BAB II TEORI DASAR
II.1 Teori Trafik
Secara sederhana trafik dapat di artikan sebagai pemakai. Pemakaian yang diukur dengan waktu (berapa lama, kapan), yang tentunya dikaitkan dengan apa yang dipakai dan darimana, kemana. Dalam sistem telepon, permintaan/panggilan yang datang biasanya tak dapat ditentukan terlebih dahulu tentang kapan dan berapa lama suatu pembicaraan telepon berlangsung atau berapa lama suatu perlengkapan/saluran diduduki.
Nilai trafik dari suatu berkas saluran adalah banyaknya (lamanya) waktu pendudukan yang di olah oleh berkas saluran tersebut.
Pada perencanaan suatu sistem seluler, kita perlu mengetahui besarnya intensitas trafik yang dapat ditawarkan pelanggan. Intensitas trafik (E) dapat dihitung sebagai berikut :
E = λ . th Erlang (Danish Mathematician), dimana :
λ = jumlah panggilan yang datang (panggilan/jam) th = waktu pendudukan rata-rata (jam/panggilan)
II.2 Karakteristik Trafik Mobil
Karakteristik pada trafik sistem komunikasi bergerak adalah sebagai berikut :
• Pada telepon seluler jumlah trafik rata-rata setiap user adalah 25-35 mE.
Pengukuran trafik ini dilakukan pada jam sibuk. Secara umum jam sibuk berlaku dari jam 10.00 sampai dengan 15.00
• Dalam konteks ini jam tidak berarti 60 menit tetapi berarti periode
• Kenaikan tiap user lambat
• User lebih lama menggunakan telepon dalam keadaan diam daripada bergerak
Distribusi Erlang yang digunakan pada trafik ini adalah erlang B atau di sebut juga disebut juga distribusi Poisson, dimana :
• Kedatangan panggilan yang acak ( random arrival ) dengan rate rata-rata datangnya panggilan = a ( konstan/tetap, tak tergantung jumlah pendudukan yang ada) karena jumlah sumber panggilan tak terhingga (besar)
• Jumlah saluran (rangkaian) yang menampung/melayani tak terhingga/besar swehingga panggilan yang dating selalu dapat dilayani oleh saluran-saluran tersebut, dan pola pendudukannya punya distribusi eksponensial negative)
Dalam penghitungan jumlah user dan karakteristik trafik di CDMA 2000 1x dapat kita pergunakan beberapa parameter dibawah sebagai berikut :
a. Penentuan jumlah trafik untuk user yang mempergunakan voice : A voice =
3600
Pv h
BHCA × × α
s×
erlang Dimana :
A voice : Offered traffic layanan suara (erlang)
BHCA : Rata-rata usaha yang dilakukan pelanggan untuk melakukan panggilan selama jam sibuk (call/Busy Hour/subs)
h : rata-rata lamanya sebuah panggilan (second)
αs : rata-rata waktu efektif yang digunakan untuk melakukan suatu panggilan Pv : Jumlah pelanggan layanan suara
Kemudian dengan menggunakan table Erlang B dapat diketahui jumlah kanal yang dapat menampung intensitas trafik tersebut sehingga dapat diketahui offered traffic untuk layanan suara :
Offered Trafic suara = N x Rv bps
Dimana :
N : jumlah Kanal
Rv : data rate layanan suara
b. Penentuan jumlah trafik untuk user yang mempergunakan data : Offered Traffic data = Apelanggan . throughput bps
Dimana :
Throughput : rata-rata jumlah byte yang dibutuhkan oleh setiap pelanggan selama jam sibuk (byte/BH/subs)
Apelanggan : rata-rata trafik pelanggan pada jam sibuk Sehingga : Atotal = Avoice + Adata
II.3 Perhitungan Kapasitas Sel
Pada CDMA 2000 1x berbeda konsepnya dengan GSM dimana pada GSM antara kanal trafiknya untuk arah dari BTS ke MS atau sebaliknya dalam kanal yang sama sedangkan pada CDMA akan berlaku sebaliknya dimana kanal arah BTS ke MS (link Forward) dan arah dari MS ke BTS (link reserve) akan dibedakan yang berarti kualitasnya juga akan berbeda.
II.3.1 Jumlah dan Ukuran Sel
Jumlah sel ditentukan oleh kapasitas sel dan jumlah trafik yang dibutuhkan, yang kemudian dapat dihitung dengan persamaan :
∑ sel =
Traffic
seloffered Total
traffic offered Total
Luas sel dapat dihitung dengan membagi luas area layanan dengan jumlah sel yang telah dihitung. Kemudian jari-jari sel dapat dihitung dengan persamaan.
R sel =
2,59 Sel Luas
Rsel :jari-jari sel
II.3.2 Model Propagasi Okumura-Hatta
Model propagasi ini memiliki ruang lingkup yang luas dimana kondisi yang dimungkinkan untuk daerah sub urban ini adalah :
a. Frekuensi kerja antara 100 MHz sampai dengan 3000 MHz
b. Jarak antara BTS dengan MS adalah 1 Km sampai dengan 100 Km c. Permukaan tanah yang berbeda
d. Tinggi antenna BTS 20 m sampai dengan 1000m ( h
TX) e. Tinggi MS antara 1 m sampai dengan 10 m (h
RX)
f. Merupakan daerah campuran antara bisnis dan pemukiman dengan rata-rata tingkat bangunan sampai 5 tingkat (untuk sub urban)
Untuk persamaan rugi-rugi redaman dapat kita tuliskan sebagai berikut : Lp(dB) = 10 Log gt + 10 Log gr – 20 Log f MHZ – 20 Log dkm –32,44 Dengan : gt = gain pemancar
gr = gain di sisi penerima f = frekuensi kerja
d = jarak antara user dan pamancar (Km)
Model ini oleh Hatta dikembangkan dengan asumsi pada daerah dengan profile geografis datar sehingga persamaannya menjadi :
L
urban( dB ) = 69,55 + 26,16 Log f
MHZ– 13,82Logh
TX– a (h
RX)+(44,9-6,55log h
TX) Log d
kmDimana :
150 ≤ fMHZ ≤ 1500... ( Pendekatan dari frekuensi kerja yang digunakan)
1 ≤ dkm ≤ 20... ( Pendekatan jarak antara user dan pemancar) 30 ≤ h
TX≤ 200 ...( Pendekatan ketinggian dari pemancar BTS ) 1 ≤ h
RX≤ 10 ...( Pendekatan ketinggian penerima mobile station)
Sedangkan faktor koreksi untuk MS a (h
TX) untuk kota sedang dan kota kecil adalah : A(h
RX) = (1,1 Log f
MHZ– 0,7)h
MS– 1,56 Log f
MHZ+ 0,8
Sedangkan untuk kota besar adalah sebagai berikut :
A(h
RX) =
≥
≤
400MHZ f
...
4,97 - ) h 11,75 (log 3,2
MHZ 200 f ...
1,1 - ) h 1,54 (log 8,29
2 RX
2 RX
Sehingga persamaan empiris ini untuk daerah sub urban dan ruralnya dapat di dekati dengan persamaan berikut ini :
L suburban (dB) = L urban – 2 5 , 4 log 28
2
−
f
cL rural (dB) = L urban – 4,7 (log fc) 2 – 18,33 log fc – 40,98
Pada sistem penerima berlaku bahwa daya minimum yang bisa diterima oleh sistem adalah :
P th (dBm) = (Eb/No) reg (dB) + 10 log BR + No (dBm/Hz) No (dBw) = -204 (dBw) + 10 log F
Untuk bit rate dapat diketahui bahwa CDMA 2000 1x dapat mencapai bit rate 153,6 kbps, sedangkan Eb/No bisa ditentukan dengan menggunakan grafik BER Vs Eb/No dengan modulasi Orthogonal QPSK atau bisa dicari dengan menggunakan persamaan berikut atau didasarkan atas spesifikasi perangkat dari vendor.
BR dB
No dB No dB
Eb
x
( ) ( ) 10 log
P )
( =
r− −
Eb/No adalah harga energi per bit terhadap noise spectral density. Semakin besar Eb/No maka kualitas transmisi akan semakin baik.
Dimana,
P
RX(dB) = 10 log P
t– L
t(dB) – FM (dB) Dengan P RX = Daya yang di terima oleh ms
L
t= Redaman total P
t= daya pancar BTS FM = Fading Margin
L
t(dB) = Lp (dB) – Gt(dB) – Gr(dB) + Lf (dB) + Lc (dB) + Ld (dB) Dengan Lf = Loss Feeder
Lc = Loss combiner Ld = Loss duplexer Sehingga didapatkan persamaan :
P
RX(dB) = 10log P
t– L
p(dB) + Gt(dB) + Gr(dB) – Lf(dB) – Lc(dB)- Ld(dB)-FM (dB) Dengan, No(db) = -204 +10 lof F ; F = Noise figure
Sehingga Eb/No didapatkan :
(Eb/No) = 10logPt – Lf(dB) + Gt(dB) + Gr(dB) – Lf (dB) – Lc(dB)- Ld(dB)- FM(dB) + 204 – log F – 10log BR
II.4 Perhitungan Link Budget
- Daya transmisi rata-rata per kanal trafik P
TX(dBm)
merupakan daya pancar maksimum kanal trafik yang dipancarkan, diperoleh dengan persamaan :
P
txBTS= L
p-uplink+ L
feeder– G
BTS–G
MS+ Sensitiv
MS+ M
fade+ I
M+ L
pnet- Rugi-rugi kabel, konektor, kombiner L
TXMerupakan rugi-rugi pada sistem pemancar yang bisa dilihat pada spesifikasi perangkat
BTS pada lampiran
- Daya ERP perkanal trafik P
ERPmerupakan jumlah daya output pemancar yang dipengaruhi dengan gain dan rugi-rugi pada arah maksimum
P
ERP= P
TX+ G
TX– L
TX- Loss Penetrasi
Adalah rugi-rugi yang disebabkan oleh keadaan geografis seperti jalan, gedung,kendaraan
- Pembebanan sistem η
Adalah pembebanan maksimum yang diperbolehkan pada sistem yaitu mencapai 60%
- Interferensi Margin I
mMerupakan fungsi pembebanan pada carrier CDMA dimana : I
m= 10log
− η 1
1
- Sensitivitas penerima
Merupakan kuat sinyal minimum yang dapat diterima sistem, dimana : Sensitivitas ms = kTB – (B/R) + NF + (Eb/No) + Im
Sensitivitas ms = -134,1 + NF + (Eb/No)(untuk data 9600) - Gain Diversity
Ini merupakan toleransi untuk penggunaan diversitas antenna dengan penambahan gain sebanyak 3dB
- Fading Margin
Merupakan selisih antara kuat daya rata-rata yang diterima dengan kuat sinyal threshold nya minimum penerima
- Gain Soft hand off
Keadaan dimana pada suatu saat akan hand off, user dilayani oleh lebih dari dua BTS sehingga kuat daya yang diterima juga bertambah
- Rugi redaman lintasan maksimum
Merupakan redaman total lintasan yang dilalui antara MS dengan BTS L
p= P
ERP+ G
RX– L
RX– P
RX_sensitivity+ G
DIV– FM + G
SHO– L
pent- Perkiraan radius sel
d = exp
-1
lope pathloss_s
hatta L - max Redaman
II.5 Perhitungan Link Budget pada sisi kanal
II.5.1 Pada kanal Maju
1. ERP kanal trafik/pelanggan :
Pada spesifikasi BTS dimana dalam 1 BTS (3 FA) maka akan didapatkan Mtotal = M (1+ η )
Dengan η = Presentasi load overheadnya yaitu sebesar 45%
M = Jumlah Kanal Trafik Mtotal = Jumlah user maksimumnya Sehingga daya nya :
total trafik
total trafik user
trafik
P M
M
P P 10 log 10 log
)
.
/
(