PENGGUNAAN ADAPTIVE CODED MODULATION DAN SELECTION COMBINING UNTUK MITIGASI PENGARUH REDAMAN HUJAN DAN INTERFERENSI PADA SISTEM LMDS

Transkripsi

1 PENGGUNAAN ADAPTIVE CODED MODULATION DAN SELECTION COMBINING UNTUK MITIGASI PENGARUH REDAMAN HUJAN DAN INTERFERENSI PADA SISTEM LMDS OLEH: Shinta Romadhona PEMBIMBING: Prof.DR.Ir.Gamantyo Hendrantoro, M. Eng

2 Latar Belakang Perkembangan teknologi layanan broadband yaitu high speed internet, digital video, audio broadcasting dan video conference dengan kapasitas besar dan bandwidth besar dari pemancar ke pengguna dengan menggunakan Local to Multipoint Distribution Service (LMDS) yang beroperasi di frekuensi GHz terus meningkat dengan cepat. Pada frekuensi diatas 10 GHz dipengaruhi oleh redaman hujan karena pengaruh dari link gelombang mikro. Sistem komunikasi millimeter di negara tropis seperti Indonesia, redaman hujan akan menjadi permasalahan yang penting mengingat daerah tropis mempunyai curah hujan tinggi dan efek redaman akan sangat terasa sekali. Interferensi antar sel yang berbeda dapat mengurangi efisiensi bandwidth yang diinginkan. Selection Combining menawarkan perbaikan performansi dari sistem komunikasi digital tanpa membutuhkan tambahan daya pada pengirim. 2

3 Perumusan Masalah Bagaimana pengaruh redaman hujan terhadap sistem LMDS Bagaimana pengaruh interferensi dari sel base station lain terhadap kanal sistem LMDS yang dipengaruhi redaman hujan. Bagaimana pengaruh penggunaan teknik Adaptive Coded Modulation terhadap sistem LMDS yang menggunakan kanal dengan pengaruh redaman hujan dan interferensi dari sel lain. Bagaimana peningkatan kinerja sistem LMDS yang menggunakan teknik Adaptive Coded Modulation dengan Diversity (Selection Combining). 3

4 Tujuan Untuk menentukan site diversity yang tepat dalam mengurangi pengaruh hujan di Surabaya untuk diterapkan dalam melakukan desain dan evaluasi sistem komunikasi nirkabel gelombang milimeter di Indonesia umumnya dan di Surabaya khususnya. Menganalisa pengaruh redaman hujan pada sistem LMDS. Menerapkan Site Diversity terutama Selection Combining untuk mengatasi redaman hujan pada sistem LMDS. 4

5 Manfaat Menerapkan teknik mitigasi yaitu Adaptive Coded Modulation (ACM) dan Site Diversity it terutama Selection Combining i pada sistem komunikasi sehingga diperoleh sistem komunikasi yang handal dan tahan terhadap efek redaman hujan dan interferensi antar sel. Dapat diaplikasikan untuk melayani permintaan masyarakat terhadap kebutuhan akses komunikasi broadband dengan kecepatan dan bandwidth yang tinggi. 5

6 METODOLOGI 6

7 Konfigurasi Sistem LMDS 7

8 Metode SST ΔL = panjang segmen lintasan (km) T = Waktu Sampling Vr = Kec. Angin dalam lintasan (km/s) a,b = koefisien, tergantung frekuensi & polarisasi (Berdasarkan Rec. ITU-R P thn 2005) n = L/ΔL R = intensitas curah hujan (mm/h) A = redaman SST (db) Δ L = Vr T A m = n 1 j= 0 ar b m j Δ L j 8

9 Parameter LMDS 9

10 Gain Antena Gain antena pemancar (Gt) maupun gain antenna penerima (Gr) untuk kondisi maksimal besarnya sesuai dengan spesifikasi perangkat/parameter antena G( ( θ ) = G G ( θ ) = G max 3( θ / θ. 3( θ / θ max 10 3dB 2 3 db ) ) 2 10

11 11

12 12

13 SINR dan SNR 1. SNR = SNR A[k] ] SNR k SIR SIR = SINR SNR tot = cs SNR k = 9 k = 1 1 SIR SNR 1 + SIR tot k 1 13

14 Modulasi Adaptif & Coding Rangkap 4 QAM + CC (1/3) & RS Code (63,31) 16 QAM + CC (1/2) & RS Code (63,51) 64 QAM + CC (2/3) & RS Code (63,59) P 1 m 1 m j 2 m 1 j j Pecc 1 Pe B m cc log2 2 1 j= t+ 1 j ( ( ) ) M m = banyaknya bit dalam satu simbol M = orde modulasi Pecc= prob. simbol salah setelah koding konvolusional 14

15 Sekenario transmisi Adaptive 15

16 Diversity Dari tahapan ini kita akan dapat mengetahui berapa besar dari gain diversity. Sesuai dengan tabel yang didapat dari persamaan berikut. Kemudian SNR[k] hasil perhitungan teknik selection combining diversity tersebut akan dilakukan perhitungan link avalability pada sistem M-QAM disertai i coding rangkap. 16

17 G( θ ) = G 3( θ / θ ) 2 max 3dB 3( θ / θ 2 3 ) G ( θ ) = Gmax. 10 db 17

18 18

19 R B = N i= 0 log 2 ( M i ) P( M i ). k n cc cc i. i k n RS i RS i R B = efisiensi bandwidth (bps/hz) N =jumlahdata M i = level modulasi P(M i )= probabilitas kemungkinan masing-masing modulasi. k cc, n cc,k RS dan n RS =merupakan rate pengkodean untuk Convolutional Code dan Reed-Solomon Code. 19

20 HASIL SIMULASI 20

21 10 1 pengukuran 10 0 Prob b.[curah Hujan > absis]% Curah Hujan (mm/jam) 21

22 Redaman hujan Setelah 64 sampel BS1, BS2, BS3, BS4, BS6, BS9 22

23 CCDF redaman hujan 349.3dB,280.8dB,190.3dB,91.61dB,83.71dB,81.36dB,279.4dB,191 db CCDF Jumlah Sampel = CDF non kondisional 365, kondisional 23

24 24

25 29.91dB, db, db, db 25

26 26

27 27

28 Diversity 28

29 BS1: 29.91dB, dB, dB,-53.83dB BS6:-90.52dB,-74.89dB,-63.78dB,56.03dB SC: db, db, db,-49.69db 29

30 Tanpa Interferensi 30

31 BS1: 25.08dB, dB, dB,-53.83dB BS6:-90.52dB,-74.89dB,-63.78dB,56.03dB SC: db, db, db,-49.69db 31

32 Dengan Interferensi 32

33 Kesimpulan Nilai intensitas curah hujan di Indonesia khususnya Surabaya mencapai sebesar 140,11 mm/jam dengan peluang kemunculan 0.01% dalam satu tahun sehingga menyebabkan redaman hujan yang relatif besar. Adanya interferensi dari sel BS lain (BS2, BS3, BS4, BS5, BS6, BS7, BS8, BS9) tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap link utama (link BS1-TS) karena pengaruh interferensi dari sel BS lain telah diredam oleh hujan. Semakin besar redaman hujan maka pengaruh interferensi semakin kecil. Penggunaan teknik Adaptive Coded Modulation (ACM) dengan maupun tanpa teknik Diversity (Selection Combining) terhadap sistem LMDS yang menggunakan kanal dengan pengaruh redaman hujan dan interferensi dari sel lain baik pada pengamatan BER maksimal 10-6 maupun BER maksimal diperoleh nilai link availability sistem mencapai 99,99% dengan panjang link utama 2 km pada sistem adaptif dan sistem transmisi 4 QAM +RS(63,31)+CC(1/3). ( ) 33

34 Penggunaan teknik Adaptive Coded Modulation (ACM) dengan teknik Diversity (Selection Combining) memberikan dampak pencapaian link availability yang lebih baik dan effisiensi bandwidth yang lebih tinggi. Nilai link Gain Diversity untuk 1km, 2km, 3km, 4km adalah 0.01 db, db, 2.03 db, dan 4.14 db. Ini berarti penggunakan teknik Adaptive Coded Modulation (ACM) dengan teknik diversity semakin panjang link maka semakin besar nilai gain yang didapat. 34

35 SEKIAN DAN TERIMA KASIH 35