JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, (Sept, 2012) ISSN: A-1

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK ITS Vol., (Sept, ) ISSN: 3-97 A- Optimsi Sigle Frequecy Network pd Ly TV Digitl DVB-T deg Megguk Metode Simulted Aelig Desty Arisetyti, Gmtyo Hedrtoro, d Edroyoo Tekik Elektro, Fkults Tekologi Idustri, Istitut Tekologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rhm Hkim, Surby 6 E-mil: gmtyo@ee.its.c.id Abstrk Stdr Digitl Video Brodcstig Terrestril (DVB-T) diimplemetsik pd kofigursi Sigle Frequecy Network (SFN) dim seluruh pemcr pd sebuh jrig beropersi pd kl frekuesi yg sm d ditrsmisik pd wktu yg sm. SFN lebih dipilih dripd sistem pedhuluy yitu Multi Frequecy Network (MFN) kre megguk frekuesi yg lebih efisie sert jgku re ckup yg lebih lus. Pd sisi peerim memugkik dy skerio multipth deg meggbugk siyl dri pemcr yg berbed kre kofigursi SFN ii berbsis Orthogol Frequecy Divisio Multiplexig (OFDM). Pd peeliti ii, dt ketiggi d jumlh gedug mellui model prediksi propgsi free spce d kife edge k diterpk utuk memperkirk ili dy terim d dely siyl. Perhitug ili crrier (C) d crrier to iterferece (C/I) dilkuk utuk megethui kulits siyl pd sisi peerim. Seljuty, optimsi prmeter loksi pemcr diterpk oleh lgoritm Simulted Aelig deg megguk tig coolig schedule terbik. Simulted Aelig merupk lgoritm optimsi berdsrk sistem termodimik yg mesimulsik proses elig. Simulted Aelig telh berhsil memperlus derh ckup SFN. Hl ii dibuktik deg berkurgy sebgi besr titik receiver deg kulits siyl dibwh threshold. Kt Kuci Crrier to Iterferece, DVB-T, OFDM, SFN, Simulted Aelig. P I. PENDAHULUAN ENERAPAN tekologi digitl pd sistem TV memberik mft lebih dibdigk deg TV log. Pd TV log, sebuh kl RF hy dpt diguk oleh stu progrm sir TV. Nmu pd sistem digitl, setip kl RF dpt diguk bersm oleh beberp progrm sir. Itulh ls perluy dilkuk pegembg tekologi pd sistem TV di Idoesi deg megguk stdr tekologi DVB-T. Implemetsi MFN sebgi wl pegembg sistem irkbel dimksudk gr peeliti fokus pd pembgkit siyl digitl d lju bit. Nmu kre keterbts jumlh frekuesi yg k dipki dlm peympi lju siyl, mk dikembgk sebuh sistem SFN dim setip trsmitter diopersik deg stu frekuesi sj. SFN merupk implemetsi dri stdr DVB-T dim seluruh pemcr pd sebuh jrig beropersi pd kl frekuesi yg sm d ditrsmisik pd wktu yg bersm []. Seljuty, pd peeliti ii dilkuk optimsi SFN deg megguk lgoritm Simulted Aelig. Simulted Aelig merupk slh stu lgoritm berdsrk sistem termodimik yg mesimulsik proses elig. Dlm bidg metlurgi, elig dlh sutu tekik yg mempeljri proses pembetuk mteri yg terdiri dri butir kristl tu logm []. Agr terbetuk susu kristl yg sempur, diperluk pems pd tigkt tertetu smpi mteri tersebut mecir, kemudi didigik secr perlh sehigg meghsilk kristlkristl deg kulits bik [3]. Kosep ii kemudi didptsi oleh Simulted Aelig pd SFN utuk meemuk solusi optiml dri posisi setip pemcr sehigg dpt meigktk kulits siyl d memperlus derh ckup. A. Rcg Peeliti II. METODE PENELITIAN Dlm thp perec d optimsi SFN, diperluk pegtur beberp prmeter seperti frekuesi, wilyh, jumlh uit pemcr, d dy pemcr yg diperluk utuk meyedik ly DVB-T deg kulits siyl yg diigik. Perubh tip loksi pemcr diterpk utuk meguji kulits siyl pd sejumlh titik di derh ckup deg cr megukur ili C d C/I pd tip titik tersebut. Peeliti ii megusulk sebuh pedekt megguk lgoritm heuristik Simulted Aelig utuk megoptimlk loksi pemcr SFN dlm memperlus derh ckup. Pedekt tersebut disjik dlm metode peeliti yg terdiri dri tig blok bgi, ditujukk pd Gmbr. Gmbr. Digrm Metode Peeliti. B. Model Prediksi Propgsi Model propgsi yg diguk yitu model propgsi free spce d kife edge. Model ii diguk utuk memperkirk kotribusi sejumlh N pemcr pd setip loksi peerim deg meetuk kekut siyl (P, N) d dely propgsi (δ, N) terkit setip

2 JURNAL TEKNIK ITS Vol., (Sept, ) ISSN: 3-97 A- pemcr pd setip titik peerim ( r R) dlm sutu re. Jik tr pemcr d peerim terletk pd jlur lie of sight yg bebs d tidk terdpt hlg, mk dy terim dihitug deg () [4]. Pt GtGr P( d) () (4 ) d L P t dlh dy trsmisi, P(d) dlh dy terim dlm fugsi d, G t dlh gi te pemcr, G r dlh gi te peerim, d dlh jrk tr pemcr d peerim (meter), L merupk system loss fctor yg tidk berhubug deg propgsi, d λ dlh pjg gelombg (meter). Nmu, jik tr pemcr d peerim terdpt hlg berup gedug, mk ili redm yg disebbk difrksi dpt diperkirk megguk model propgsi kife edge deg megguk prmeter gi difrksi (G d ). Deg demiki, ili dy terim totl didptk dri selisih tr dy terim hsil pedekt model free spce deg G d pd () [4]. Pt GtGr P log G (4 ) d L C. Perhitug Kulits Siyl d ( db) Peggbugk siyl yg dtg pd tip loksi receiver dri sejumlh N pemcr dilkuk deg megguk metode pejumlh dy. Siyl-siyl ii dpt bergu sepeuhy tu sebgi tupu bhk meggggu receiver. Persm (3 ) diguk utuk meghitug fugsi bobot kotribusi siyl (ω ) sehigg dikethui pkh siyl tersebut berkotribusi peuh, sebgi, tu meyebbk iterferesi pd sutu titik receiver []. () [( T if T T t u t) / Tu ], ( g p ), if t Tg (3) [( T T t T if Tg t T u g ) / u ], p, liy T u dlh pjg simbol yg bergu, T g dlh pjg gurd itervl, d T p dlh itervl selm siyl berkotribusi kostruktif, didefiisik T T / 4 [5]. p 7 u Jik SFN terdiri dri N pemcr A = {,..., N} d terdpt pemcr M dri jrig li yg beropersi pd frekuesi yg sm B = {,..., M}, mk rsio crrier-toiterferece (C/I) dpt dijelsk dlm (4) d (5) []. C / I A A P ( ( P ( ) ) B P N N ktb (5) P dlh dy yg diterim dri pemcr ke-, ω dlh ili fugsi bobot, δ merupk dely reltive echo ke- terhdp stu wktu sikroissi, δ o dlh wktu sikroissi, N o dlh oise, k dlh kostt Bolzm (,38-3 ), T dlh Suhu d B dlh bdwidth. Sesui deg persyrt Qulity of Service (QoS) yg diberlkuk, blok ii memeriks setip titik peerim pkh memeuhi kriteri QoS tu tidk. Kriteri ii (4) meliputi C, rsio C/I, sert perkir persetse ckup keseluruh pd re dipertimbgk. D. Proses Optimsi Pd ( 6) fitess fuctio diguk utuk memeriks kekurt itertif dri solusi Q ppu dlm hl presetse derh ckup yg dicpi, dim solusi Q merupk kofigursi terbik dri setip pemcr. Kemudi dilkuk perhitug ili fitess mellui (7). Nili fitess plig miimum didptk mellui kofigursi terbik Q. Seljuty, pd ( 8) dilkuk evlusi ili persetse loksi peerim deg pertimbg bhw sutu titik telh terckup jik C d C/I melebihi mbg bts ili-ili C mi d (C/I) mi yg ditetuk []. Q q, q,..., q D, q ) (6) ( D R Cov r F(%) r R (7) if C C & ( C / I) ( C / I) mi Cov mi liy (8) E. Simulted Aelig Simulted Aelig merupk lgoritm berdsrk termodimik sistem yg diguk utuk mecri pedekt terhdp solusi optimum dri sutu permslh deg mesimulsik proses elig. Metode Simulted Aelig berush mecri solusi deg berpidh dri solusi stu ke solusi yg liy. Apbil solusi bru yg diuji mempuyi ili fugsi eergi yg lebih kecil, mk solusi yg sedg diuji k meggtik solusi yg lm. Fugsi eergi ii sgt bergtug pd prmeter Tempertur (T). Pd setip itersi i i +, mempertimbgk T pd suhu tertetu. Terdpt vektor solusi yg diytk dlm Q i sehigg dpt dihitug perubh eergi yg dilmi oleh sistem (fitess vritio, ΔF). Jik eergi yg dilmi oleh sistem kurg dri ol ( ΔF ), mk solusi dri Q i dlh, mu jik tidk (Δ F ) berdsrk kriteri Metropolis pd permslh miimissi diguk Probbilits Distribusi Boltzm (BPD) utuk meetuk vektor bru Q i+ dipilih tu tidk []. Deg cr ii, kemugki utuk meerim solusi yg buruk k meuru d solusi khir k medekti ked optiml. Proses ii diulg megguk strtig poit yg bru Q i tu Q i+, tergtug pd hsil yg diperoleh pd (9) []. Adpu coolig schedule yg diguk utuk meuruk prmeter tempertur ditujukk pd Gmbr [6]. ( F / T ) e if F BPD( Q Q ) (9) i i if F () (c) (f) Gmbr. Grfik Coolig Schedule.

3 JURNAL TEKNIK ITS Vol., (Sept, ) ISSN: 3-97 A-3 III. HASIL Pd bgi ii, k dilisis hsil implemetsi lgoritm Simulted Aelig yg diterpk pd loksi tip pemcr. Wilyh SFN dimodelk dlm squre grid sebesr yg mewkili wilyh selus km ( meter). Titik receiver diletkk pd tip titik tegh squre grid di tip gridy sehigg terdpt titik receiver. Terdpt 3 uit pemcr yg diletkk pd loksi (5,5) utuk pemcr ke-, (75,5) utuk pemcr ke-, d (5,75) utuk pemcr ke-3 (Gmbr 3) deg tiggi d dy pemcr msigmsig sebesr 37,5 meter d Wtt. Kl frekuesi d bdwidth yg diguk msig-msig sebesr 6 MHz d 8 MHz deg megguk mode K (T u = 4 µs) d pjg gurd itervl (T g ) sebesr / 3 (7 μs) [7]. Gi trsmitter (G t ) d gi receiver (G r ) sebesr db, sert λ sebesr,5 meter. ( x meter) Tx Tx Tx ( x meter) Gmbr 3. Loksi Awl 3 Uit Pemcr pd Wilyh SFN. Seljuty, wilyh SFN dibgi mejdi du vrisi berdsrk ketiggi d jumlh gedug. Pd wilyh SFN yg pertm ii terdiri lim kot, yitu kot A, B, C, D, d E. Tip kot memiliki gedug deg ketiggi yg berbed-bed, tr li 3-4 meter, 4-5 meter, 5-6 meter, 6-7 meter, d 7-8 meter. Pd wilyh SFN yg kedu, terdiri dri tig kot, yitu kot L, M, d N. Tip kot divrisik meurut byky jumlh gedug yitu, 4, d 6 gedug, sedgk rge ketiggiy dibut sm tr 5-6 meter. Wilyh yg terdiri dri gedug peghlg ii k dilisis pegruhy terhdp coverge. Kemudi dibdigk ili derh ckup siyl msig-msig wilyh tersebut bik sebelum mupu setelh optimsi. Terdpt bts loksi tip pemcr yg dioptimsi, tr li (3 q 6) d (3 q 6) utuk pemcr ke-, (74 q 3 77) d (49 q 4 5) utuk pemcr ke-, sert (3 q 5 6) d (74 q 6 77) utuk pemcr ke-3. Nili receiver diktk terckup jik ili kulits siyl meliputi C d rsio C/I memeuhi threshold yitu -75 dbm d 3,4 db [6]. Pd lgoritm Simulted Aelig terdpt beberp prmeter yg diguk, yitu iitil temperture (T ) sebesr 7 utuk wilyh pertm d 9 utuk wilyh kedu, stop temperture (T N ) sebesr, utuk wilyh pertm d, utuk wilyh kedu, itersi yg diguk sebyk utuk wilyh pertm d 5 utuk wilyh kedu, sert megguk tig coolig schedule terbik utuk meuruk tempertur. Metode ii dijlk utuk mecri ili fitess. A. Pegruh Ketiggi Gedug Alisis pegruh ketiggi gedug terhdp coverge d fitess kot A, B, C, D, d E ditujukk Tbel. Hsil tersebut meujukk bhw deg bertmbhy ketiggi gedug mk k mempegruhi ili presetse derh ckup siyl. Semki tiggi gedug peghlg, mk ili presetse coverge jug k semki meuru. Tbel. Alisi Ketiggi Gedug Terhdp Coverge d Fitess Kot Ketiggi (meter) Coverge (%) Fitess (%) A 3-4 7,9 9, B 4-5 7,77 9,3 C 5-6 7,39 9,6 D 6-7 7,8 9,7 E 7-8 7, 9,8 Kelim kot tersebut kemudi dioptimsi deg cr megtur posisi setip pemcr. Hsil optimsi terbik k ditujukk oleh coolig schedule deg ili fitess terkecil. Gmbr 4 meujukk grfik ili fitess slh stu kot (Kot C), dim ili fitess terbik ditujukk oleh hsil simulsi pd coolig schedule c deg ili fitess sebesr 7,89%. Nili terbik kedu ilh hsil simulsi pd coolig schedule deg ili fitess sebesr 7,93%, d ili terburuk ilh hsil simulsi pd coolig schedule f deg ili fitess sebesr 7,96%. Adpu perbdig coverge kot C sebelum d sesudh optimsi ditujukk pd Gmbr 5. Seljuty k dibdigk hsil presetse coverge d keik kelim kot tersebut sebelum d sesudh optimsi, yg ditujukk pd Tbel. Dri hsil tersebut dpt dikethui bhw coverge terbik didptk mellui peggu coolig schedule c, deg keik presetse coverge mecpi,7 % pd kot C d,9% pd kot E. Seluruh ili coverge hsil simulsi didptk dri posisi terbik dri setip pemcr (Tbel 3). Gmbr 6 meujukk perbdig ili dy crrier kot C sebelum d sesudh optimsi. Pd kodisi wl, dy crrier berkisr tr -3,95 smpi 3,98 dbm. Setelh proses optimsi, ili dy crrier meigkt mejdi - 3,7 smpi 8,93 dbm. Begitu pul deg perbdig ili C/I kot C sebelum d sesudh optimsi (Gmbr 7). Grfik tersebut ditmpilk deg perbesr ili C/I pd retg 3, smpi 4 db utuk meujukk dy peigkt ili sebelum d sesudh optimsi.

4 JURNAL TEKNIK ITS Vol., (Sept, ) ISSN: 3-97 A-4 Nili Fitess c f Probbilits Awl Itersi (i) Gmbr 4. Grfik Nili Fitess Kot C deg Simulted Aelig Dy Crrier (dbm) Gmbr 6. Perbdig Dy Crrier Kot C Sebelum d Sesudh Simulted Aelig..9 Awl.8.7 () Gmbr 5. Perbdig Coverge Kot C. () Kodisi wl. Optimsi deg Simulted Aelig. Wilyh terckup d tidk terckup msig-msig ditujukk oleh wr putih d hitm. Probbilits Tbel. Perbdig Coverge Optimsi Berdsrk Vrisi Ketiggi Gedug Kot A B C D E Coolig Schedule Tiggi Gedug (meter) Coverge (%) Keik Awl Coverge (%) 7,6,6 c 3-4 7,9 7,7,7 f 7,5,5 7,,5 c 4-5 7,77 7,3,6 f 7,5,8 7,7,68 c 5-6 7,39 7,,7 f 7,4,65 7,9,8 c 6-7 7,8 7,6,78 f 7,8,8 7,5,85 c 7-8 7, 7,,9 f 7,6,86 Tbel 3. Posisi Terbik Setip Pemcr Berdsrk Vrisi Ketiggi Gedug Posisi ( meter ) Kot Pemcr ke- Pemcr ke- Pemcr ke-3 Bris Kolom Bris Kolom Bris Kolom A 5,9 3,397 76,94 5,397 5,936 76,749 B 5,8 3,4 76,7 5,37 4,589 76,966 C 5,745 3,69 76,547 5,759 4,96 76,895 D 5,69 3,7 76,9 49,586 4,97 76,55 E 5,66 3,7 76,9 5,49 5,389 76,8 Probbilits () Awl Gmbr 7. Perbdig Nili C/I Kot C Sebelum d Sesudh Simulted Aelig. () Gmbr kodisi orml. Perbesr gmbr utuk retg C/I 3, smpi 4 db.

5 JURNAL TEKNIK ITS Vol., (Sept, ) ISSN: 3-97 A-5 B. Pegruh Jumlh Gedug Alisis pegruh jumlh gedug terhdp coverge d fitess kot L, M, d N ditujukk pd Tbel 4. Hsil tersebut meujukk bhw deg bertmbhy jumlh gedug mk k mempegruhi ili presetse derh ckup siyl. Semki byk jumlh gedug peghlg, mk ili presetse coverge jug k semki meuru. Gmbr 8 meujukk slh stu grfik ili fitess slh stu kot (kot N) dim i li fitess terbik diperoleh dri coolig schedule c deg ili fitess 8,8%. Nili terbik kedu ilh hsil simulsi pd coolig schedule f deg fitess 8,9%, d ili terburuk ilh hsil simulsi pd coolig schedule deg fitess 8,4%. Adpu perbdig coverge kot N sebelum d sesudh optimsi ditujukk pd Gmbr 9. Dri simulsi yg telh dilkuk pd kot L, M, d N jug didptk ili C d C/I sebelum d sesudh optimsi. Gmbr meujukk perbdig ili dy crrier kot N sebelum d sesudh optimsi. Pd kodisi wl, ili dy crrier berkisr tr -34,73 smpi 3,98 dbm. Setelh proses optimsi, ili dy crrier meigkt mejdi -3,96 smpi 8,7 dbm. Kemudi pd Gmbr meujukk ili C d C/I kot N sebelum d sesudh optimsi deg perbesr gmbr utuk retg ili C/I sebesr 3 smpi 4,6 db. Mellui optimsi berdsrk vrisi jumlh gedug deg megguk tig coolig schedule, mk dpt dibdigk hsil persetse coverge d keiky sebelum d sesudh optimsi, yg ditujukk pd Tbel 5. Dpt dikethui bhw coverge terbik jug didptk mellui peggu coolig schedule c, deg keik persetse coverge mecpi,68% pd kot L d 4,39% pd kot N. Adpu ili coverge tersebut didpt dri posisi terbik setip pemcr SFN yg ditujukk pd Tbel 6. Tbel 4. Alisi Jumlh Gedug Terhdp Coverge Kot Jumlh Gedug Coverge (%) Fitess (%) L 7,39 9,6 M 4 68,74 3,6 N 6 67,53 3,47 () Gmbr 9. Coverge Kot N. () Awl. Optimsi deg Simulted Aelig. Wilyh terckup d tidk terckup msig-msig ditujukk oleh wr putih d hitm. Probbilits Probbilits Dy Crrier (dbm) () Awl Awl Nili Fitess c f Dy Crrier (dbm) Gmbr. Perbdig Nili Crrier Kot N Sebelum d Sesudh Simulted Aelig. () Gmbr kodisi orml. Perbesr gmbr utuk retg dy crrier -,5 smpi -6 dbm Itersi (i) Gmbr 8. Grfik Nili Fitess Kot N deg Simulted Aelig.

6 JURNAL TEKNIK ITS Vol., (Sept, ) ISSN: 3-97 A-6 Probbilits Probbilits Awl () Awl Gmbr. Perbdig Nili C/I Kot N Sebelum d Sesudh Simulted Aelig. () Gmbr kodisi orml. Perbesr gmbr utuk retg ili C/I 3 smpi 4,6 db. Tbel 5. Perbdig Coverge Optimsi Berdsrk Vrisi Jumlh Gedug Kot L M N Coolig Schedule Jumlh Gedug Coverge (%) Keik Awl Coverge (%) 7,,63 c 7,39 7,7,68 f 7,6,67 7,98 3,4 c 4 68,74 7,97 3,3 f 7,98 3,4 7,86 4,33 c 6 67,53 7,9 4,39 f 7,9 4,38 IV. KESIMPULAN Dri hsil perec wilyh d optimsi SFN megguk Simulted Aelig mellui prmeter loksi setip pemcr, didptk kesimpul bhw ketiggi gedug mempegruhi derh ckup siyl sutu wilyh SFN. Semki tiggi gedug peghlg, mk semki meuru ili presetse coverge wilyh tersebut. Begitu jug deg vrisi jumlh gedug mempegruhi derh ckup siyl sutu wilyh SFN. Semki byk jumlh gedug, mk ili presetse coverge wilyh tersebut jug semki meuru. Hl ii terjdi kre dy pegruh efek difrksi yg disebbk gedug-gedug yg tiggi. Pd peeliti ii, pedekt lgoritm heuristik utuk megoptimlk derh ckup jrig SFN telh didemostrsik. Simulted Aelig telh berhsil meigktk derh ckup SFN st diterpk pd optimsi prmeter loksi pemcr. Hl ii dibuktik deg berkurgy sebgi besr titik receiver deg kulits siyl dibwh threshold sert keik persetse coverge mecpi 4,39%. UCAPAN TERIMA KASIH Terim ksih kepd Kemetri Pedidik d Kebudy Republik Idoesi yg telh memberik dukug fisil mellui Progrm Kretivits Mhsisw di Bidg Peeliti thu yg berjudul Optimsi Jrig SFN pd Sir TV Digitl DVB-T Megguk Metode Simulted Aelig d Prticle Swrm Optimiztio utuk Memperlus Derh Ckup. DAFTAR PUSTAKA [] A. Mttsso, Sigle Frequecy Network i DTV, IEEE Trsctios O Brodcstig, Vol. 5, No. 4 (5, December). [] M. Lz, A. L. Gutierrez, I. Brriuso, M. Domigo, J. R. Perez, L. Vlle, d J. Bsterreche, Optimiztio of Sigle Frequecy Network for DVB-T Services Usig d PSO, Rom : Proceedigs of the 5th Europe Coferece o Ates d Propgtio (EUCAP),. [3] M. Aedd, J. Morgde, M. Murroi, P. Agueir, A. Arrid, J. R. Perez, d J. Bsterreche, Heuristic Optimiztio of DVB-T/H SFN Coverge Usig PSO d Algorithms, mm- (9). [4] T. S. Rppport, Wireless Commuictios Priciples d Prctice, (996). [5] R. Brugger d D. Hemigwy, OFDM receivers - impct o coverge of iter-symbol iterferece d FFT widow positioig, EBU Tech. Review (3.) pp.. [6] T. L. Bri, Simulted Aelig Coolig Schedule, Avilble: [7] ETSI, Digitl Video Brodcstig (DVB): Implemettio guidelies for DVB terrestril services; Trsmissio spects, TR 9 V.. (4, November). Tbel 6. Posisi Terbik Setip Pemcr Berdsrk Vrisi Jumlh Gedug Posisi ( meter ) Kot Pemcr ke- Pemcr ke- Pemcr ke-3 Bris Kolom Bris Kolom Bris Kolom L 5,575 3,8 75,9 5,59 4,73 76,637 M 5,44 3,787 76,697 49,378 5,57 76,474 N 5,4 3,35 76,446 5,67 3,9 76,56