an Gelombang Radio Dalam Ruangan

5/17/2018 an Gelombang Radio Dalam Ruangan - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/an-gelombang-radio-dalam-ruangan 1/30

1

PERAMBATAN GELOMBANG RADIO DALAM RUANGAN

1. PERAMBATAN GELOMBANG RADIO

Perambatan gelombang radio memiliki peranan penting dalam sistem

komunikasi tanpa kabel (wireless), karena proses pengiriman informasi dari

pengirim (transmitter ) menuju penerima (receiver ) melalui gelombang radio.

Pada sistem komunikasi wireless telah umum dikenal kondisi LOS dan NLOS.

Hal ini berkaitan dengan daerah pancar antara pengirim dan penerima yang

dikenal dengan Fresnel Zone. Pada gambar 1.1, daerah Fresnel Zone clearance

tergantung pada frekuensi kerja dan jarak antara pengirim dan penerima.

Pada kondisi LOS, antara pengirim dan penerima tembus pandang secara

langsung tanpa ada rintangan ( first Fresnel Zone). Apabila kriteria ini tidak

terpenuhi, maka penerimaan sinyal akan menurun secara drastis. Pada kondisi

NLOS, sinyal yang sampai pada penerima telah melalui pemantulan (reflections),

pemencaran (scattering) dan pembiasan (diffractions). Sinyal yang akan diterima

merupakan gabungan dari direct path, multiple reflected paths, scattered energy

dan diffracted propagation paths. Kondisi multipath ini akan memberikan

perbedaan polarisasi, redaman, delay pancaran dan ketidakstabilan dibandingkan

dengan sinyal yang diterima secara langsung melalui direct path, ilustrasi terdapat

pada gambar 1.2. Oleh sebab itu pemodelan perambatan gelombang radio

merupakan bagian yang paling rumit dari suatu perancangan sistem konunikasi

bergerak.

Putu Surya Gs, [email protected]



2

Jika antara pengirim (Tx) dengan penerima (Rx) terletak dalam suatu garis

pandang, maka pemodelan perambatan gelombang yang digunakan adalah Free

Space Propagation Models. Pemodelan ini mengacu pada rumusan Friis yaitu :

( ) 22

2

t r t

d 4π λGGPPr(d)= (1.1)

dimana,

P r(d) : daya yang diterima pada penerima [watt]

P t : daya yang dikirim. [watt]

G t : gain dari antena pengirim [watt]

Gambar 1.1 Fresnel Zone

Gambar 1.2 Ilustrasi LOS dan NLOS



3

G r : gain dari antena penerima [watt]

λ : panjang gelombang [meter]

d : jarak antara pengirim dan penerima [meter]

Nilai Gt dan Gr bergantung pada appertur efektif antena ( Ae) ,dalam

[meter2]. Appertur antenna merupakan suatu permisalan luasan dari antenna, yang

akan menyerap daya ketika luasan tersebut dikenai gelombang radio.

2λ

π4=

e AG (1.2)

Sedangkan λ merupakan panjang gelombang dari frekuensi carrier ( f c) ,

dalam [Hz], gelombang radio yang dipancarkan

cc

c

f

c

ω

π2==λ (1.3)

Suatu antenna yang dialiri oleh arus akan menghasilkan medan elektrik dan

medan magnetik di sekitar antenna tersebut, dari kedua medan inilah gelombang

radio terbentuk, dimana frekuensi dari gelombang ini yang akan menjadi

frekuensi carrier suatu informasi. Medan elektrik ( E ), dalam [volt/meter], dan

medan magnetik ( H ), dalam [ampere/meter] direpresentasikan sebagai fungsi

sinusoidal. Perkalian antara E dan H (secara vektor) akan menghasilkan power

flux density atau rapat daya (Pd ), dalam [watt/meter2], yaitu daya yang mengenai

satuan luasan, yang arahnya merupakan arah rambatan gelombang radio. Suatu

karakteristik impedans (η), dalam [Ω], diperoleh dari Pembagian antara E dengan

H, yang menyatakan hambatan pada ruang.



4

η=

η×=×=

2 E E

E H E Pd dengan H

E =η (1.4)

dimana untuk ruang hampa ( free space) , η = 120 π ≈ 377.

Dari rumusan diatas maka daya yang diterima oleh pemancar dapat juga diperoleh

dari perkalian rapat daya dengan appertur efektif antenna

( ) 22

2

t r t

eed r d 4π

λGGP

= A

E

APd P ×η=×=

2

)( (1.5)

Pemodelan diatas merupakan pemodelan yang sangat sederhana dimana

daya yang diterima oleh penerima hanya bergantung pada kekuatan antenna

pengirim dan penerima serta jarak antara pengirim dan penerima, pada suatu

lintasan lurus. Pada pembahasan selanjutnya akan dijelaskan lebih lanjut

mengenai pemodelan yang memperhitungkan variable yang lebih kompleks

seperti kondisi dan struktur lintasan.

2. MEKANISME PERAMBATAN GELOMBANG

Pada kondisi sebenarnya, umumnya sistem komunikasi bergerak beroperasi

di daerah perkotaan yang cenderung bersifat NLOS, terdapat banyak penghalang

antara pengirim dan penerima seperti gedung-gedung dan pepohonan, sehingga

permodelan perambatan gelombang radio akan semakin rumit. Demikian pula

untuk sistem komunikasi di dalam ruangan, bahkan memiliki tingkat kesulitan

yang lebih tinggi karena memiliki variable yang lebih banyak, seperti : adanya

sekat antar ruang, pengaruh tubuh manusia, kondisi ruangan, jumlah jendela dan

pintu yang terbuka dan lain-lain. Secara umum, mekanisme perambatan



5

gelombang radio ketika menemui penghalang dibedakan menjadi tiga yaitu

pemantulan (reflection), pembelokan (diffraction) dan penghamburan (scattering).

a. Pemantulan

Pemantulan terjadi ketika rambatan gelombang radio berbenturan

dengan suatu objek yang mempunyai dimensi yang lebih besar jika

dibandingkan dengan panjang gelombang radio tersebut. Dengan kata lain

jika gelombang radio merambat dari suatu medium ke medium lain yang

mempunyai sifat elektriks berbeda, maka gelombang tersebut sebagian akan

dipantulkan ke medium pertama dan sebagian akan diteruskan menuju

medium kedua.

Pemodelan pemantulan gelombang radio dalam komunikasi bergerak

menggunakan 2-Ray model , digambarkan pada gambar 2.1, dimana pada

pemodelan ini diasumsikan permukaan bumi datar.

Gambar 2.1 Two Ray Ground Reflected Model



6

Dari gambar 2.1 dapat dilihat bahwa terdapat dua perambatan

gelombang yang diterima oleh penerima yaitu gelombang langsung ( line of

sight ) yang merambat melalui lintasan d’ dipresentasikan dengan

persamaan :

( ) (( ) )c

d t

d

d E = ,t d E c LOS

′-ω

′′

00cos (1.11)

dan gelombang pantul yang merambat melalui lintasan d”, yang

dipresentasikan dengan persamaan :

( ) (( ) )c

d t

d

d E = ,t d E cg

′′-ω

′′Γ′′ 00

cos , untuk 1-=Γ⇒θ=θ t i (1.12)

sehingga ETOT = ELOS + Eg

= (( )) ( ) (( ))c

d t

d

d E

c

d t

d

d E cc

′′-ω

′′1-+

′-ω

′0000coscos (1.13)

dengan( )

( ) 22

22

++=′′

+-=′

d hhd

d hhd

r t

r t

d

hhd d

r t 2≈′-′′=Δ (1.14)

dimana E 0 dan merupakan medan elektrik pada free space dengan jarak

referensi sebesar d 0 dari transmitter .

Persamaan 1.13 dapat disederhanakan dengan mengganggap bahwa

semakin besar jarak antara pengirim dan penerima, maka Δ akan semakin

kecil sehingga :



7

d

d E

d

d E

d

d E

′′≈

′≈

000000(1.15)

dari persamaan (1.15), (1.14), (1.3) maka persamaan (1.13) dapat

disederhanakan

d

hh

d

d E d E

r t

TOT λ

π22≈

00)( (1.16)

kemudian dengan mengkombinasikan persamaan (1.2), (1.5) dan (1.16)

maka didapatkan persamaan 4

22

=d

hhGGPP

r t

t r t r (1.17)

maka rugi-rugi lintasan untuk pemodelan ini sebagai berikut:

PL(dB) = 40logd – (10logGt + 10logGr + 20loght + 20loghr ) (1.18)

Mekanisme pemantulan gelombang radio di dalam ruangan

diilustrasikan pada gambar 2.2 dibawah ini :

Gambar 2.2 Ilustrasi pemantulan gelombang radio dalam ruangan



8

b. Difraksi

Pembelokkan terjadi ketika rambatan gelombang radio menabrak suatu

ujung yang tidak dapat ditembus. Ketika menemui penghalang yang

mempunyai permukaan tajam, maka gelombang radio akan dilewatkan pada

permukaan yang tajam tersebut. Dengan adanya pembelokkan gelombang

maka gelombang akan dapat merambat melalui kurva permukaan bumi,

melewati horizon dan perambat dibelakang penghalang. Berdasarkan prinsip

Huygen’s, maka terdapat sumber gelombang kedua yang dibentuk

dibelakang penghalang meskipun tidak ada jalur. Pada gambar 2.3 terlihat

ketika gelombang yang dipancarkan oleh transmitter menemui penghalang,

maka gelombang tersebut akan dilewatkan ujung penghalang yang tajam

untuk dibelokkan, sedangkan sumber gelombang kedua dibentuk di

belakangnya.

a. T dan R sama tinggi b. T dan R berbeda tingginya

Dari gambar 2.3 maka didapatkan persamaan :

( )

21

21

2 +

2≈

Δ d d

d d h

dan λ

Δπ2

=φ (1.19)

Gambar 2.3 Knife-edge diffraction



9

dengan Δ = selisih antara lintasan langsung (line of sight ) dengan

lintasan yang mengalami pembelokan.

Φ = beda fase antara lintasan langsung dan yang mengalami

pembelokan.

Seperti pada pemantulan gelombang, pada pembelokan gelombang

terdapat suatu parameter yang akan mempengaruhi penerimaan gelombang

pada receiver yaitu parameter fresnel kirchoff diffraction yang

dipresentasikan sebagai berikut :

( )

21

21

λ

+2=

d d

d d hv (1.20)

Pada pembelokan gelombang rugi-rugi pembelokan gelombang

merupakan fungsi dari selisih lintasan disekitar penghalang dipresentasikan

dengan fresnel zone, yaitu daerah dimana gelombang kedua sukses

mendapatkan lintasan, dimana lintasan tersebut lebih besar nλ/2 dari lintasan

total line of sight .

Untuk menghitung rugi-rugi akibat adanya pembelokkan gelombang

maka digunakan Knife-edge Diffraction Model yang menggunakan

parameter fresnel kirchoff diffraction dalam perhitungannya adalah sebagai

berikut : ∫∞

2

0

)2 / )-exp((2

1)(

v

d dt t j j

v L E

E

(1.21)

Dalam satuan dB maka rugi-rugi pembelokan gelombang

dipresentasikan : Gd (dB) = 20 log | L(v)| (1.22)



10

Mekanisme difraksi didalam ruangan banyak terjadi pada pintu, jendela

yang terbuka maupun pada sekat-sekat ruangan, ilustrasi mekanisme

difraksi ditunjukkan oleh kotak merah pada gambar 2.4.

c. Penghamburan

Penghamburan gelombang terjadi ketika gelombang radio melalui

media yang mempunyai dimensi yang lebih kecil dibandingkan panjang dari

gelombang radio tersebut. Scattering dihasilkan oleh permukaan yang kasar

dan benda berukuran kecil, misalnya daun-daunan. Pada gambar 2.5

ditunjukkan mekanisme penghamburan gelombang ketika menemui

penghalang yang mempunyai permukaan kasar

.

Gambar 2.4 Difraksi gelombang radio dalam ruangan

Gambar 2.5 Mekanisme Scattering



11

Perhitungan rugi-rugi yang diakibatkan oleh hamburan digunakan

Radar Cross Section Model . Radar cross section (σ) didefinisikan sebagai

perbandingan antara besarnya daya hamburan dengan rapat daya yang

mengenai benda penghambur, dalam [meter2]

Dengan rumusan Friis maka daya yang diterima oleh benda

penghambur (Ps) sebagai berikut

22λ

σ=

s

APP

et

s(1.23)

jika benda penghambur bersifat isotrop ( Ae = λ2 /4π ) maka daya yang

diterima oleh receiver diperoleh sebagai berikut

( )222

2

22

2

λ ′π4

σ

=λ ′

π4λ ×

= ss

AP

s

AP

P

et es

r

/

(1.24)

Dari kombinasi persamaan (1.2) dan (1.24) didapat persamaan Pr dalam

[dB]

( )[ ]ssGdBmPdBmP t r ′20+20+π430-σ10+λ 20+20+= loglog)log()log(loglog)()(

(1.25)



12

3. PERAMBATAN GELOMBANG DI DALAM RUANGAN

Dari pembahasan sebelumnya telah diketahui bahwa mekanisme-

mekanisme perambatan gelombang radio di luar dan di dalam ruangan adalah

sama, namun terdapat perbedaan mendasar pada propagasi di dalam ruangan,

jarak yang ditempuh jauh lebih kecil. Dalam rentang pemisahan Tx-Rx yang lebih

kecil, dijumpai variasi lingkungan yang lebih banyak, antara lain : layout

bangunan, material konstruksi bangunan, tipe bangunan, peletakan antena, sekat

dalam ruangan, dan jumlah pintu atau jendela yang terbuka. Berikut ini akan

dijelaskan beberapa pemodelan indoor propagation.

a. Model Perambatan Gelombang Terpisah Sekat

Pada sebuah bangunan terdapat berbagai interior dan bermacam-macam

jenis sekat penyusun gedung yang akan mejadi penghalang bagi rambatan

gelombang. Sekat dalam ruangan memegang peranan penting karena sekat dapat

menyebabkan pelemahan sinyal radio ketika melewati sekat-sekat tersebut. Sekat-

sekat dalam bangunan tersebut dibedakan menjadi dua yaitu:

1. Hard partition merupakan bagian dari struktur bangunan dan tidak

dapat dipindahkan seperti dinding internal tetap, lantai beton antar

lantai. Ilustrasi pada gambar 3.1

2. Soft partition merupakan sekat sementara yang dapat dipindahkan dan

tingginya tidak mencapai atap bangunan, misalnya sekat dalam kantor

yang mudah dipindahkan, pada gambar 3.2



13

Pada pemodelan ini diasumsikan pengirim dan penerima berada dalam

satu gedung di lantai yang sama dan antara pengirim dan penerima terpisah suatu

sekat. Akan sangat menyulitkan untuk menerapkan model general untuk instalasi

indoor yang spesifik karena material penyusun sekat bermacam-macam dan

memiliki karakteristik listrik serta fisik yang beragam. Tetapi dari berbagai

macam penelitian yang dilakukan berulang-ulang pada beberapa gedung yang

berbeda oleh para peneliti didapatkan rata-rata karakteristik rugi-rugi yang

diakibatkan oleh sekat, dapat dilihat pada tabel 1.1

Tabel 1.1 menunjukkan Loss (dB) ketika melewati partisi (sekat) yang

terbuat dari materi tertentu. Misalnya antara penerima dan pengirim terhalang oleh

sekat yang terbuat dari metal, maka loss yang terjadi sebesar 26 dB. Dari tabel

juga terlihat frekuensi carrier akan berpengaruh pada pemodelan ini, untuk jenis

material yang sama dilewatkan pada frekuensi yang berbeda diperoleh rugi-rugi

Gambar 3.1 Hard Partition Gambar 3.2 Soft Partition



14

yang berbeda pula, semakin tinggi frekuensi, maka semakin besar daya yang

berkurang.

Tabel 1.1 Rata-rata Rugi-rugi sinyal



15

Tabel 1.1 Rata-rata Rugi-rugi sinyal (Lanjutan)



16

b. Model Perambatan Gelombang Antar Lantai

Pada pemodelan ini diasumsikan bahwa antara pengirim dan penerima

berada dalam satu gedung namun terpisah lantai atau berada di lantai yang

berbeda. Melemahnya sinyal antar tingkat dalam gedung ditentukan oleh beberapa

faktor, seperti: dimensi eksternal gedung, material bangunan, konstruksi bangunan

dan keadaan sekitar bangunan.

Pada pemodelan ini terdapat suatu koefisien yang mempengaruhi

penerimaan sinyal ketika gelombang merambat melewati satu atau lebih dari satu

lantai, yaitu floor attenuation factor (FAF). Koefisien ini seperti pada pemodelan

sebelumnya didasarkan atas beberapa percobaan yang dilakukan berulang-ulang

pada beberapa gedung yang berbeda.

Dari tabel 1.2 dapat diamati karakteristik perambatan gelombang dalam

suatu gedung. Jika antara pengirim dan penerima terpisah satu lantai maka sinyal

akan mengalami pelemahan kira-kira sebesar 12.9 dB kemudian meningkat

kurang lebih 6 dB untuk setiap penambahan lantai.

Tabel 1.2 Rata-rata FAF pada dua gedung yang berbeda



17

c. Log-distance Path Loss Model

Pemodelan ini mengindikasikan bahwa daya yang dikirim oleh suatu

transmitter akan menurun secara logaritma berbanding dengan jarak, sesuai

perumusan ( )σ

0

0 +10+=

-=

X d

d ndbd PdBd P

PPP

ll

lt r

log])[(])[((1.32)

dimana Pl(d 0) : rugi lintasan pada free space dengan jarak referensi sebesar d 0

n : faktor lingkungan

X σ : variable normal acak yang mempunyai satandar deviasi σ

Pemodelan ini merupakan hasil percobaan yang dilakukan pada beberapa

gedung yang mempunyai lingkungan berbeda-beda. Dari hasil percobaan yang

dilakukan secara acak (penerima dan pengirim diletakkan berbeda-beda tetapi

tetap dalam satu gedung ) maka akan didapatkan koefisien n yang merupakan

karakteristik gedung yang diamati. Beberapa nilai n ditampilkan dalam tabel 1.3.

Dari tabel 1.3 dapat diamati, misalnya pengirim dan penerima berada

dalam pabrik Metalworking maka akan mempunyai n sebesar 1.6, yang kemudian

digunakan untuk perhitungan penerimaan daya pada persamaan (1.32). Dari tabel

1.3 juga terlihat bahwa suatu kantor yang mempunyai hard partition akan

mempunyai n lebih besar daripada kantor yang mempunyai soft partition. Hal ini

disebabkan karena untuk soft partition terdapat ruang bebas di atas sekat yang

dapat dilalui gelombang, dimana suatu gelombang mempunyai sifat lebih memilih

merambat melalui ruang bebas.



18

Tabel 1.3 Beberapa nilai n dari beberapa bangunan

d. Ericsson Multiple Breakpoint Model

Model ini menganggap bahwa ada pelemahan sebesar 30 dB pada d0=1m,

yang akurat pada frekuensi 900 Mhz dan unity gain antenna

Gambar 3.3 Ericsson in-building path loss model



19

Pemodelan ini memberikan batas deterministik pada kisaran path loss

untuk jarak tertentu. Untuk keperluan simulasi, peneliti menggunakan distribusi

uniform untuk menghasilkan nilai path loss dalam jangkauan maksimum dan

minimum sebagai fungsi jarak.

e. Attenuation Factor Model

Pemodelan ini memperhitungkan tipe bangunan dan berbagai variasi

lainnya yang disebabkan oleh berbagai macam rintangan. Pemodelan ini

memperbaiki Log-distance Path Loss Model dan menunjukkan hasil yang lebih

akurat. Variable acak yang digunakan pada persamaan (1.32) diganti dengan suatu

variabel yang menunjukkan letak lantai antara pengirim dan penerima, factor yang

digunakan yaitu FAF sehingga persamaannya menjadi

( ) ][log])[(])[( dBFAF d

d

ndBd PdBd P SF ll +10+=0

0 (1.33)

dimana nSF merepresentasikan nilai eksponen untuk pengukuran "lantai sama".

Nilai FAF bisa digantikan dengan sebuah nilai eksponen yang sudah

diperhitungkan dengan efek-efek pemisahan multi lantai yaitu n MF , sehingga

persamaan (1.33) dapat disederhanakan menjadi

( )0

0 10+=d

d ndBd PdBd P MF ll log])[(])[( (1.34)

beberapa nilai n MF ditampilkan dalam tabel 1.4



20

Tabel 1.4 Beberapa nilai n MF dari beberapa bengunan

f. Ray Tracing Model

Pada pemodelan ini, karakteristik sebuah bangunan harus diketahui secara

pasti, karakteristiknya terdiri atas : material penyusun, properti dalam ruang,

lokasi, tinggi bangunan, letak antena, tinggi antena,serta jarak antara antena

pengirim dan pemancar. Hal ini penting dalam penentuan jalur antara pengirim

dan penerima. Selain karakteristik bangunan, karakteristik ruangan juga harus

diketahui misalnya properti yang ada didalam ruangan, jumlah kaca atau jendela,

jumlah pintu dan sebagainya.

Setelah semua terdefinisikan maka dengan metode penyelusuran cahaya,

banyaknya reflection, diffraction dan scattering yang terjadi dalam ruangan akibat

adanya halangan berupa property dalam ruangan tersebut dapat diperkirakan.



21

Suatu gelombang radio mempunyai sifat dualisme yaitu mempunyai sifat

sebagai gelombang dan bersifat sebagai foton cahaya, sehingga dari antenna

pengirim dapat diperkirakan arah rambatan gelombang radio menuju penerima

dengan penelusuran berkas foton cahaya dari gelombang radio tersebut, seperti

tampak pada gambar 3.4

Gambar 3.4 Perkiraan arah rambatan gelombang dari Tx ke Rx

Dari penelusuran berkas cahaya tersebut maka gelombang yang diterima

pada receiver dapat dipresentasikan sebagi berikut :

dimana N r , N d dan N s masing-masing merupakan jumlah reflection, jumlah

diffraction dan jumlah scattering yang terjadi. τ i , τ j dan τ k, masing-masing

komponen diffraction

kom onen LOS kom onen reflection

komponen scattering

(1.35)



22

merupakan penundaan waktu (delay) datangnya gelombang kedua (akibat

reflection, diffraction dan sacttering) pada receiver.

Pengembangan Pemodelan Ray-Tracing sekarang ini dilakukan melalui

simulasi software computer, AWE-Communications kini mengembangkan

software simulasi sehingga dapat dengan mudah menganalisis propagasi

gelombang radio dalam ruangan. Pada software ini memiliki database material

bangunan (gambar 3.5) yang dapat ditambahkan oleh user sehingga memperoleh

hasil simulasi yang sesuai dengan karakteristik bangunannya sendiri.

Sebagai contoh penggunaan software simulasi ini, kita lihat data-data hasil

pengamatan di Institute for Radio Frequency Technology, University of Stuttgart,

Germany. Informasi mengenai bangunannya sebagai berikut :

a. Material : Concrete and Glass

b. Jumlah tembok : 170

c. Transmitter : 0.90m , 20dBm , 1800 MHz

Gambar 3.5 Database material bangunan



23

Lebih jelasnya pada gambar 3.6. Site bangunan juga dimasukkan ke software

simulasi.

Pada gambar 3.7 , site bangunan ditampilkan di software dan dilakukan

penentuan lokasi transmitter, sehingga jalur propagasi gelombang dapat diketahui.

Pada gambar 3.8, kita dapat melihat hasil simulasi Ray Tracing Model untuk

transmitter 1. Pada daerah yang dekat transmitter menunjukkan hasil Field

strength yang bagus, warna merah muda mewakili nilai 130dB µV/m dan merah

Gambar 3.6 Karakteristik bangunan

Gambar 3.7 Site bangunan dan letak transmitter



24

bernilai 120 dB µV/m. Semakin jauh dari lokasi transmitter maka field strength

semakin kecil.

g. Body Shadowing Model

Dari sekian banyak pemodelan yang telah dibahas belum

memperhitungkan faktor lain yang penting yaitu : faktor bayangan manusia.

Gambar 3.9 mengilustraikan bayangan manusia yang menghalangi

jalannya gelombang radio (ray) dari suatu terminal (handphone) menuju base

satation, dimana base station berada dalam satu ruangan dengan terminal.

Gambar 3.8 Hasil simulasi propagasi gelombang

Gambar 3.9 Human body shadowing pada indoor propagation



25

Berikut ini adalah penjelasan mengenai salah satu pemodelan Human

Body Shadhowing yang berdasarkan pemodelan Ray Tracing.

Suatu ruangan yang akan dipakai sebagai pemodelan terlebih dahulu

didefinisikan rambatan gelombang (ray) yang terjadi dari base station menuju

terminal dengan metode Ray Tracing, gelombang dapat berupa gelombang line

of sight , maupun gelombang hasil pantulan, pembelokan dan penghamburan

ketika menemui penghalang dalam ruangan. Kemudian rugi-rugi dari masing-

masing gelombang tersebut dihitung. Besarnya kekuatan/ gain dari antenna

pengirim dan base station juga dihitung.

Kemudian dilakukan penentuan walkways, yaitu jalur yang biasa dilewati

oleh orang-orang. Dalam suatu ruangan maka pergerakan seseorang bisa kemana

saja, jalan yang dilalui juga akan dibatasi adanya barang-barang dalam ruangan

(meja, kursi, lemari dan sebagainya). Untuk mempermudah perhitungan maka

jalur yang dilalui oleh orang-orang dibatasi ditengah ruangan saja, dimana tidak

ada benda atau penghalang pada jalur tersebut. Pada langkah ini probabilitas

orang yang melalui walkways dihitung.

Dari dua langkah diatas, jalur-jalur yang terbentuk (jalur rambatan

gelombang dan walkways) digambarkan dalam satu bidang gambar, seperti pada

gambar 3.10. Kemudian dari gambar 3.10 dicari titik persimpangan antara jalur

rambatan gelombang dengan walkways, yang disebut shadowing point . Pada

shadowing point inilah yang diasumsikan terjadinya rambatan gelombang yang

terhalang bayangan manusia (shadowing event ).



26

Langkah ketiga adalah menghitung besarnya probabilitas terjadinya

shadowing event pada masing-masing jalur rambatan gelombang. Dari besanya

probabilitas yang dihitung dapat diketahui besarnya rugi-rugi yang terjadi akibat

bayangan manusia. Jika semua jalur rambatan gelombang ternyata tidak terjadi

shadowing event (karena probabilitas terjadinya shadowing event pada seluruh

jalur rambatan gelombang kecil), maka rata-rata besarnya pelemahan sinyal ( L) :

∑1=

10-1010-=

N

i

Li L/

log [dB] (1.40)

Sedangkan jika semua jalur rambatan gelombang terhalang oleh bayangan

manusia (probabilitas terjadinya shadowing event pada seluruh jalur rambatan

gelombang besar), maka rata-rata besarnya pelemahan sinyal :

( )∑1=

10+L- i1010-=

N

i

Ls L/

log [dB] (1.41)

dimana i = jalur gelombang ke- (i = 1,2,3,..)

N = jumlah jalur gelombang.

Gambar 3.10 Prediksi jalur rambatan gelombang dan walkways

dalam satu ruangan



27

Li = rugi-rugi ketika tidak ada bayangan (dihitung dengan ray tracing)

Ls = rugi-rugi akibat adanya bayangan manusia.

Besarnya Ls dihitung dengan pendekatan Parameter Selection Model.

Antara terminal dan base station diambil jalur line of sight , kemudian seseorang

berjalan melintang melalui jalur line of sight tersebut, seperti tampak pada gambar

3.11. Penerimaan sinyal pada terminal diukur pada saat orang tersebut berada 1

meter sebelum jalur line of sight sampai 1 meter setelah jalur, hasilnya tampak

pada gambar 3.12.

dth = 0.9 m

Lsh = 6 dB

Gambar 3.11 Percobaan untuk menghitung Ls

Gambar 3.12 Hasil pengukuran parameter selection



28

Dari hasil pengukuran (pada gambar 3.12), saat penerimaan sinyal bernilai

0, merupakan saat tidak terjadi shadowing event antara pengirim dan penerima.

Jarak antara kedua saat tidak terjadi shadowing event diambil sebagai jarak

ambang atau threshold distance (d th), yaitu jarak dimana pada jarak tersebut

terjadi pelemahan sinyal akibat bayangan manusia. Dari hasil perhitungan juga

didapat nilai pelemahan sinyal akibat bayangan manusia (Lsh) yaitu 6 dB, diambil

dari rata-rata besarnya pelemahan yang terjadi.



29

KESIMPULAN

1. Perambatan gelombang radio memiliki peranan penting dalam sistem

komunikasi wireless.

2. Pemodelan propagasi gelombang dalam ruangan lebih rumit dibandingkan

propagasi luar ruangan karena memiliki faktor-faktor yang lebih banyak.

3. Mekanisme perambatan gelombang elektromagnetik dibedakan menjadi tiga

a. Pemantulan (reflection), terjadi pada saat gelombang elektromagnetik

menabrak medium dengan dimensi lebih besar.

b. Pembelokkan (diffraction), terjadi saat gelombang elektronagnetik

menemui suatu penghalang yang mempunyai permukaan tajam.

c. Penghamburan (scattering), terjadi saat gelombang elektromagnetik

menabrak penghalang yang berupa partikel-partikel kecil.

4. Beberapa Pemodelan perambatan gelombang dalam ruangan:

a. Model Perambatan Gelombang Terpisah Sekat

b. Model Perambatan Gelombang Antar Lantai

c. Log-distance Path Loss Model

d. Ericsson Multiple Breakpoint Model

e. Attenuation Model

f. Ray Tracing Model

g. Body Shadowing Model



30

DAFTAR PUSTAKA

1. Rappaport, Theodore S., 1996, Wireless Communications - Principles &

Practice., New York : Prentice Hall

2. Obayashi, S. and Zander, J., “A Body-Shadowing Model for Indoor Radio

Communication Environments”, IEEE Transactions on Antennas and

propagation., Vol 46, no 6, June 1998.

3. AWE Communications GMbh , Presentasi “Propagation Model & Scenario”

www.awe-communications.com

http://www.awe-communications.com/

http://www.awe-communications.com/

an Gelombang Radio Dalam Ruangan

Documents

Transcript of an Gelombang Radio Dalam Ruangan