PENGARUH POSISI DAN DAYA PANCAR HANDHELD TERHADAP KUALITAS PENERIMAAN SINYAL PADA SATELIT ORBIT RENDAH TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PENGARUH POSISI DAN DAYA PANCAR HANDHELD TERHADAP KUALITAS PENERIMAAN SINYAL PADA SATELIT ORBIT RENDAH TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam meraih Gelar Sarjana pada jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Oleh : ARIEF SUDARMAJI L2F JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2002

2 HALAMAN PENGESAHAN Dengan ini menerangkan bahwa Laporan Tugas Akhir dengan judul Pengaruh Posisi dan Daya Pancar Handheld terhadap Kualitas Penerimaan Sinyal pada Satelit Orbit Rendah telah disetujui dan disahkan sebagai syarat guna mendapatkan gelar Sarjana Teknik Elektro pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang pada tanggal : Mengesahkan, Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II, Ir. Sudjadi, MT Ajub Ajulian, ST NIP NIP Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Dr. Ir. Hermawan, DEA NIP ii

3 ABSTRAKSI Sistem Satcom-2000 merupakan sistem komunikasi melalui satelit orbit rendah yang ditujukan untuk mendukung sistem komunikasi generasi ketiga (IMT 2000). Kualitas penerimaan yang distandarkan untuk layanan real time adalah BER sekitar dan waktu tunda transmisi kurang dari 400 ms. Kualitas penerimaan suatu hubungan antara handheld dengan satelit ditunjukkan oleh nilai Pe (Probability of Error) dari sistem tersebut. Pada komunikasi melalui satelit salah satu parameter yang dapat diubah adalah posisi handheld. Penentuan posisi sebuah handheld ditentukan oleh tinggi orbit dan sudut elevasi. Selain itu daya pancar yang dapat digunakan oleh handheld terbatas, oleh karena itu perlu disesuaikan dengan jenis layanan yang akan disediakan berdasarkan kecepatan bit rate-nya. Waktu tunda transmisi dan Pe (Probability of Error) dapat ditentukan melalui perhitungan parameter konstelasi dan link budget. Link budget merupakan suatu teknik untuk mengevaluasi performasi suatu sistem komunikasi dan memberikan informasi seberapa besar pengaruh daya pengirim dan penerima, sumber-sumber noise, pelemahan sinyal, dan laju data dari proses yang terjadi sepanjang link komunikasi terhadap kualitas komunikasi. Dalam tugas akhir ini dibahas tentang pengaruh posisi dan daya pancar sebuah handheld user terminal pada satelit orbit rendah terhadap kualitas penerimaan (QoS) untuk layanan yang mendukung IMT 2000 melalui perhitungan parameter konstelasi dan link budget. Dalam perhitungan parameter konstelasi dan link budget menggunakan suatu program bantu menggunakan bahasa program HTML dan PHP. Pada sistem komunikasi satelit orbit rendah penentuan ketinggian dan sudut elevasi minimum untuk user terminal/handheld sangat mempengaruhi kualitas dari penerimaan dan waktu tunda transmisi. Selain itu penggunaan daya yang digunakan oleh sebuah handheld menentukan jenis layanan yang dapat diberikan oleh suatu sistem. iii

4 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah Penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena hanya dengan berkat dan rahmat-nya serta melalui perjuangan yang panjang Penulis dapat berhasil menyelesaikan Tugas Akhir. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar kesarjanaan di Fakultas Teknik Jurusan Elektro Universitas Diponegoro. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir kali ini, Penulis telah banyak mendapat bimbingan, pengarahan, serta bantuan yang sangat berharga demi terselesaikannya Tugas Akhir. Untuk itu Penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Hermawan, DEA, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang. 2. Bapak Ir. Sudjadi, MT, selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan dalam Tugas Akhir ini. 3. Ibu Ajub Ajulian, ST, selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam Tugas Akhir ini. 4. Seluruh Dosen di Jurusan Teknik Elektro Universirtas Diponegoro Semarang. 5. Segenap Staf karyawan di Jurusan Teknik Elektro Universirtas Diponegoro Semarang. Selain itu Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Ibuku (semua ini hanya untuk beliau) 2. Orang tua, adik-adikku, dan seluruh kerabat famili atas dukungannya. 3. Keluarga Bp. Soepriyo, untuk perhatian dan dukungan yang sangat besar. 4. Teman-teman Ekstensi : Ardiansyah, Husni, Rulie, Ucok, Andi, Alfa, Hartana, Arwani dan yang lainnya. iv

5 5. Heri, Jayadi, Rusdi, Isnaeni, dan Nuning yang sudah banyak menolong dalam banyak hal. 6. Satya Mukti, buat kost yang nyaman dan kartu perpusnya. 7. Seseorang yang akan selalu berada di hatiku. 8. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa untuk lebih sempurnanya Tugas Akhir ini, Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Harapan Penulis, semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi pembaca sekalian. Semarang, 15 Juli 2002 Penulis v

6 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN ABSTRAKSI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL Halaman i ii iii iv vi viii ix BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Sasaran Pembatasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan 4 BAB II. SATELIT ORBIT RENDAH Orbit dan Konstelasi Satelit Jenis Link Komunikasi Alokasi Bidang Frekuensi Prosedur Perhitungan Parameter Konstelasi Satelit LEO Prosedur Perhitungan Link Budget 13 BAB III. SISTEM KOMUNIKASI SATELIT ORBIT RENDAH SATCOM IMT (International Mobile Telecommunication) Alokasi Frekuensi IMT vi

7 Klasifikasi Lingkungan Operasional IMT IMT 2000 Radio Interfaces Satelit Orbit Rendah Satcom Spesifikasi Sistem Satcom Komponen Ruang Angkasa (Space Segment) Komponen Bumi (Gateway dan Sistem Kontrol) Unit Pelanggan (Subscriber Unit) Satcom-2000 Radio Interfaces 32 BAB IV ANALISIS POSISI DAN DAYA PANCAR HANDHELD TERHADAP KUALITAS PENERIMAAN (QoS) Perhitungan Parameter Konstelasi Satcom Perhitungan Link Budget Perhitungan Uplink Perhitungan Downlink Analisis Perhitungan Sistem Keseluruhan Perhitungan dengan Program Bantu Perhitungan Jumlah Satelit dan Parameternya Perhitungan Link Budget Analisis Pengaruh Posisi Terhadap Kualitas Penerimaan Analisis Pengaruh Daya Pancar Terhadap Kualitas Penerimaan 54 BAB V. PENUTUP Kesimpulan Saran 57 DAFTAR PUSTAKA 56 LAMPIRAN A. Tabel Fungsi Integral Gaussian LAMPIRAN B. Tabel Link Budget LAMPIRAN C. Pembuatan program LAMPIRAN D. Listing Program Perhitungan vii

8 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Gambar 2.1. Jenis Orbit Berdasarkan Ketinggian 7 2. Gambar 2.2. Macam Link Komunikasi 9 3. Gambar 2.3. Area Cakupan Satelit Gambar 2.4. Hubungan Satelit Uplink dan Downlink Gambar 3.1. Pembagian Frekuensi IMT Gambar 3.2. Lingkungan Operasional Berdasarkan Area Sistem Gambar 3.3. Jenis-jenis Interfaces dalam Komponen Satelit Gambar 3.4. Hubungan Operasional Satelit IMT Gambar 3.5. Diagram Sistem Satcom Gambar 3.6. Konstelasi Satelit Satcom Gambar 4.1. Diagram Alir Perhitungan Parameter Konstelasi Gambar 4.2. Tampilan Perhitungan Parameter Konstelasi Gambar 4.3. Tampilan Hasil Perhitungan Parameter Konstelasi Gambar 4.4. Diagram Alir Perhitungan Link Budget Gambar 4.5. Tampilan Perhitungan Link Budget Gambar 4.6. Tampilan Hasil Perhitungan Link Budget Gambar 4.7.a. Grafik Hubungan Tinggi Orbit dan Pe Gambar 4.7.b. Grafik Hubungan Tinggi Orbit dan Delay Gambar 4.8.a. Grafik Hubungan Sudut Elevasi dan Pe Gambar 4.8.b. Grafik Hubungan Sudut Elevasi dan Delay 53 viii

9 DAFTAR TABEL Halaman 1. Tabel 2.1. Karakteristik Orbit Satelit LEO, MEO, dan GEO 7 2. Tabel 2.2. Bidang Frekuensi Satelit Komunikasi bergerak Tabel 2.3. Bidang Frekuensi Satelit Komunikasi Tabel 3.1. Lingkungan Operasional IMT Tabel 3.2. Parameter Konstelasi Satcom Tabel 3.3. Karakteristik FDMA/TDMA Tabel 3.4. Karakteristik FDMA/CDMA Tabel 4.1. Parameter Konstelasi Satcom Tabel 4.2. Standar BER IMT Tabel 4.3. Spesifikasi RF Satelit Satcom Tabel 4.4. Link Budget Arah Uplink Tabel 4.5. Link Budget Arah Downlink Tabel 4.6. Hasil Perhitungan Pe dan Delay terhadap Kenaikan Tinggi Orbit Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Pe dan Delay terhadap Kenaikan Sudut Elevasi Tabel 4.8. Spesifikasi RF Handheld Tabel 4.9. Perhitungan dengan Daya Pancar Berbeda 55 ix