BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan teknologi yang sangat pesat telah memberikan kemudahan dan kemajuan dalam berbagai bidang khususnya dalam bidang telekomunikasi. Ini dapat dibuktikan dengan ada banyaknya pengguna sistem telekomunikasi yang memanfaatkan media nirkabel (wireless) guna mentransmisikan sinyal informasi. Namun dengan meningkatnya penggunaan sistem komunikasi wireless, muncul permasalahan baru mengenai kapasitas dan kualitas kerja dari kanal tersebut (kanal radio). Kapasitas dari kanal semakin terbatas sementara jumlah pengguna dari kanal tersebut semakin meningkat, selain itu kualitas kerja dari kanal tersebut-pun menjadi semakin berkurang. Salah satu penyebab penurunan kualitas kerja dari kanal ini adalah adanya lintasan jamak (multipath). Sistem D-MIMO merupakan salah satu sistem yang mampu meningkatkan kualitas serta kapasitas dari kanal komunikasi yakni dengan meningkatkan efisiensi daya yang dipancarkan. Sistem D-MIMO menggunakan beberapa antena pemancar dan antena penerima secara bersama-sama dalam satu kanal Untuk mengatasi problem tentang pemenuhan bandwidth kanal radio, banyak metode yang dapat dilakukan untuk mengatasinya salah satu diantaranya adalah menggunakan teknik D-MIMO (Distribution Multi-Input Multi-Output). Sistem D-MIMO merupakan pengembangan dari sistem MIMO yang menggunakan antena array pada sisi pemancar dan penerima. Perbedaan yang mendasar antara teknik MIMO dan D-MIMO adalah jumlah dan lokasi dari pemancar dimana pada teknik D-MIMO jumlah pemancar yang digunakan lebih dari satu dan tersebar pada beberapa titik. Teknik D-MIMO dapat meningkatkan kapasitas kanal transmisi pada lingkungan yang penuh dengan lintasan jamak (multipath). Teknik ini bekerja dengan cara mengeksploitasi propertis spasial dari kanal radio yang penuh dengan multipath, keadaan inilah yang menawarkan suatu dimensi baru yang dapat digunakan untuk memperbaiki kinerja dari sistem komunikasi yang ada 1
Respons impuls digunakan untuk pemodelan kanal radio yang nantinya diolah lagi untuk mendapatkan parameter statistik delay yang meliputi Maximum Excess Delay dan Mean Excess Delay, selain itu juga akan didapatkan Power Delay Profile (PDP) yang merupakan gambaran dari daya yang diterima per satuan waktu Parameter delay dari propagasi kanal radio dalam ruangan (Indoor Radio Propagation channel), merupakan salah satu parameter yang sangat penting untuk meneentukan unjuk kerja system propagasi itu sendiri. Dengan mengetahui parameter delay, berarti dapat mengoptimalkan jarak antar elemen antar antena array atau linier yg digunakan pada system D-MIMO Dari hasil pengolahan yang berupa parameter statistik diharapkan akan dapat diperoleh distribusi excess delay pada kanal radio dalam ruang sekaligus karakteristik dari kanal tersebut. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Dalam Sistem komunikasi D-MIMO digunakan sejumlah N elemen antena array untuk mengirimkan sinyal ke sejumlah M pengguna. Penambahan jumlah antena pemancar dan penerima akan mempengaruhi kapasitas kanal dengan respons impuls sebagai parameter terukur Multipath mempunyai dua dampak yang bertentangan dalam sistem komunikasi, disatu sisi dapat membantu dalam propagasi gelombang radio untuk sampai pada satu tujuan yang jauh, sementara disisi lain multipath dapat menimbulkan masalah lain yaitu adanya delay spread dalam kanal radio yang berujung pada adanya ISI. Keberadaan ISI inilah yang dapat menimbulkan gangguan pada sistem komunikasi yang dipakai. ISI dapat dihindari bila nilai dari parameter - parameter delay spread dapat diketahui sehingga dapat ditentukan berapa besar kecepatan maksimal pengiriman data agar tidak terjadi keadaan tersebut. Untuk itu khususnya pada sistem D-MIMO dibutuhkan banyak parameter yang harus diamati diantaranya adalah Power Delay Profile (PDP), parameter statistik yang meliputi maximum excess delay, mean excess delay, dan delay spread. Untuk mendapatkan parameter-parameter tersebut terlebih dahulu harus dilakukan pengambilan data dalam domain frekuensi dengan melakukan suatu 2
pengukuran dalam ruang secara Line of Sigth (LOS). Selanjutnya data tersebut harus diolah menjadi respons impuls. Hal ini dikarenakan dari respons impuls-lah akan dapat ditentukan distribusi waktu kedatangan sinyal. Selanjutnya akan didapatkan pula parameter-parameter lain guna menentukan karakteristik suatu kanal. Dari pembahasan diatas maka permasalahan yang mungkin akan terjadi, yaitu bagaimana dapat melakukan pengambilan data dalam domain frekuensi dengan menggunakan Network Analyzer yang dikontrol melalui PC. Selanjutnya bagaimana pengolahan data tersebut untuk mendapatkan respons impuls dengan Teori IFFT, serta proses pengolahan berikutnya guna mendapatkan parameter statistik. 1.3 BATASAN MASALAH Permasalahan yang harus diselesaikan pada tugas akhir ini dibatasi pada hal-hal sebagai berikut: 1. Melakukan pembelajaran dan pemahaman terhadap mekanisme propagasi pada kanal radio dalam ruang secara Line of Sigth (LOS), terutama pada sistem D-MIMO dengan lintasan jamak. 2. Melakukan pengukuran dengan menggunakan Network Analyzer di dalam ruang yakni Lab Mikrowave dalam domain frekuensi secara Line Of Sight (LOS). 3. Antena yang digunakan adalah antena Dipole dengan pola radiasi omnidirectional pada frekuensi tengah 1,7 GHz. Dan dengan catatan bahwa tidak terjadi perubahan kondisi ruang selama pengukuran berlangsung. 4. Data pengukuran dalam domain frekuensi yang meliputi frekuensi, magnitudo, dan phase diubah ke dalam respons impuls dengan teori Invers Fast Fourier Transform (IFFT). Kemudian diolah lagi untuk mendapatkan parameter statistik dengan bantuan bahasa pemrograman Matlab 7.0 1.4 TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mendapatkan dan menganalisa distribusi excess delay kanal radio propagasi dalam ruang yakni Lab. Microwave 3
yang mengunakan beberapa antena pemancar, dengan melalui respons impuls berdasarkan data hasil pengukuran (fungsi transfer kanal dalam domain frekuensi) sebagai fungsi time invariant. Hasil dari tugas akhir ini diharapkan bisa memberikan gambaran kondisi delay yang terjadi bila beberapa antena pemancar diletakkan dalam ruang. untuk propagasi Line Of Sight (LOS) untuk beberapa posisi sehingga akan diperoleh dan diketahui kondisi kanal radio untuk keadaan yang optimal. 1.5 METODOLOGI Untuk menyelesaikan tugas akhir ini, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: a) Studi Literatur Pada tahap awal dilakukan studi literatur guna melengkapi penyusunan tugas akhir ini, yang meliputi teori propagasi dalam ruang, sistem D-MIMO,dan parameter-parameter statistik (respons impuls, Power delay profile,maximum excess delay, mean excess delay,dsb) melalui beberapa referensi berupa buku, paper, dan sebagainya. b) Pengukuran (Pengambilan data) Pengukuran menggunakan Network Analyzer yang dikontrol melalui PC dengan GPIB Card pada Lab Microwave secara LOS. Pengukuran dalam domain frekuensi dengan scatering parameter. Antena pemancar dihubungkan pada port 1 dan antena penerima pada port 2 dengan kabel koaksial yang memiliki impedansi 50 ohm. Pada pengukuran ini antena diletakkan pada ketinggian ± 1 meter. c) Pengolahan data Pada tahap ini yang dilakukan adalah membuat program untuk pengolahan data dengan bahasa pemrograman Matlab 7.0. Data hasil pengukuran yang berupa fungsi transfer kanal domain frekuensi diolah menjadi fungsi transfer dalam domain waktu dengan metode IFFT. d) Analisa Data Dilakukan analisa hasil pengolahan data seperti respons impuls, proses binning, power delay profile(pdp), parameter lintasan jamak (maximum 4
excess delay, mean excess delay dan rms delay spread) untuk mengetahui karakteristik dari suatu kanal. Setelah ini dibuat kesimpulan sesuai dengan hasil analisanya. 1.6 SISTEMATIKA PENULISAN Buku laporan tugas akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, dimana masingmasing bab mempunyai kaitan satu sama lain, yaitu: BAB 1: Memberikan latar belakang tentang permasalahan, perumusan masalah dan batasan masalah, tujuan dan manfaat, serta metodologi tugas akhir ini. BAB 2: Memberikan dasar teori untuk menunjang penyelesaian masalah dalam tugas akhir ini. Teori dasar yang diberikan meliputi: antena array, propagasi gelombang radio, dan sistem D-MIMO. BAB 3: Berisi tentang seluk beluk pengukuran yamg meliputi jenis alat ukur dan spesifikasinya, set up pengukuran yang meliputi set up ruangan dan posisi antena, prosedur pengukuran, dan penampilan hasil pengukuran. BAB 4: Berisi tentang hasil analisa pengolahan data diantaranya respons impuls, proses binning, parameter statistik (maximum excess delay, mean excess delay, dan rms delay spread). BAB 5: Memberi kesimpulan tentang hasil analisa yang telah diperoleh dan saran yang selayaknya dilakukan bila tugas akhir ini dilanjutkan. 5