dilakukan dengan menghubungkan MS ke PC/laptop. Pelanggan seluler biasanya melihat kinerja layanan jaringan berdasarkan cakupan jaringan dan kualitas panggilan.

Perangkat drivetest menggunakan MS untuk mensimulasikan masalah yang dialami pelanggan ketika akan/saat melakukan panggilan. Sebagai contoh, jika panggilan terputus ketika beroperasi di dalam obyek bergerak pada suatu lokasi tertentu, maka perangkat drivetest harus mampu mensimulasikan masalah ini. Contoh lain masalah adalah panggilan yang diblokir (kegagalan mendapatkan akses), kualitas suara yang buruk, dan cakupan area pelayanan yang kurang.

Sistem drivetest melakukan pengukuran, menyimpan data di komputer, dan menampilkan data menurut waktu dan tempat. Beberapa tipe sistem drivetest

mengukur semua sinyal pilot yang ada, dan kombinasi keduanya. Gambar 2.10. menunjukkan sistemdrivetest kombinasi antara MS danreceiver. Sistemdrivetest

yang diterapkan dalam kendaraan dan dikemudikan sepanjang area cakupan operator ditunjukkan pada Gambar 2.11.

2.2.5.1. SistemDrivetest berbasis MS.

Perangkat berbasis MS merupakan konfigurasi minimum yang dibutuhkan dalam melakukan drivetest [17]. Pengukuran umum seperti panggilan gagal ataupun terputus dilakukan untuk mengetahui sejauh mana kinerja jaringan dari sudut pandang pelanggan. MS juga mampu mengukur Frame Error Rate (FER) untuk mendapatkan indikasi kualitas suatu panggilan. Sistem drivetest berbasis MS bergantung terhadap jaringan. Sinyal yang ditampilkan hanyalah sinyal yang dikirimkan oleh operator GSM yang sesuai dengan SIM pada MS tersebut. Gambar 2.12. menunjukkan sistem drivetest berbasis MS termasuk dengan GPS

receiver untuk menentukan lokasi akurat dari suatu peristiwa yang dialami MS. Pengukuran berbasis MS hanya dapat menunjukkan gejala dari adanya masalah pada jaringan, tetapi tidak mampu menunjukkan apa yang menjadi sumber masalah pada jaringan tersebut [17]. Hal ini dikarenakan perangkat MS sepenuhnya dikontrol oleh jaringan yang tersedia.

MS GSM

Pilot receiver antenna

Gambar 2.10. Konfigurasidrivetest MS-receiver[17].

Gambar 2.11. Prosesdrivetest dalam mobil pada jaringan GSM [17].

PC

GPS receiver _receiverPilot

Perangkat

drivetest di dalam kendaraan BTS

Gambar 2.12. konfigurasi sistemdrivetest berbasis MS dengan laptop dan

receiverGPS termasuk antenna [17].

Dalam suatu kondisi tertentu, pengukuran yang dilakukan menjadi tidak valid. Contohnya jaringan mengatur MS agar berkomunikasi dengan BSS tertentu untuk mendapatkan sinyal pilot berdasarkan daftar neighbor yang dikirim MS melalui air interface dari BSS. BSS yang tidak terdaftar dalam daftar neighbor

yang ditentukan mungkin tidak diukur oleh MS. Hal ini dapat menyebabkan interferensi yang akan mengakibatkan panggilan terputus.

2.2.5.2. SistemDrivetest berbasisReceiver.

Pengukuran berbasisreceiver independen terhadap jaringan [17]. Sehingga mampu mengukur semua sinyal pilot dan tidak tergantung pada daftar neighbor

yang diberikan operator jaringan.. Gambar 2.13. menunjukkan bagian – bagian sistem drivetest berbasis receiver. GPS juga digunakan untuk menentukan lokasi dari setiap pengukuran yang dilakukan dalam bujur dan lintang.

PC GPS receiver PC Pilot receiver antenna Pilot receiver

Gambar 2.13. Sistemdrivetest berbasisreceiver menggunakan GPSinternal [17].

2.2.6. Aplikasi GIS Pada Sistem Pengukuran dan Pengawasan Jaringan GSM.

Setelah melakukan drivetest, data hasil pengukuran dan data posisi dari GPS dipetakan ke dalam peta digital [17]. Hasil pemetaan akan menghasilkan informasi GIS. GIS digunakan untuk menganalisa lokasi terjadinya penurunan kualitas jaringan pada suatu BTS dan membantu ketepatan analisa para ahli untuk mengidentifikasi lokasi terjadinya suatu masalah, sehingga penyelesaian masalah dapat segera dilakukan [1],[18].

Dari hasil analisa dapat diketahui tindakan apa yang akan dilakukan untuk mengatasi masalah yang terjadi, seperti mengganti antena untuk menambah kapasitas sel, atau menggunakan tambahan transmitter dan repeater untuk meningkatkan cakupan jaringan [18]. GIS juga digunakan para tenaga ahli pada operator GSM untuk pemilihan dan evaluasi situs, perencanaan saluran transmisi, pemetaan pengukuran kekuatan sinyal, prediksi dan analisa cakupan jaringan [1],[18]. Contoh pemetaan kekuatan sinyal ditunjukkan pada Gambar 2.14.

Gambar 2.14. Pemetaan kuat sinyal [18].

2.3. Universal Serial Bus

Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk menghubungkan perangkat, biasanya kepada komputer, namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan dan PDA [19]. USB didesain untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu reboot. Ketika USB dipasang, USB langsung dikenal sistem komputer dan memproses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.

Ada dua tipe konektor USB yang umum digunakan, yaitu tipe A dan tipe B. Namun demikian, seiring kebutuhan koneksi yang semakin kompleks, banyak perangkat menggunakan tipe konektor USB yang beragam. Tipe – tipe konektor USB ditunjukkan oleh Gambar 2.15. dan Gambar 2.16.

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:USB_TypeAB_Diagram.svg

Gambar 2.14. Konektor USB tipe A dan tipe B [19].

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:USB_TypeAB_Diagram.svg

Gambar 2.16. Berbagai macam konektor USB (dari kiri ke kanan,micro

USBplug,mini USB plug, B-type plug, A-type receptacle, A-type plug) [20].

USB mendukung tiga macam kecepatan transmisi data, yaitu [20]:

a. Low Speed (USB 1.1, 2.0) dengan kecepatan data 1.5 Mbits/s (187 KB/s). Kecepatan low speed banyak digunakan untuk Human Interface Device

(HID) sepertikeyboard, mouse,danjoysticks.

b. Full Speed (USB 1.1, 2.0) dengan kecepatan 12 Mbits/s (1.5 MB/s). Full Speed merupakan kecepatan data tertinggi sebelum spesifikasi USB 2.0

Kaki Fungsi 1 VBUS (4.75–5.25 V) 2 3 D+ 4 GND Tipe A Tipe B

dikeluarkan. PeralatanFull Speedmembagibandwidth USB dengan dasar

first-come first-served.

c. Hi-Speed (USB 2.0) dengan kecepatan 480 Mbits/s (60MB/s) Paket data padabus USB ditransmisikan dengan cara mendahulukanLeast Significant Bit (LSB). Paket data pada USB terdiri dari data – data [16]:

• Sync

Semua paket data diawali dengan datasync. Sync adalah data 8 bit untuk low speed dan full speed atau data 32 bit untuk high speed yang digunakan untuk sinkronisasiclock antara penerima dan pemancar. Dua bit terakhir mengindikasikan tempat data PID (PacketIdentity) dimulai. • Packet Identity (PID)

PID adalah field untuk menandakan tipe dari paket yang sedang dikirim. Data PID berjumlah 4 bit. Supaya yakin diterima dengan benar, 4 bit dikomplementasikan dan diulang menjadi 8 bit data PID.

• Address (ADDR)

ADDR merupakan bagian alamat peralatan tempat paket digunakan. Dengan lebar 7 bit, 127 peralatan dapat disambungkan. Alamat 0 tidak sah, sehingga peralatan yang belum terdaftar harus merespon paket yang dikirim ke alamat 0.

• End Point (ENDP)

End Point adalah titik akhir dari field yang terdiri dari 4 bit dan menjadikan 16 kemungkinan titik akhir. Peralatan low speed hanya mempunyai 2 tambahanend point pada puncak daripipe default.

• Cyclic Redundancy Check (CRC)

Cyclic Redundancy Check dijalankan pada data di dalam paket yang sedang dikirim. Semua penanda (token) paket mempunyai 5 bit CRC saat paket data yang dikirim mempunyai 16 bit CRC. CRC merupakan bit paritas yang berfungsi untuk menandakan jika terjadierror.

• EOP (End of packet)

EOP merupakan akhir dari paket data.

2.4. Visual Basic

2.4.1. DefinisiVisual Basic

Visual Basic adalah salah suatu development tools untuk membangun aplikasi visual berbasis Windows [21]. Dalam pengembangan aplikasi, Visual Basic menggunakan pendekatan Visual untuk merancang User Interface dalam bentuk form. Untuk membangun kode, digunakan bahasa pemrograman (Beginner s All-purpose Symbolic Instruction Code) BASIC yang cenderung mudah dipelajari.Visual Basictelah menjaditools yang terkenal bagi para pemula maupun paradeveloper.

Pada sistem operasiWindows, User Interface memegang peranan penting, karena dalam pengoperasian suatu aplikasi user senantiasa berinteraksi dengan

User Interface. User tidak pernah menyadari bahwa dibelakang User Interface

berjalan instruksi-instruksi program yang mendukung tampilan dan proses yang dilakukan. Pada pemrograman Visual, pengembangan aplikasi dimulai dengan pembentukan user interface, kemudian mengatur properti dari objek yang

digunakan dalam user interface. Setelah User Interfacedibentuk, baru dilakukan penulisan kode program untuk menangani kejadian-kejadian (event). Tahap pengembangan aplikasi demikian dikenal dengan istilah pengembangan aplikasi denganpendekatan Bottom Up.

2.4.2. Integrated Development Environment (IDE) Visual Basic

IDE (Integrated Developement Environment) Visual Basic yang berarti Lingkungan Pengembangan Terpadu, merupakan tempat bagiprogrammer dalam mengembangkan aplikasinya [22]. Dengan menggunakan IDE,programmer dapat membuatuser interface, melakukancoding, melakukantesting dandebuging serta melakukan compile pada program menjadi executable. Penguasaan yang baik akan IDE akan sangat membantu programmer dalam meningkatkan efektivitas dan efisiensi. Gambar 2.17. menunjukkan IDE padaVisual Basic secara umum.

Komponen - komponen dasar dalam IDE Visual Basic adalah sebagai berikut [18]:

a. Menu Bar, digunakan untuk memilih tugas-tugas tertentu seperti menyimpanproject, membuka dan project.

b. Main Toolbar, digunakan untuk melakukan tugas-tugas tertentu dengan cepat.

c. Jendela Project, berisi gambaran dari semua modul yang terdapat dalam aplikasi.

d. Jendela Form Designer, merupakan tempat untuk merancang user interface dari aplikasi. Jendela ini menyerupai kanvas bagi seorang pelukis.

e. Jendela Toolbox, berisi komponen-komponen yang dapat digunakan untuk mengembangkanuser interface.

f. Jendela Code, merupakan tempat untuk menulis kode.

g. Jendela Properties, merupakan daftar properti-properti object yang sedang aktif. Properti adalah data-data atau karakteristik yang dimiliki oleh suatu objek komponen.

h. Jendela Color Palette, adalah fasilitas cepat untuk mengubah warna suatuobject.

i. Jendela Form Layout,akan menunjukkan bagaimanaform ditampilkan ketikaruntime.

2.4.3. Property,Method danEventdalamVisual Basic

Dalam bahasa pemrograman OOP (Object Oriented Programming) seperti Visual Basic, pembuatan obyek harus mengikuti aturan pemrograman yang terdapat dalam property, method dan event [23]. Property digunakan untuk mengatur fungsi operasi dari suatu komponen sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Property yang paling penting dalam setiap komponen adalah name. Name

digunakan sebagai penunjuk komponen tertentu dalam pembuatanscript.

Method adalah suatu perintah seperti halnya fungsi dan prosedur, tetapi sudah tersedia di dalam suatu objek. Method dapat dipanggil dengan menulis nama objek diikuti dengan tanda titik dan nama metodenya. Method biasanya akan mengerjakan tugas khusus pada suatu objek tertentu, sedangkan property

biasanya memberi definisi nilai atausetting pada objek.

Event adalah peristiwa atau kejadian yang diterima oleh suatu objek, misalnya klik, seret, tunjuk dan lain – lain. Event yang diterima objek akan memicu Visual Basic menjalankan kode program yang ada di dalamnya. Hubungan obyek,property, method danevent ditunjukkan oleh Gambar 2.18.

44

Perangkat lunak akuisisi data GPS untuk implementasi pemantauan jaringan GSM terdiri dari dua bagian utama, yaitu Position Monitoring dan

Analyzer. Position Monitoring berfungsi untuk melakukan akuisisi data posisi GPS, menampilkannya secara real time, dan menyimpan data tersebut ke dalam

database. Analyzer berfungsi untuk melakukan load data posisi dan kualitas jaringan daridatabase, mengolah, dan menampilkannya dalam tampilan.

Perangkat lunak dibuat menggunakan programMicrosoft Visual Basic 6.0 dan Microsoft Access. Microsoft Visual Basic digunakan untuk menghasilkan tampilan, pengolahan data, dan melakukan koneksi terhadap receiver GPS maupundatabase. Microsoft Access berfungsi untuk menghasilkandatabase.

3.1. Algoritma Perancangan

3.1.1. Algoritma PerancanganPosition Monitoring

Position Monitoring berfungsi untuk melakukan dan mengendalikan 4 proses utama yaitu konektifitas antarareceiverGPS dan komputer, akuisisi data – data posisi, penampilan data – data posisi secarareal time, dan penyimpanan data – data ke dalam database. Gambar 3.1. menunjukkan algoritma perancangan