PEMODELAN EMPIRIS COST 231-WALFISCH IKEGAMI GUNA ESTIMASI RUGI-RUGI LINTASAN ANTENA RADAR DI PERUM LPPNPI INDONESIA

Transkripsi

1 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 PEMODEAN EMPIRIS COST 231-WAFISCH IKEGAMI GUNA ESTIMASI RUGI-RUGI INTASAN ANTENA RADAR DI PERUM PPNPI INDONESIA Ria Oktavia Manalu 1, Aryanti 2, Sopian Soim Program Stui Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang Jl Srijaya Negara, Bukit Besar, Ilir Barat 1, Kota Palembang, Sumatera Selatan Telp. (899) ABSTRAK Propagasi gelombang raio memegang peranan yang sangat penting untuk imengerti alam perencanaan sistem komunikasi wireless. Besarnya rugi-rugi lintasan (pathloss) yang terjai i sepanjang lintasan mempengaruhi kualitas sinyal yang ihasilkan i antena receiver. Oleh sebab itu besarnya rugi-rugi tersebut sangat mempengaruhi besarnya parameter isik, jarak, an rekuensi yang akan igunakan alam perencanaan sebuah sel. Penelitian ini ilakukan menggunakan moel empiris COST 231-Walisch Ikegami untuk mengestimasi besarnya Receive Signal evel i antena receiver raar sehingga apat itentukan posisi an jarak ieal antena raar yang terbaik. Moel ini ipilih karena tiak hanya menghasilkan besarnya harga pathloss sebagai output proses perhitungan, tetapi iperoleh juga rugi-rugi paa aerah kosong, rugi-rugi paa permukaan, an rugi-rugi iraksi paa atap-jalan an hamburan. Moel ini akan isimulasikan menggunakan perangkat lunak Matlab 7 untuk berbagai rekuensi, tinggi antena, an jarak. Dari penelitian ini apat isimpulkan bahwa jarak ieal posisi antena raar Perum PPNPI Inonesia aalah 5m. Kata Kunci: pathloss, wireless, Receive Signal evel, Moel COST 231-Walisch Ikegami. 1. PENDAHUUAN Pathloss merupakan rugi-rugi yang terjai i sepanjang jalur lintasan propagasi yang itanai engan aanya perbeaan level aya yang iterima oleh antena receiver terhaap level aya yang ipancarkan oleh antena transmitter. Pathloss isebabkan oleh aanya penghalang berupa geung-geung tinggi i antara antena transmitter an antena receiver (Triana & Pinem, 215). Pemoelan empiris pathloss sangat ibutuhkan bagi perencanaan pembangunan an pengembangan sistem komunikasi bergerak. Moel ini iperlukan untuk menganalisis konisi karakteristik propagasi, an mempreiksi level aya terima antena receiver, sehingga apat menunjang pembuatan sistem komunikasi engan kualitas pelayanan yang lebih baik. Penelitian tentang moel propagasi yang telah ilakukan sebelumnya ialah simulasi moel empiris pathloss Okumura-Hatta an moel COST 231 paa komunikasi selular (Hutauruk, 211) untuk mengetahui perbeaan perhitungan pathloss antara keua moel empiris tersebut. Selanjutnya, penelitian oleh (Sarjuin, 212) melakukan simulasi link buget paa komunikasi selular i aerah urban engan metoe Walisch-Ikegami. Dari hasil pengujian apat isimpulkan bahwa semakin besar rekuensi, maka nilai pathloss yang ihasilkan paa perhitungan i aerah urban akan semakin besar pula. Penelitian terkait engan menggunakan metoe yang sama, selanjutnya ilakukan oleh (Triana & Pinem, 215) untuk aplikasi triple ban i aerah urban metropolitan centre. Berasarkan latar belakang penelitian tersebut, belum aa penelitian terkait engan estimasi nilai pathloss menggunakan metoe COST 231-Walisch Ikegami berasarkan parameter antena raar yang igunakan i Perum PPNPI Inonesia. Paa penelitian kali ini akan mengestimasi rugi-rugi jalur lintasan antena raar i Perum PPNPI Inonesia engan melakukan pemoelan empiris propagasi pathloss. Moel empiris yang ijaikan sebagai acuan yaitu COST 231-Walisch Ikegami. Moel ini ipilih karena tiak hanya menghasilkan besarnya harga pathloss sebagai output proses perhitungan, tetapi iperoleh juga Rugi-rugi paa aerah kosong ( ), Rugi-rugi paa permukaan ( ms ), an Rugi-rugi iraksi paa atap-jalan an hamburan ( ). Parameter yang ibutuhkan paa penelitian ini aalah parameter isik antena raar berupa rekuensi (), tinggi antena transmitter (ht), tinggi antena receiver (hr), lebar jalan raya (W), jarak antar geung (b), suut (φ), serta tinggi geung termasuk atap (h roo ). Moel ini isimulasikan menggunakan perangkat lunak Matlab 7 yang hasilnya berupa graik harga pathloss terhaap ungsi jarak sebagai output proses perhitungan. Selain itu isertakan juga variasi hasil perhitungan pathloss terhaap ungsi rekuensi, an terhaap tinggi antena transmitter yang apat ijaikan sebagai bahan pertimbangan bagi pembuatan sistem komunikasi paa penelitian-penelitian selanjutnya. 2. TINJAUAN PUSTAKA Moel empiris COST 231-Walisch Ikegami merupakan moel yang igunakan untuk menyempurnakan perhitungan pathloss engan mempertimbangkan lebih banyak ata yang menggambarkan karakter aerah urban 221

2 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 iantaranya: ketinggian geung (h roo ), lebar jalan (W), an jarak antar geung (b) (Susanto, 21). Parameter yang igunakan paa moel empiris COST 231-Walisch Ikegami apat ilihat paa Gambar 1 Gambar 1. Parameter Moel Empiris COST 231-Walisch Ikegami 2.1 Moel Empiris COST 231-Walisch Ikegami Moel empiris COST 231-Walisch Ikegami igunakan paa konisi jarak antara antena transmitter an aantena receiver ekat. Total pathloss untuk konisi OS (ine o Sight) engan moel ini apat ilihat paa Persamaan (1) Pathloss (B) = log()+2 log() (1) Untuk konisi non OS (aa obstacle), maka ormula pathloss yang igunakan apat ilihat paa Persamaan (2) Pathloss (B) = (2) Dengan : = ree space loss = iraksi atap geung engan jalan raya an scatter loss = multiscreen loss = log()+2 log() (3) = - 16,9 1 log(w) + 1 log() + 2 log(h roo hr)+ (4) Dengan : W = lebar jalan raya h roo = tinggi geung hr = tinggi antena receiver Orientasi ari jalan raya imasukkan ke alam rumus empiris sebagai aktor koreksi = -1 +,354 or φ 35 (5) = 2,5 +,75 or 35 φ 55 (6) = 4 -,114 or 55 φ 9 (7) Dengan φ aalah suut antara orientasi jalan raya engan arah ari sinyal alam satuan erajat, seangkan besarnya multiscreen loss aalah : = + + log() + log()-9 log(b) (8) = untuk ht h roo (9) =-18 (1+( ht- h roo ) untuk ht h roo (1) = 54 untuk ht h roo (11) = 54-,8 ( ht- h r ) or,6km an ht h roo (12) Ketergantungan nilai pathloss terhaap rekuensi an jarak ihitung menggunakan parameter an paa persamaan multiscreen loss i atas = 54-,8 ( ht- h r ) /,5 or,5km an ht h roo (13) = 18 untuk ht h roo (14) 222

3 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 K =18-15 ht hr untuk ht h roo hr ht (15) = -4 +,7 (/925-1) or meium size city (16) K K = ,5 (/925-1) or metropolitan centers (17) Parameter yang igunakan paa metoe COST 231-Walisch Ikegami apat ilihat paa Tabel 1 Tabel 1. Parameter Moel Empiris COST 231-Walisch Ikegami No Parameter Notasi Spesiikasi 1 F 2 Ht 3 4 Frekuensi Tinggi antena transmitter Tinggi antena receiver Jarak Hr 8-2MHz 4-5meter 1-3meter.2-5km 3. METODOOGI PENEITIAN Kajian yang igunakan paa penelitian ini aalah kajian yang bersiat kualitati an kuantitati, yang iasarkan paa stui literatur. Stui literature ilakukan untuk menapatkan hasil pembahasan mengenai moel propagasi empiris COST 231-Walisch Ikegami. Data sekuner yang ibutuhkan bersumber ari hanbook Perum PPNPI Inonesia, buku reerensi, jurnal, skripsi an berbagai ebook. Perhitungan an analisis ata yang ibutuhkan paa penelitian ini aalah parameter antena raar Perum PPNPI Inonesia. Perancangan simulasi ini ilakukan engan tahap-tahap proses seperti low chart paa Gambar 2 Mulai Masukkan parameter (rekuensi,tinggi antena transmitter an receiver) Hitung pathloss moel empiris COST 231-Walisch Ikegami Hitung nilai pathloss terhaap berbagai variasi parameter Hitung nilai pathloss terhaap parameter jarak Hitung pathloss terhaap parameter rekuensi Hitung pathloss terhaap parameter tinggi antena transmitter Tabel hasil perhitungan pathloss Analisa hasil perhitungan pathloss terhaap berbagai parameter Graik hasil perhitungan pathloss Selesai Gambar 2. Flow Chart Pathloss Moel empiris COST 231-Walisch Ikegami 4. HASI DAN PEMBAHASAN Penelitian ini ilakukan engan melakukan perhitungan sesuai engan ormula moel empiris COST 231- Walisch Ikegami. Parameter yang igunakan sebagai bahan unjuk kerja aalah parameter antena raar i Perum PPNPI Inonesia yaitu: Frekuensi Carrier ()= 13MHz, Tinggi antena transmitter (ht)= 2meter, Tinggi antena receiver (hr)= 2meter. Seangkan untuk parameter lainnya iasumsikan ata mengikuti moel empiris 223

4 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 COST 231-Walish Ikegami engan lebar jalan raya (W) =15m, jarak antar geung (b) =3m, suut (φ) =9, serta tinggi geung termasuk atap ( h roo ) =3m. 4.1 Penyelesaian Perhitungan Pathloss Terhaap Parameter Jarak Dari ormula empiris COST 231-Walisch Ikegami paa Persamaan (2) Pathloss (B) = + + = log()+2 log() = log()+2 log(13) = log() = - 16,9 1 log(w) + 1 log() + 2 log(h roo hr)+ = - 16,9 1 log(15) + 1 log(13)+ 2 log(3 2)+ = ms ms ms = - 3,411+ ori = 4 -,114 ϕ ori ( 35) or 55 φ 9 eg = 4 -,114 9 ori ( 35) eg = -2,27 ori = ms + bsh K + a K log() + K = untuk ht h roo bsh K = 54-,8 ( ht- h r ) = 54-,8 ( 2-2 ) a K a K = 39,6 a K =18-15 K =18-15 ht hr hr ht K =33 = -4+,7 (/925-1) K K log()-9 log(b) or,6km an ht h roo untuk ht h roo = -4+,7 (13/925-1) or meium size city K = - 3,92 + bsh K + a K log() + K log()-9 log(b) = + 39,6+33 log() + (-3,92) log(13)-9 log(3) = 14, log() Dengan memasukkan nilai = 5, 1, 15, 2, 25, 3, 35, 4, 45 an 5 meter ke alam persamaan i atas, maka iperoleh nilai pathloss untuk moel COST 231-Walisch Ikegami seperti paa Tabel 2 No ori ori ms Tabel 2. Hasil Perhitungan Pathloss Terhaap Jarak Jarak(meter) (B) (B) (B) ms Pathloss(B)

5 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 Dari tabel hasil perhitungan pathloss iatas, apat ibuat graik ungsi pathloss terhaap jarak seperti paa Gambar 3 Gambar 3. Graik Pengaruh Jarak Terhaap Pathloss COST 231-Walisch Ikegami Gambar 3 merupakan output proses perhitungan pathloss alam bentuk graik ungsi pathloss terhaap jarak. Axis X merupakan ungsi jarak (meter) ari moel COST 231-Walisch Ikegami yang menggunakan range 5 meter 5 meter. Seangkan Axis Ymerupakan ungsi nilai pathloss (B) yang ihasilkan setelah melakukan perhitungan. Dari gambar iatas apat ilihat bahwa parameter jarak antara antena transmitter an receiver engan pathloss berbaning lurus secara eksponensial. Hal ini apat iartikan bahwa semakin besar jarak antara antena transmitter an receiver maka semakin besar pula harga pathloss yang ihasilkan. Dari tabel hasil perhitungan pathloss juga apat ianalisa nilai pathloss terkecil yaitu B ihasilkan oleh perhitungan pathloss engan jarak 5 meter. Seangkan nilai pathloss terbesar yaitu B ihasilkan oleh perhitungan pathloss paa jarak 5 meter. Faktor yang menyebabkan perhitungan pathloss berbea-bea paa setiap interval kenaikan jarak aalah aktor ketergantungan pathloss terhaap jarak yang iberikan melalui parameter K paa persamaan multiscreen loss. Semakin besar nilai jarak yang imasukkan paa persamaan, maka semakin besar pula nilai multiscreen loss yang ihasilkan, begitupun sebaliknya. 4.2 Penyelesaian Perhitungan Pathloss Terhaap Parameter Frekuensi Perhitungan pathloss ilakukan engan memvariasikan rekuensi sesuai engan moel COST 231-Walisch Ikegami yaitu 8-2MHz. Paa perhitungan ini rentang yang ipilih setiap selang interval 1MHz. Seangkan jarak antara antena transmitter an receiver iasumsikan sebesar 5meter. Dengan memasukkan nilai =5, 6, 7, 8, 9, 1, 11, 12, 13, 14 an 15MHz ke alam persamaan (2), maka iperoleh nilai pathloss terhaap parameter rekuensi paa moel COST 231-Walisch Ikegami seperti paa Tabel 3 No Tabel 3. Hasil Perhitungan Pathloss Terhaap Parameter Frekuensi Frekuensi(MHz) (B) (B) (B) ms Pathloss(B)

6 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 Hasil perhitungan pathloss terhaap parameter rekuensi seperti paa tabel iatas apat ibuat ke alam bentuk graik ungsi pathloss terhaap parameter rekuensi seperti paa Gambar 4 Gambar 4. Graik Pengaruh Frekuensi Terhaap Pathloss COST 231-Walisch Ikegami Gambar 4 merupakan hasil perhitungan pathloss alam bentuk graik ungsi pathloss terhaap rekuensi. Axis X menunjukkan ungsi rekuensi (MHz) ari moel COST 231-Walisch Ikegami engan range 8 2 MHz. Seangkan Axis Ymerupakan ungsi nilai pathloss (B) yang ihasilkan setelah melakukan perhitungan. Kurva yang ihasilkan paa perhitungan berupa kurva yang berbaning lurus secara linier. Hal ini apat isimpulkan bahwa semakin besar rekuensi carrier yang igunakan paa antena raar, maka akan semakin besar pula nilai pathloss yang ihasilkan. Nilai pathloss terkecil paa Tabel 3 yaitu B yang ihasilkan oleh rekuensi 5MHz. Seangkan nilai pathloss tertinggi yaitu B ihasilkan oleh perhitungan pathloss paa rekuensi 15MHz. Nilai perhitungan pathloss yang ihasilkan paa setiap kenaikan rekuensi mempunyai nilai yang berbea-bea. Hal ini ikarenakan oleh aktor ketergantungan pathloss terhaap rekuensi yang iberikan melalui parameter K paa persamaan multiscreen loss. Setiap interval kenaikan rekuensi sebesar 1MHz menyebabkan pembacaan pathloss paa moel empiris COST 231-Walisch Ikegami cenerung meningkat sebesar,26%. 4.3 Penyelesaian Perhitungan Pathloss Terhaap Parameter Tinggi Antena Transmitter Perhitungan pathloss ilakukan engan memvariasikan tinggi antena transmitter raar sesuai engan moel COST 231-Walisch Ikegami yaitu 4-5meter. Range yang ipilih untuk proses perhitungan yaitu setiap interval kenaikan 5 meter. Untuk parameter jarak iasumsikan 5 meter, seangkan parameter lainnnya ianggap konstan mengikuti parameter antena raar Perum PPNPI Inonesia. Hasil perhitungan pathloss engan variasi parameter tinggi antena transmitter apat ilihat alam Tabel 4 Tabel 4. Hasil Perhitungan Pathloss Terhaap Parameter Tinggi Antena Transmitter No Tinggi Antena Transmitter (meter) (B) (B) ms (B) Pathloss(B)

7 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 Hasil perhitungan pathloss terhaap parameter tinggi antena transmitter yang ihasilkan apat ibuat graik ungsi pathloss terhaap parameter tinggi antena transmitter seperti paa Gambar 5 Gambar 3. Graik Pengaruh Tinggi Antena Transmitter Terhaap Pathloss Perhitungan pathloss engan variasi tinggi antena transmitter menghasilkan graik berupa kurva linier yang berbaning terbalik. Hal ini apat iartikan bahwa parameter tinggi antena transmitter tiak mempengaruhi rugirugi yang terjai i sepanjang lintasan antena raar. Dari tabel hasil perhitungan pathloss paa Tabel 4, nilai pathloss tertinggi yaitu B ihasilkan paa perhitungan pathloss engan tinggi antena transmitter 5 meter. Seangkan nilai pathloss terkecil yaitu B ihasilkan paa perhitungan pathloss engan tinggi antena transmitter 5meter. Sehingga semakin tinggi antena transmitter yang igunakan akan menghasilkan nilai pathloss yang semakin kecil. Hal ini mengakibatkan kinerja moel empiris COST 231-Walisch Ikegami akan meningkat. 5. PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Nilai perhitungan pathloss ipengaruhi oleh aktor ketergantungan pathloss terhaap parameter rekuensi an jarak paa persamaan multiscreen loss. 2. Perhitungan pathloss engan variasi parameter jarak an rekuensi menghasilkan kurva yang berbaning lurus secara eksponensial. Hal ini apat isimpulkan bahwa semakin besar jarak an rekuensi yang igunakan paa antena akan menghasilkan nilai pathloss yang semakin besar pula. 3. Paa perhitungan pathloss engan variasi parameter tinggi antena transmitter menghasilkan graik berupa kurva linier yang berbaning terbalik. Sehingga semakin tinggi antena transmitter yang igunakan, menghasilkan pathloss yang semakin kecil. Hal ini apat iartikan bahwa tinggi antena transmitter tiak mempengaruhi rugi-rugi i sepanjang lintasan antena raar. 4. Peningkatan rekuensi setiap selang interval 1MHz menyebabkan pembacaan pathloss paa moel empiris COST 231-Walisch Ikegami meningkat secara konstan sebesar,26%. 5. Terhaap nilai rata-ratanya (mean) menunjukkan estimasi pathloss moel COST 231-Walisch Ikegami cenerung menekati baik karena tingkat ari mana nilai pathloss yang ihasilkan tiak melebihi atau berbea ari satu sama lain secara signiikan. 5.2 Saran Saran untuk penelitian lebih lanjut apat itambahkan mengenai perhitungan pathloss menggunakan analisis perambatan gelombang seperti relection, iraction, an scattering. PUSTAKA Triana, N., & Pinem, M. (215). Analisis Moel Propagasi Path oss Semi- Deterministik Untuk Aplikasi Triple Ban Di Daerah Urban Metropolitan Centre. Hutauruk, S. (211). Simulasi Moel Empiris Okumura-Hata Dan Moel Cost 231 Untuk Rugi-Rugi Saluran Paa Komunikasi Selular, (Semantik 211). 227

8 PROSIDING SEMINAR NASIONA MUTI DISIPIN IMU &CA FOR PAPERS UNISBANK KE-3(SENDI_U 3) 217 Sarjuin, Z. (212). Simulasi ink Buget Paa Komunikasi Selular Di Daerah Urban Dengan Metoe Walisch Ikegami. Susanto. (21). Inormasi Traik Frekuensi 7 Mhz 3 Ghz Di Surabaya Dengan Menggunakan Peta Elektronik 1. Nugroho, C. (216). Analisa Perancangan BTS Hotel Di Kawasan Inustri Pulogaung Dengan Tinjauan Network Telkomsel. Hutauruk, S., Graha, B. T. S., Mean, X.., Hilir, B. T. S. P., Rengas, B. T. S. S., Sioai, B. T. S., Test, D. (211). BAB I,