ANALISIS DAN PERBANDINGAN HASIL PENGUKURAN PROPAGASI RADIO DVB-T DAN DVB-H DI WILAYAH JAKARTA PUSAT

Transkripsi

1 AALISIS DA PERBADIGA HASIL PEGUKURA PROPAGASI RADIO DVB-T DA DVB-H DI WILAYAH JAKARTA PUSAT Ma rifatul Iman Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh opember Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 6 rifa_afi@yahoo.co.id ABSTRAK Perkembangan teknologi digital memberikan kontribusi dominan terhadap konvergensi di bidang penyiaran, telekomunikasi dan teknologi informasi. Salah satu diantaranya adalah siaran TV Digital yang memungkinkan kualitas penerimaan gambar dan suara yang lebih bagus dan dapat dinikmati oleh pemirsa dengan berbagai perangkat seperti telepon genggam (handphone), PDA (Personal Digital Assistant), komputer maupun media TV yang tak bergerak (fixed) dan bergerak (mobile). Indonesia menerapkan penggunaan standar Digital Video Broadcasting (DVB) sebagai sistem penyiaran TV Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisis hasil pengukuran propagasi radio Digital Video Broadcasting- Terrestrial (DVB-T) dan Digital Video Broadcasting-Handheld (DVB-H). Data yang digunakan adalah data hasil pengukuran propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat. Data diolah dan dilakukan pemodelan untuk menggambarkan karakteristik propagasi pengaruh jarak (d (m)) terhadap daya terima (Pr (dbm)). Pemodelan ini kemudian dibandingkan dan di evaluasi menggunakan model Okumura- Hata [Rappaport, 22] dan Model ITU-R P.46-4 [ITUR, 29]. Dari hasil perbandingan dan evaluasi, dapat disimpulkan bahwa: Model dan model ITU-R P.46-4 tidak cocok dibandingkan dengan pemodelan sehingga tidak bisa diterapkan untuk karakteristik propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat. Kata kunci : TV Digital, DVB-T, DVB-H, Pemodelan, Model, Model ITU-R P.46-4 I. PEDAHULUA Perkembangan teknologi digital memberikan kontribusi dominan terhadap konvergensi di bidang penyiaran, telekomunikasi dan teknologi informasi. Berdasarkan Peraturan Menteri Komunikasi dan Informatika Republik Indonesia omor : 7/P/M.KOMIFO/3/27, pemerintah memutuskan standar Digital Video Broadcasting-Terrestrial (DVB- T) sebagai standar penyiaran digital terestrial untuk televisi tidak bergerak di Indonesia []. Sistem siaran TV digital mempunyai kualitas penerimaan gambar dan suara yang lebih bagus serta dapat dinikmati oleh pemirsa dengan berbagai perangkat TV yang tak bergerak (fixed) dan bergerak (mobile) []. Institut Teknologi Sepuluh opember Surabaya - Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (ITS - BPPT) telah melakukan pengukuran propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat. Data hasil pengukuran tersebut dikumpulkan, dianalisis dan dibuat dengan pemodelan. Hasil pemodelan kemudian dibandingkan dan dievaluasi dengan model propagasi yang sudah ada saat ini yaitu model [Rappaport, 22] dan Model ITU-R P.46-4 [ITUR, 29]. Makalah ini akan membahas hasil pemodelan, serta hasil perbandingan antara pemodelan dengan Model dan Model ITU-R P.46-4 menggunakan data hasil pengukuran DVB-T dan DVB- H di wilayah Jakarta Pusat. II. PEMODELA SISTEM DARI HASIL PEGUKURA PROPAGASI RADIO DVB-T DA DVB-H DI WILAYAH JAKARTA PUSAT Model yang diterapkan pada tugas akhir ini adalah pemodelan. Sebagai perbandingan dan evaluasi dari hasil pemodelan digunakan model karakteristik propagasi yang sudah ada saat ini yaitu, model dan Model ITU-R P Perangkat Lunak yang digunakan adalah Matlab 7.. A. Pemodelan [3] Pemodelan digunakan untuk menggambarkan karakteristik propagasi pengaruh jarak (d (m)) terhadap daya terima (Pr (dbm)). Persamaan adalah sebagai berikut : Pr( dbm) log k n log d () Dimana konstanta k dan eksponen rugi lintasan, n. Tabel Eksponen rugi lintasan untuk lingkungan yang berbeda Lingkungan Eksponen rugi lintasan, n Free space 2 Radio seluler wilayah perkotaan 2.7 sampai 3. Radio seluler perkotaan dengan pengaruh shadowing 3 sampai LOS (Line-of-sight) Di dalam Gedung.6 sampai.8 Terhalang gedung 4 sampai 6 Terhalang pabrik 2 sampai 3

2 B. Model Okumura-hata [3] Model Hata adalah suatu rumus empiris data rugi lintasan grafis yang diberikan oleh Okumura. Hata memperkenalkan rugi propagasi wilayah perkotaan sebagai rumus standart dan menyediakan koreksi persamaan untuk aplikasi situasi yang berbeda. rumus standart untuk median rugi lintasan di wilayah perkotaan: L ( urban)(db) log f 3. 82h (2) c te ( log h ) log d a( h te re Dimana L adalah persen (median) nilai rugi lintasan propagasi, f c adalah frekuensi (MHz) dari MHz MHz, h te adalah pemancar efektif (pemancar dasar) tinggi antena (m) antara 3 m -2 m, h re adalah penerima efektif (mobile) tinggi antena (m) antara m- m, d adalah jarak pemisah T-R (Km), dan a(h re ) adalah faktor koreksi untuk tinggi antenna mobile efektif yang mana merupakan suatu fungsi ukuran coverage area. Faktor koreksi antena mobile untuk kota besar, menggunakan persamaan : a( h ) 3.2(log.7 ) 2 re h re 49.7dB untuk f c 3MHz (3) Untuk mendapatkan daya terima () diperoleh dari model Okumura, sehingga diperoleh persamaan : Pr( dbm) ERP(dBm) L (db) Gr (db) (4) Dimana daya radiasi efektif antena pemancar ERP, faktor gain tinggi antena penerima dasar G r. Model merupakan standar untuk perencanaan sistem pada radio mobile darat moderen sistem di Tokyo, Jepang. C. Model ITU-R P.46 [6] Model ITU-R P.46-4 merupakan sebuah metode untuk prediksi suatu area propagasi radio untuk layanan terestrial di range frekuensi 3 MHz 3 MHz dan merupakan kurva lintasan darat yang telah disiapkan dari data yang diperoleh di Eropa dan Amerika Utara. Metode ini berdasarkan interpolasi/ekstrapolasi dari didapatkannya empiris kurva field-strength sebagai fungsi jarak, tinggi antena, frekuensi dan persen dari waktu. Dalam mendapatkan daya terima (), digunakan persamaan : P dbm) P (dbm) G (db) L (db) () r ( t t b Dimana daya pancar P t dan gain antena pemancar G t. D. Parameter dan Data Hasil Pengukuran Propagasi Radio DVB-T dan DVB-H di Wilayah Jakarta pusat Parameter dan Data Hasil Pengukuran DVB-T[2] Parameter DVB-T terdiri dari : Antena Pemancar menggunakan Frekuensi 7.2 MHz (kanal 34) yang ) diletakkan pada ketinggian 2 m dari permukaan tanah. Daya output antena pemancar 4 Watt dengan Gain antena pemancar 8. db dan ERP dbm. Sedangkan untuk antena penerima DVB-T diletakkan pada ketinggian. m dari permukaan tanah [2]. Data hasil pengukuran DVB-T di wilayah Jakarta Pusat dilakukan pada tahun 27 yang terdiri dari 29 lokasi pengukuran. Peta pengukuran wilayah yang menunjukkan lokasi pemancar dan lokasi pengukuran dapat dilihat pada gambar. Gambar Wilayah pengukuran rugi lintasan Parameter dan Data Hasil Pengukuran DVB-H Parameter DVB-H terdiri dari, tinggi antena pemancar 2 m dari permukaan tanah dan frekuensi yang digunakan 498 MHz (kanal 24). Daya output antena pemancar 2 Watt, Gain antena pemancar db dan ERP dbm, serta tinggi antena penerima DVB-H 2 m dari permukaan tanah. Data hasil pengukuran DVB-H di wilayah Jakarta Pusat dilakukan pada tahun 29 yang terdiri dari 66 lokasi pengukuran, kemudian dibagi menjadi 3 Ring pengukuran. Dari gambar 2 dapat dilihat pembagiannya, yaitu Ring terdiri dari 24 lokasi pengukuran, Ring 2 terdiri dari 2 lokasi pengukuran dan Ring 3 terdiri dari 22 lokasi pengukuran. Gambar 2 Desain data hasil pengukuran dengan menggunakan 3 (tiga) Ring Keterangan Gambar : Desain pengukuran pada gambar diatas menggunakan 3 ring : - Pemancar (Tx) terletak di tengah-tengah dari 3 ring. - Ring, bernomor terletak di warna orange - Ring 2, bernomor 2 terletak di warna merah muda. - Ring 3, bernomor 3 terletak di warna kuning 2

3 E. Uji Distribusi ormal Menggunakan Kolmogorov Smirnov Satu Satu Sampel [4] Uji satu sampel adalah membandingkan antara fungsi distribusi acak empiris (data Error (selisih daya terima hasil pengukuran dengan daya terima pemodelan Distance Power Law)) dengan fungsi distribusi hipótesis (distribusi normal). Pengambilan keputusan atau hipotesis H dilakukan dengan Membandingkan nilai Kolmogorov- Smirnov statistik, KSSTAT dengan Critical Value, CV atau nilai kritis yang diperoleh dari nilai Dtabel untuk satu sampel yang dapat dilihat pada tabel 2 dibawah : H diterima, jika Statistik< ilai Kritis. H ditolak, jika Statistik > ilai Kritis. Tabel 2 ilai Dtabel untuk satu sampel (-α) sampel Untuk ilai yang besar ilai daerah penolakan dari uji Kolmogorov- Smirnov diperoleh dengan cara pendekatan seperti tabel 2. adalah jumlah data sampel yang akan diuji lebih dari 3, dan (-α) adalah tingkat kepercayaan yang akan digunakan selama pengujian. III. HASIL PEMODELA DA AALISIS A. Pemodelan DVB-T Gambar 3 = log(d) pengukuran Pemodelan n=4.6 Pemodelan Distance Power law DVB-T Hasil Pemodelan dari gambar 3 diatas, didapatkan = log(d). Dari persamaan (), diperoleh nilai eksponen rugi lintasan dari jarak, n= 4.6 yang merupakan nilai kerugian akibat radio seluler perkotaan dengan pengaruh shadowing dan terhalang gedung. Plot error (selisih) nilai daya terima () hasil pengukuran dengan nilai daya terima pemodelan Distence Power Law DVB-T, dapat dilihat pada gambar Gambar Gambar Error Pemodelan µ=. db std=9.9 db RMSE=.8 db error Error Pemodelan Distance Power law DVB-T CDF dan (Error Pemodelan ) CDF dan Uji dari Error Pemodelan Distance Power law DVB-T Pada gambar, nilai dapat dilihat pada tabel 3. Hipotesis nol (H=) diterima jika nilai P bernilai.822 dan statistik (KSSTAT=.43) < nilai kritis (CV=.247). Tabel 3 Uji dari Error Pemodelan DVB-T H = P =.822 KSSTAT =.43 CV = Gambar 6 Pr(dBm)= log(d) Segmen dan Segmen 2 pengukuran pengukuran 2 Pr2(dBm)= log(d) Segmen Distance Power law Segmen 2 Distance Power law n=2.4 n2=2.8 Segmen dan Segmen 2 Pemodelan Distance Power law DVB-T Dari gambar 6 diatas, segmen terdiri dari 7 lokasi pengukuran dan segmen 2 terdiri dari 22 lokasi pengukuran. Hasil pemodelan segmen Distance Power Law didapatkan Pr(dBm)= log(d) sedangkan pada segmen 2 didapatkan Pr2(dBm)= log(d). Dari persamaan (), nilai eksponen rugi lintasan dari jarak, n= 2.4 merupakan nilai kerugian akibat terhalang gedung dan n2= 2 merupakan nilai kerugian akibat Radio seluler wilayah perkotaan dan terhalang pabrik. Pada jarak (d) 2 m terdapat perpotongan sebesar.9 db sehingga dari gambar 6 tampak trennya berubah dan gradiennya menurun lebih tajam. 3

4 Error Pemodelan µ=-.4 db std=9.4 db RMSE=3.4 db Tabel Perbandingan nilai RMSE pada gabungan semua model DVB-T DVB-T RMSE (db) Distance Power law (DPL).8 Segmen dan Segmen 2 DPL ITU-R P Gambar error segmen DPL error segmen 2 DPL Error Segmen dan Segmen 2 Pemodelan Distance Power law DVB-T CDF dan (Error Pemodelan ) Gambar 8 CDF dan dari Error Segmen dan Segmen 2 Pemodelan Distance Power law DVB-T Plot gambar 8, nilai dapat dilihat pada tabel 4. Hipotesis nol (H=) diterima jika nilai P bernilai.4897 dan statistik (KSSTAT=.) < nilai kritis (CV=.247). Tabel 4 Uji dari Error segmen dan segmen 2 Pemodelan DVB-T H = P =.4897 KSSTAT =. CV =.247 B. Gabungan Semua Model pada DVB-T -2-3 Gabungan Semua Model pada DVB-T C. Pemodelan DVB-H = log(d) Pengukuran ring pengukuran ring2 pengukuran ring3 Gabungan 3 Ring Gambar Pemodelan DVB-H Pada gambar, hasil pemodelan Distance Power Law didapatkan = log(d). Dari persamaan (), diperoleh nilai eksponen rugi lintasan dari jarak, n= 4.9 yang merupakan nilai kerugian akibat radio seluler perkotaan dengan pengaruh shadowing dan terhalang gedung µ=. db std=7.36 db RMSE=.9 db Gambar error ring error ring2 error ring3 Error dari Gabungan 3 Ring n=4.9 Error Pemodelan DVB-H CDF dan (Gabungan 3 ring) Pengukuran Pengukuran 2 (DPL) Segmen DPL Segmen 2 DPL ITU R P Gambar 9 Gabungan semua model pada DVB-T Pada gambar 9 dapat dianalisis dengan nilai RMSE (Root Mean Square Error) dari tiap model DVB- T pada tabel. ilai RMSE pemodelan Distance Power Law lebih kecil (.8 db) dibandingkan dengan RMSE segmen dan segmen 2 Pemodelan Distance Power Law (3.4 db). ilai RMSE pemodelan Distance Power Law lebih kecil (.8 db) dibandingkan dengan RMSE model (22.7 db) dan RMSE model ITU- R P.46.4 (24.4 db) Gambar 2 CDF dan Uji Pemodelan DVB-H Pada gambar 2, nilai dapat dilihat pada tabel 6. Hipotesis nol (H=) diterima jika nilai P bernilai.8334 dan statistik (KSSTAT=.74) < nilai kritis (CV=.644). Tabel 6 Uji dari Error Pemodelan DVB-H H = P =.8334 KSSTAT =.74 CV =.644 4

5 -4 Ring,2 dan Ring3 D. Gabungan Semua Model pada DVB-H - n=3. n2=.6-3 Gabungan semua model pada DVB-H -6 Pr(dBm)= log(d) pengukuran ring pengukuran ring2 pengukuran ring3 ring,2 ring3 Pr2(dBm)= log(d) Gambar 3 Segmen dan segmen 2 Pemodelan DVB-H Dari gambar 3, pada segmen terdiri dari ring dan ring 2 yaitu 44 lokasi pengukuran dan di segmen 2 terdiri dari ring 3 yaitu 22 lokasi pengukuran. Hasil pemodelan segmen didapatkan Pr(dBm)= log(d) sedangkan pada segmen 2 didapatkan Pr2(dBm)= log(d). Dari persamaan (), didapatkan nilai eksponen rugi lintasan dari jarak, n= 3. merupakan nilai kerugian akibat radio seluler wilayah perkotaan dan radio seluler perkotaan dengan pengaruh shadowing, sedangkan n2=.6 merupakan nilai kerugian akibat terhalang gedung. Pada jarak 3 m terdapat perpotongan sebesar. db sehingga dari gambar 3 tampak trennya berubah dan gradiennya menurun lebih tajam µ= -.4 db std= 6.7 db RMSE=2.4 db Gambar error ring error ring2 error ring3 Error dari Ring,2 dan Ring3 Error segmen dan segmen 2 Pemodelan DVB-H CDF dan (Ring2 dan ring3) Gambar CDF dan Uji segmen dan segmen 2 Pemodelan DVB-H Plot gambar, nilai dapat dilihat pada tabel 7 dibawah. Hipotesis nol (H=) diterima jika nilai P bernilai.36 dan statistik (KSSTAT=.97) < nilai kritis (CV=.644). Tabel 7 Uji dari error segmen dan segmen 2 Pemodelan DVB-H H = P =.36 KSSTAT =.97 CV = Pengukuran ring2 Pengukuran ring3 (DPL) Ring2 DPL Ring3 DPL ITU R P-46-4 Gambar 6 Gabungan semua model pada DVB-H Pada gambar 6 dapat dianalisis dengan nilai RMSE (Root Mean Square Error) dari tiap model DVB- H pada tabel 7 dibawah. ilai RMSE pemodelan lebih kecil (.9 db) dibandingkan dengan RMSE segmen dan segmen 2 Pemodelan (2.4 db). ilai RMSE pemodelan lebih kecil (.9 db) dibandingkan dengan RMSE model (2.9 db) dan RMSE model ITU-R P.46-4 (22.8 db). Tabel 7 Perbandingan nilai RMSE pada gabungan semua model DVB-H DVB-H RMSE (db) Distance Power law (DPL).9 Segmen dan Segmen 2 DPL ITU-R P E. PathLoss Semua Model pada DVB-T Path Loss(dB) Gambar 7 Loss DPL Loss Segmen DPL Loss Segmen 2 DPL Loss Loss ITU R P-46-4 Path Loss DVB-T Gabungan Path Loss semua Model pada DVB-T ilai path loss pada semua model DVB-T dengan jarak link.46 Km 8.8 Km diperoleh nilai path loss pemodelan lebih besar daripada model propagasi radio lainnya yaitu 7.6 db/km. ilai path loss semua model DVB-T dapat dilihat pada tabel 8 dibawah. Tabel 8 ilai Path Loss pada semua Model DVB-T terhadap Jarak tertentu Path Loss DVB-T terhadap Jarak tertentu Model Jarak link.46 Km 8.8 Km 7.6 db/km Segmen dan segmen 2 DPL 6.9 db/km. db/km ITU-R P db/km

6 F. PathLoss Semua Model pada DVB-H Path Loss(dB) Loss DPL Loss Ring,2 DPL Loss Ring3 DPL Loss Loss ITU R P-46-4 Path Loss DVB-H Gambar 8 Path Loss Semua Model Pada DVB-H ilai path loss pada semua model DVB-H dengan jarak link.92 Km 2.7 Km diperoleh nilai path loss pemodelan lebih besar daripada model propagasi radio lainnya yaitu 4.7 db/km. ilai path loss semua model DVB-H dapat dilihat pada tabel 9. Tabel 9 Model ilai Path Loss pada semua Model DVB-H dengan Jarak tertentu Path Loss DVB-H terhadap Jarak tertentu Segmen dan segmen 2 DPL ITU-R P.46-4 IV. KESIMPULA Jarak link.92 Km 2.7 Km 4.7 db/km 6. db/km 3. db/km.9 db/km Dari data hasil pengukuran karakteristik propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:. Pemodelan yang dibandingkan dengan model dan model ITU-R P.46-4 diperoleh bahwa pemodelan Distance Power Law cocok digunakan sebagai model karakteristik propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat, berdasarkan : ilai RMSE (Root Mean Square Error) DVB-T.8 db pada jarak link 46 m 88 m dan nilai RMSE DVB-H.9 db pada jarak link 92 m 27 m. DVB-T pada jarak link.46 Km 8.8 Km, nilai selang kepercayaan.8 dengan nilai path loss 7.6 db/km. Dan untuk DVB-H pada jarak link.92 Km 2.7 Km, nilai selang kepercayaan.8 dengan nilai path loss 4.7 db/km. Sehingga data error (selisih) hasil pengukuran dengan pemodelan Distance Power Law berdistribusi normal. 2. Model tidak cocok digunakan sebagai model karakteristik propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat. Hal ini diperoleh dari analisis nilai RMSE error (selisih) hasil pengukuran dengan model yang cukup besar. ilai RMSE DVB-T 22.7 db pada jarak link.46 Km 8.8 Km dan nilai RMSE DVB-H 2.9 db pada jarak link.92 Km 2.7 Km. Kemungkinan lain yaitu adanya perbedaan kondisi karakteristik propagasi radio di Indonesia khususnya wilayah Jakarta Pusat berbeda dengan model propagasi, dimana model Okumura- Hata didapatkan pada saat pengukuran di Tokyo, Jepang. 3. Model ITU-R P.46.4 juga tidak cocok digunakan sebagai model karakteristik propagasi radio DVB-T dan DVB-H di wilayah Jakarta Pusat. Dari analisis hasil pemodelan diperoleh nilai RMSE DVB-T 24.4 db pada jarak link.46 Km 8.8 Km dan nilai RMSE DVB-H 22.8 db pada jarak link.92 Km 2.7 Km, serta dikarenakan adanya perbedaan karakteristik propagasi radio di Indonesia khususnya wilayah Jakarta Pusat berbeda dengan kondisi karakteristik propagasi radio model ITU-R P.46-4 yang pengukurannya dilakukan di Eropa dan Amerika Utara. DAFTAR PUSTAKA [] H. Budiarto, B. H. Tjahjono, A. Rufiyanto, A. A.. A. Kusuma, G. Hendrantoro, S. Dharmanto. Sistem TV Digital dan Prospeknya di Indonesia, Multikom Indo Persada. Jakarta. 27. [2] G. Hendrantoro, H. Budiarto, A. A.. A. Kusuma, A. Rufiyanto, S. Dharmanto, B. H. Tjahjono, Endroyono, Suwadi. Urban Radio Propagation Measurement for Digital TV Broadcast in Jakarta, Indonesia. IEEE Broadcast Technology Society ewsletter. 29. pp [3] T. S. Rappaport, Wireless Communications Principles and Practices, 2nd ed, Prentice Hall, 22. [4] Wilfrid J.Dixon. Introduction to Statistical Analysis. Second Edition, Mc Graw Hill, 97, hal 4 [] J.D. Parsons. The Mobile Radio Propagation Channel. John Wiley & Sons, hal 3. [6] Rec. ITU-R-P46-4, (29) ITU-R, Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 3MHz to 3 MHz. DAFTAR RIWAYAT HIDUP Ma rifatul Iman dilahirkan di Sidoarjo, 2 Oktober 984. Lulus dari MIU Kedungrejo kemudian melanjutkan ke SLTP YPM I Sepanjang. Pada tahun 999 melanjutkan ke SMU Wachid Hasyim 2 Sepanjang. Setelah menamatkan SMU, penulis melanjutkan studinya di Diploma Jurusan Teknik Telekomunikasi Politeknik Elektronika egeri Surabaya pada tahun 23. Dan pada tahun 27 penulis kembali melanjutkan studinya di Institut Teknologi Sepuluh opember Surabaya. 6