PERENCANAAN SISTEM JARINGAN RADIO SELULER CDMA DENGAN MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 6.0

Transkripsi

1 PERENCANAAN SISTEM JARINGAN RADIO SELULER CDMA DENGAN MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 6.0 Indri Neforawati, Hoga Saragih Departemen Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta Kampus Baru UI Depok, 16424, Jakarta Indonesia kekake_3@yahoo.com, hogasaragih@gmail.com ABSTRAK Hal penting yang harus diperhatikan dalam perencanaan jaringan adalah adanya keserasian antara demand dan supply. Dalam wirelees network, demand adalah sumber trafik dalam serving area ( coverage ) tertentu, sementara supply adalah penyediaan resources ( kuantitas kanal ) dengan kapasits memenuhi persaratan standar QoS ( GOS / throughput tertentu ). Dalam sistem CDMA kapasitas kanal per-sel ( sector ) di tentukan oleh persyaratan rasio energi per bit terhadap total interferesi ( Eb/Io ) pada receiver, thermal noise ( No ),adjacent cell interference dan faktor lain yaitu:data rate, voise aktifity, sectorization gain serta faktor soft handoff yang kesemuanya sangat situasional sehingga kapasitas dalam CDMA disebut soft capacity, sedangkan untuk menentukan deamand ( potensi sumber trafik ) perlu di tentukan terlebih dahulu area pelayanan ( coverage area ) suatu cell / sector yang di analisis dengan power link buget, model propagasi yang dipilih yang bergantung pada kondisi setempat ( urban, sub urban, rural ) frekuensi CDMA yang digunakan serta pengaruh parameter parameter propagasi seperti : redaman bangunan, kendaraan, body loss, noise, fedeer, antena gain, user interference, Eb/Nodan prosesinggain. Selanjutnya berdasarkan areapelayanan tersebut, harus diprediksi trafik yang akan di bangkitkan dengan memprediksi jenis layanan : voice only atau campuran data dan voice dan data rate masing-masing user sesuai fitur / kemampuan sistem ( CDMA X ). Akhirnya dari demand dan capacity tersebut dapat diprediksi blocking probality dan kapasitas Erlang serta throughput dengan perencanaan. Perangkat lunak dirancang sebagai alat bantu perencanaan dengan penekanan aspek trafik ( yang dipengaruhi parameter transisi ) untuk berbagai kondis i dan pilihan harga atau dengan menggunakan harga defult ( asumsi ) yang telah ditentukan. Di harapkan perangkat lunak ini dapat digunakan untuk mempermudah ( terutama dari segi komplekasi perhitungan ) untuk menentukan :user demand, beban trafik, voice dan data, path loss maksimum yang di ijinkan ( MAPL ), kapasitas kanal untuk layanan suara dan data, radius area pelayanan dengan dua model propagasi ( Okumura hatta dan COS 231 ), estimasi kapasitas kanal ( reverse pole capacity ) dan bloking probability ( GOS ). Kata kunci: CDMA, QoS, body loss, noise, fedeer, antena gain, user interference, Eb/No, procesing gain. 1

2 1. Pendahuluan Hadirnya pelayanan komunikasi data yang berbasis wireless ( portabel ) dan personal ( privasi ) yang menawarkan multi servis tetapi low cost dewasa ini ramai dihadirkan para operator Telekomunikasi. Kecenderungan di atas menampilkan teknologi CDMA menjadi teknologi pilihan yang mulai diterapkan oleh beberapa operator pada dewasa ini. Di bandingkan GSM yang terlebih dahulu telah diterapkan oleh para operator di Indonesia, menyebabkan perlunya sosialisasi dan pengkajian dalam banyak cara agar penguasaan dan pemanfaatan teknologi CDMA lebih dapat menguntungkan konsumen. Salah satu aspek dalam pemanfaatan teknologi CDMA adalah aspek perencanaan dimana sedikit lebih kompleks dibanding GSM. Pembuatan perencanaan dengan penekanan pada aspek trafik seperti perhitungan kanal. penentuan area layanan dan perhitungan peluang kegagalan (blocking probability), dan pembuatan rancangan perangkat lunak sebagai alat bantu perencanaan. 2. Perencanaan dan Realisasi Program Pada simulasi tugas akhir yang berjudul Perencanaan Sistem Jaringan Radio Seluler CDMA menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0. Pada simulasi ini user ( pengguna ) dapat memberikan input, dimana input tersebut terkait dengan parameter parameter yang dibutuhkan dalam proses perencanaan sistem jaringan rasio seluler CDMA. Parameter parameter input tersebut akan dibuat oleh program dan akan menghasilkan suatu output. 1. EIRP MS 2. Fading margin 3. Transmitter MS 4. Body loss 5. Penetration loss 6. Gain BTS 7. Gain MS 8. Rapat noise 9. Redaman kabel 10. Gain soft handoff 11. Interference margin Proses perencanaan sistem jaringan radio seluler Visualisasi berupa nilai Visualisasi berupa peta Gambar 2.1 Diagram blok alat Simulasi ini berfungsi untuk merancang suatu perangkat lunak sebagai alat bantu untuk mempermudah membuat perencanaan sistem jaringan radio seluler CDMA yang salah satu tahapannya adalah perencanaan pada perhitungan Reverse Link Budget dan Forward Link Budget terutama perhitungan RSL ( Receiver Signal Level ) dan perhitungan MAPL ( Maximum Allowable Path Loss ) dengan menggunakan rumus perhitungan propagation model Okumura Hatta dan Cost 231. Dimana pada proses pemrograman dibutuhkan beberapa parameter parameter inputan yang diperlukan, yaitu : 2

3 Input EIRP MS Fading margin Transmitter MS Body loss Penetration loss Gain BTS Gain MS Rapat noise Redaman kabel Gain soft handoff Interference margin Output Maximum Allowable Path Loss ( MAPL ) Receiver Signal Level ( RSL ) Spesifikasi dari program simulasi yang digunakan adalah : Microsoft Visual Basic 6.0 Operating sistem Windows XP Gambar flowchart dari program simulasi perencanaan sis tem jaringan radio seluler CDMA. 3

4 Mulai Tampilan Form Splash B Tampilan Menu Utama (MDIForm) Tampilan Form User Distribution Masukkan Parameter User Distribution:: -Jumlah pelanggan thn pertama -Tahun ke n prediksi -Faktor pertumbuhanpe langgan Tampilan Form Traffic Estimation Masukkan Parameter traffic estimation : -Total user -Call duration -Call efective time -Jumlah karakter -Jumlah pelanggan -Banyaknya penggiriman data Tampilan Form Voice Only Masukkan Parameter Voice Only: -Total user -Bit rate -Probability Factor -F Factor -Beda Value -Average Eb/No -Eb/No Standard Deviation -Voice Activity Factor -Mean Square of Activity Factor Tampilan Form Traffic Mix Noise Rise Reverse Capacity Estimation Masukkan Parameter Traffic Mix Noise Rise Reverse Capacity Estimation: -Total User -Bit rate -Average Eb/No -Eb/No Standard Deviation -Data Activity Factor -Mean Square of Activity Factor A Gambar 3.2a Flowchart Program 4

5 A Tampilan Form Maximum Allowable Path Loss Masukkan Parameter Maximum Allowable Path Loss : -EIRP MS -Fading Margin -Transmitter MS -Body Loss -Penetration Loss -Gain BTS -Gain MS -Redaman kabel -Gain Soft handoff -Interference Margin Tampilan Form Okumura Hatta Path Loss Masukkan Parameter Okumura Hatta Path Loss & COST- 231 : -CDMA Channel Number -Frequency (fc) -Base Antenna Height (Hb) -MS Height (Hm) Tampilan Form Reverse Pole Capacity Ya Masukkan Parameter Reverse Pole Capacity: -Bit Rate Voice -Voice Activation -Adjacent Interferences -Eb / Io -Sectorization Gain -Reverse Pole Capacity -Jari - Jari Sel -Luas Sel Tidak Tampilan Maping B Kembali ke menu awal Selesai Gambar 3.2b Flowchart Program 5

6 3. Prosedur Pengujian Program dan Analisa Data Pengujian ini dilakukan dengan melakukan langkah langkah sebagai berikut : Setelah itu pilih atau klik dua kali pada user demand estimation yang ada pada Main Menu, maka akan tampil user demand estimation. Form ini merupakan form untuk memasukkan data tentang jumlah pelanggan yang ada dan memprediksikan jumlah pelanggan yang akan datang. Data yang akan diinputkan ke dalam form ini dapat dirubah sesuai dengan kebutuhan, setelah selesai memasukkan semua data yang diperlukan kemudian tekan tombol Calculate untuk menghitung demand sedangkan untuk melakukan perhitungan baru tekan tombol Clear Screen dan untuk melanjutkan ke tahap berikutnya maka tekan tombol Next. Gambar 3.1 Tampilan User Demand Pada form berikutnya merupakan form untuk memperoleh trafik data yang ditawarkan (Offered Traffig data per User) yang diklasifikasikan berdasarkan topologi daerah urban, sub urban, rural dan dikategorikan menjadi pelanggan residential dan bisnis. Kemudian akan dihitung total trafik yang ditawarkan. Data yang akan diinputkan ke dalam form ini dapat diubah sesuai dengan kebutuhan, setelah selesai memasukkan semua data yang diperlukan kemudian tekan tombol Calculate untuk mengetahui jumlah pelanggan di daerah residensial dan daerah bisnis, untuk melakukan perhitungan baru tekan tombol Clear Screen dan untuk melanjutkan ke tahap berikutnya tekan tombol Next dan untuk kembali ke menu sebelumnya tekan tombol Back Gambar 3.2 Tampilan Traffic Estimation 6

7 Selanjutnya pada form ini digunakan untuk memperoleh tingkat kenaikan interferensi ( Noise Rise ) yang akan mempengaruhi kapasitas sel. Data yang akan diinputkan ke dalam form ini dapat diubah sesuai dengan kebutuhan, setelah selesai memasukkan semua data yang diperlukan kemudian tekan tombol Calculate untuk mengetahui Traffic Loading, Variance of Traffic Loading dan Noise Rise, untuk melakukan perhitungan baru tekan tombol Clear Screen dan untuk melanjutkan ke tahap selanjutnya tekan tombol Next dan untuk kembali ke menu sebelumnya tekan tombol Back. Gambar 3.3 Tampilan Voice Only Perhitungan link budget yang dilakukan adalah untuk kedua link yaitu link forward dan link reverse. Parameter yang dibutuhkan pada tahap ini adalah spesifikasi sistem yang terdiri dari perangkat MS, BTS, dan margin sistem. Form ini merupakan form untuk menghitung pathloss maksimum yang diperbolehkan dengan parameter parameter yang diperlukan seperti daya pancar, gain antena, redaman kabel, loss penetrasi dan margin yang diinginkan. Data yang akan diinputkan ke dalam form ini dapat diubah sesuai dengan kebutuhan, setelah selesai memasukkan semua data yang diperlukan kemudian tekan tombol MAPL untuk menghitung Maximum Allowable Path Loss dari arah reverse, dan tekan tombol RSL Threshold untuk mendapatkan nilai dari RSL Threshold, untuk melakukan perhitungan baru tekan tombol Clear Screen dan untuk melanjutkan ke tahap selanjutnya tekan tombol Next dan untuk kembali ke menu sebelumnya tekan tombol Back. 7

8 Gambar 3.4 Tampilan Maximum Allowable Path Loss Pada tahap ini dilakukan perhitungan kapasitas maksimum tiap sel, jumlah sel yang diperlukan untuk daerah tersebut be rikut ukuran jari jarinya. Dalam tahap ini perlu diinputkan parameter data site yang dibutuhkan yaitu alokasi bandwidth untuk layanan CDMA2000 1x, jumlah frekuensi pembawa, margin interferensi, jumlah sektor, sektor gain, faktor penetrasi layanan, dan luas daerah perencanaan. Data yang akan diinputkan ke dalam form tergantung dari menu pilihan sebelumnya,disediakan 2 menu pilihan propagation pathloss, yaitu Okumura-Hatta dan Cost 231.Data data tersebut dapat diubah sesuai dengan kebutuhan, setelah selesai memasukkan data yang diperlukan kemudian tekan tombol Cell Radius untuk menghitung radius sel maksimum dari arah reverse untuk melakukan perhitungan baru tekan tombol Clear Screen dan untuk melanjutkan ke tahap berikutnya tekan tombol Next dan untuk kembali ke menu sebelumnya tekan tombol Back. 8

9 Gambar 3.5 Tampilan Cell Radius Okumura Hatta Gambar 3.6 Tampilan Sel Radius Cost 231 Propagation Path Loss Perhitungan Channel Capacity dan Probabilitas Blocking Form ini merupakan form untuk menghitung kapasitas kanal maksimum dari arah reverse,menghitung luas sel dan memprediksi probalitas bloking dari panggilan yang dating. Data yang akan di inputkan kedalam form dapat di ubah sesuai dengan kebutuhan setelah selesai 9

10 memasukan semua data yang di perlukan kemudiaan tekan tombol Channel Capacity untuk menghitung kapasitas kanal maksimum dari arah reverse untuk menghitung trafik yang ditawarkan tekan tombol offered traffic total dan untuk menghitung probabilitas blocking tekan tombol blocking probability dan untuk melakukan perhitungan baru tekan tombol Clear Screen dan untuk melanjutkan ke tahap berikutnya tekan tombol next dan untuk kembali ke menu sebelumnya tekan tombol Back. Gambar 3.7 Tampilan Reverse Pole Capacity Visualisasi Pe metaan Sel Tahap terakhir ini adalah tahap visualisasi hasil perencanaan sehingga dapat diketahui letak dari masing masing BTS pada peta daerah perencanaan. kemudian akan ditampilkan pemetaan sel dengan jarak ( distance ) antar BTS sesuai daerah yang dikehendaki berdasarkan perencanaan note BTS position. 10

11 Gambar 3.8 Tampilan Visualisasi Pemetaan Sel 4. KESIMPULAN 1. Parameter yang perlu di ketahui sebelum melakukan perencanaan jaringan CDMA2000.1x ini adalah : * Spesifikasi operator * Kepadatan penduduk * Luas daerah * Spesifikasi BTS dan MS * Topologi 2. Perencanaan jaringan sistem CDMA2000.1x akan meliputi beberapa tahapan perencanaan : Menentukan daerah layanan beserta data mengenai populasi penduduknya. Pengalokasian frekuensi Menentukan kebutuhan kapasitas jaringan Menentukan link budget Desain sistem yang lengkap 3. Semakin besar margin interferensi maka kapasitas sel akan semakin besar, namun interferensi yang terjadi akan semakin besar yang mengakibatkan kualitas sinyal akan semakin jelek. 4. Coverage area dipengaruhi oleh redaman propagasi dan total trafik yang ditawarkan sistem. 5. Probabilitas blocking adalah parameter yang didapatkan dengan mempertimbangkan kapasitas kanal dengan trafik yang ditawarkan. Jika GOS lebih dari 2 % maka harus dilakukan rekonfigurasi sel. 11

12 DAFTAR PUSTAKA Kurniadi, Adi Pemrograman Visual Basic 6.0. Elex Media Komputindo, Jakarta Lee, W.C.Y.1995 Mobile Cellular Telecommunications, McGraw-Hill: New York Mobile Communication Laboratory.2003 Modul Short Course RF Planning CDMA Garg: New York Prasetia, Retna.2004 Teori dan Praktek Visual Basic 6.0. Andi: Yogyakarta Santoso, Gatot.2006 Sistem Sellular CDMA, Graha Ilmu: Yogyakarta Sunomo Pengantar Sistem Komunikasi Nirkabel.Grasindo.Jakarta XI, 12