Proposal an Sinyal 31052010

ANALISIS POLA PENYEBARAN SINYAL

PADA ANTENA BTS

Proposal Tugas Akhir

Oleh

Binsar D. Purba

L2F307011

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

Semarang, Mei 2010

Proposal Tugas Akhir

ANALISIS POLA PENYEBARAN SINYAL ANTENA BTS

Yang diajukan oleh

Binsar D. Purba

L2F307011

Kepada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro

Telah disetujui Oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

Imam Santoso, S.T., M.T. Yuli Christyono, S.T., M.T.

NIP: 197012031997021001 NIP: 196807111997021001Tanggal:__________________ Tanggal:__________________

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

Budi Setiyono, S.T., M.T.NIP: 197005212000121001Tanggal:_____________________

ABSTRAK

Teknologi telekomunikasi berkembang sangat pesat. Pada awalnya digunakan media kabel. Saat ini dengan berkembangnya teknologi, komunikasi dibangun dengan teknologi nirkabel yang sudah tidak lagi menggunakan kabel sebagai media penghubung, namun menggunakan media udara dengan bantuan antena sebagai pemancar dan penerima. Untuk membangun teknologi nirkabel diperlukan perhitungan yang tepat agar antena dapat diletakkan ditempat yang tepat serta mempunyai persebaran sinyal yang optimal. Parameter yang mempengaruhi persebaran sinyal diantaranya jenis antena BTS yang digunakan, pola radiasi antena, model propagasi serta bentuk kontur permukaan bumi

Parameter yang berperan dalam persebaran sinyal terutama bentuk kontur permukaan bumi dapat disimulasikan dengan menggunakan Network Planner Workedplaced. Diharapkan setelah simulasi, data yang diperoleh dapat dianalisa dan dibandingkan dengan analisa menggunakan teori perhitungan agar hasil yang diperoleh lebih akurat. Data yang diperoleh diharapkan dapat membantu mengatasi masalah persebaran sinyal pada dengan penempatan antena BTS pada jaringan sebenarnya.

Kata Kunci : persebaran sinyal, network planner, antena, permukaan bumi.

I. JUDUL: Analisis Pola Penyebaran Sinyal Pada Antena BTS .

II. KONSENTRASI DAN KEILMUAN: Teknik Elektronika dan

Telekomunikasi.

III. LATAR BELAKANG

Salah satu teknologi yang berkembang pesat dan mempengaruhi jutaan

manusia di dunia adalah telekomunikasi. Kebutuhan manusia untuk komunikasi,

kebutuhan untuk informasi, dan kebutuhan untuk perdagangan, pendidikan, dan

lain-lain sangat dimudahkan dengan adanya teknologi komunikasi saat ini.

Keunggulan suatu sistem telekomunikasi tidak hanya oleh kualitas

pemancar dan penerima saja, namun juga dipengaruhi oleh kualitas pemancaran

dan penerimaan antena. Persebaran sinyal merupakan salah satu isu dalam sistem

komunikasi selular. Aspek-aspek yang mempengaruhi persebaran sinyal ialah :

1. Jenis antena, jenis antena yang digunakan pada BS (Base Station) dan MS

(Mobile Station)

2. Tipe lingkungan, bentuk muka bumi akan berpengaruh terhadap propagasi

gelombang radio.

3. Model propagasi, pemilihan model propagasi berdasar tipe lingkungan.

4. Jari jari sel, pada sel besar atau sel kecil

5. Anggaran daya, luasan daerah yang dapat menerima sinyal dengan kualitas

yang cukup untuk melakukan komunikasi.

Persebaran sinyal yang dihasilkan oleh masing-masing antena BTS akan

berbeda-beda. Sehingga diperlukan sebuah perencanaan antena BTS dan letak di

bumi yang tepat untuk mendapatkan persebaran sinyal yang optimal berdasarkan

aspek diatas. Ada beberapa jenis/tipe antena BTS misalnya, Kathrein, Andrew,

Cellwave, dan lain – lain. Dari jenis-jenis antena tersebut memiliki ciri-ciri yang

berbeda-beda.

IV. PEMBATASAN MASALAH

Pembahasan tugas akhir ini berkisar pada macam-macam antena jenis

Kathrein, beserta semua variabel-variabelnya yang mempengaruhi persebaran

sinyal, yang di simulasikan ke bentuk muka bumi menggunakan software Network

Planner, hasil yang di inginkan adalah mendapatkan letak dan antena yang

optimum untuk mencakup wilayah tertentu.

V. TUJUAN

Penulisan tugas akhir dengan judul “Analsis Pola Penyebaran Sinyal Pada

Antena BTS” ini bertujuan :

1. Memodelkan persebaran sinyal berbagai antena BS.

2. Memodelkan lokasi antena yang memiliki persebaran sinyal terbaik untuk

mencakup wilayah yang belum terlayani. Dengan memperhatikan sistem dan

infrastruktur yang sudah ada.

3. Melakukan analisa pengaruh muka bumi terhadap persebaran sinyal.

VI. KAJIAN PUSTAKA

6.1 Pola Radiasi

Antena memiliki daerah pancar yang berbeda-beda sesuai dengan jenis

antena. Diagram polar yang menggambarkan daerah yang dapat dijangkau dengan

baik oleh sebuah antena disebut pola radiasi.

Jarak dari lokasi antena ke daerah paling luar dari lingkaran pola radiasi

menunjukkan kekuatan daya pancar antena tersebut. Semakin jauh dari antena

maka daya pancar semakin melemah.

Sinyal elektromagnetik dari radio dipancarkan melalui udara dalam

polarisasi, medan listrik (E-field) atau medan magnet (H-field), saling menyilang

sebesar 90 derajat. Polarisasi antena bergantung pada medan listrik yang

dihasilkan oleh antena tersebut.

6.2 Antena Base Station

Salah satu antena yang digunakan pada Base Station ialah antena sektoral.

Sama halnya dengan antena omnidirectional, yang mempunyai polarisasi vertikal

dan dirancang untuk digunakan pada Base Station. Antena jenis ini hanya

memberikan servis pada wilayah atau sektoral yang terbatas, biasanya 45 sampai

dengan 180 derajat.

Gambar 6.1 Antena Panel 730 684 Kathrein 890 – 960 Mhz

(Kathrein Antena Catalog)

a. Antena Kathrein 730 376

Tabel 6.1 Data Antena Kathrein Tipe 730 376 (Katherin Antena Catalog 2005).

Gambar 6.2 Pola radiasi antena Katherin 730 376 (Katherin Antena Catalog 2005).

b. Antena Kathrein 735 147


Type No 730 376

Frequency range 870 – 960 MHz

Polarization Vertical

Gain 18.5 dBi

Half-power beam width H-plane: 65°

E-plane: 6.5°

Front-to-back ratio 25 dB

VSWR <1.3

Intermodulation IM3

(2 x 43 dBm carrier)

< –150 dBc

Max. power 500 W (at 50 °C ambient

temperature)

Input 7-16 female

Connector position Rearside

Weight 12 kg


c. Antena Kathrein 730 370


Type No 735 147



Gain 18 dBi


E-plane: 7°

Front-to-back ratio > 25 dB

VSWR <1.3

Intermodulation IM3


< –150 dBc

Max. power 200 W

(at 50 °C ambient

temperature)

Input 7-16 female

Connector position Rearside

Weight 4.6 kg

Pola horisontal Pola vertikal


d. Antena Kathrein 732 691

Type No 730 370



Gain 14 dBi


E-plane: 13°

Front-to-back ratio >23 dB

VSWR <1.3

Intermodulation IM3


< -150 dBc


temperature)

Input 7-16 female

Connector position Bottom

Weight 6 kg

Gambar 6.4 Pola radiasi antena Katherin 732 691 (Katherin Antena Catalog

2005).



e. Antena Kathrein 732 967


Type No 732 691



Gain 15,5 dBi


E-plane: 13°


VSWR <1.3

Intermodulation IM3


< -150 dBc


temperature)

Input 7-16 female


Weight 6 kg


Gambar 6.6 Pola radiasi antena Katherin 732 967 (Katherin Antena Catalog 2005)

f. Antena Kathrein 739 630


Type No 732 967



Gain 15,5 dBi


E-plane: 8,5°


VSWR <1.3

Intermodulation IM3


< -150 dBc


temperature)

Input 7-16 female


Weight 9 kg

Type No 739 630


Polarization +45, –45

Gain 2 x 18 dBi


E-plane: 7°


VSWR <1.3

Intermodulation IM3


< -150 dBc


temperature)

Input 2 x 7-16 female

Connector position Bottom or top

Weight 19 kg



g. Antena Kathrein 739 637


Type No 739 637

Frequency range 806-870 I 870-960 MHz

Polarization +45,-45 I +45,-45

Gain 2 x 17.5 I 2 x 18 dBi


E-plane: 7,5°


VSWR <1.5 I <1.3

Intermodulation IM3


< -150 dBc


temperature)

Input 2 x 7-16 female


Weight 19 kg



6.3 Mobile Station ( MS )

Sensitivitas MS adalah level sinyal minimum yang dapat diterima MS dan

tetap dapat dimodulasi dengan kualitas yang memadai. Baik MS (Sm) dan BTS

(Sb) mempunyai level sensitivitas yang telah di standarkan oleh ETSI. Persebaran

level-level sinyal inilah yang nantinya akan disimulasikan. Parameter sensitivitas

MS akan di ubah-ubah dari -75dB sampai -105 dB dan jari-jari maksimumnya

akan dihitung.

Parameter MS yang lain adalah tinggi MS dan penguatan antena. Tinggi

antena MS adalah 2 meter, nilai ini adalah nilai rata-rata saat orang menggunakan

MS dalam keadaan berdiri, sedangkan penguatan antena yang digunakan MS

sebesar 2 dB.

6.4 Model Propagasi

Pemilihan model propagasi di dasarkan pada tipe daerah, ketinggian antena,

frekuensi yang digunakan dan beberapa parameter lainnya. Beberapa model yang

sering digunakan untuk memprediksi propagasi gelombang radio beserta

karakteristiknya adalah seperti dibawah ini

a. Model Okumura, cocok untuk daerah urban dan sub-urban

b. Model Hatta cocok untuk daerah urban,sub-urban dan rurual, frekuensi

pembawa antara 150-1500 Mhz.

c. Model Okumura-Hatta adalah pengembangan dari model Hatta dan Okumura,

cocok dengan frekuensi pembawa antara 1500-2000 Mhz, tinggi antena 30-

200 meter, tinggi mobile station 1-20 m dan jarak antara antena dan mobile

station 1-20 kilometer.

6.5 Jari jari sel

Dalam perencanaan sel, penentuan jenis/tipe sel yang akan dirancang

terlebih dulu harus ditentukan dengan memperhatikan tipe daerah lokasi layanan.

Berdasarkan jari-jari sel terdapat tiga jenis sel yaitu sel besar, sel kecil, dan

mikrosel

6.5.1 Sel Besar

Pada sel besar, antena BS dapat dikonfigurasi untuk mencapai ketinggian

yang optimal. Jarak sel minimal dalam perencanaan menggunakan perhitungan sel

besar ini adalah 1 km dan biasanya digunakan untuk jari-jari sel di atas 3 km.

Model perambatan gelombang dan rugi-rugi lintasan yang dipakai dalam sel ini

adalah model Hatta untuk GSM 900 dan model COST 231-Hatta untuk DCS

1800. Sel ini biasanya diaplikasikan untuk daerah rural dan sub urban karena

akan menghasilkan jari-jari sel yang besar. Namun demikian, implementasi sel ini

juga dilakukan untuk daerah Urban dengan tujuan meningkatkan kapasitas trafik

dengan menopang sel- sel kecil (cell splitting).

6.5.2 Sel Kecil

Daerah cakupan untuk perhitungan jari-jari dengan metode sel kecil ini

akurat untuk rentang 0,2 km sampai 5 km, biasanya sekitar 3 km. Karakteristik

lain pada sel ini yaitu ketinggian antena yang berkisar 4 m – 50 m. Model

perambatan dan rugi-rugi lintasan yang dipakai dalam sel kecil adalah model

COST 231-Walfish-Ikegami baik untuk GSM 900 maupun DCS 1800.

Perencanaan sel kecil biasanya digunakan untuk perencanaan sel dengan trafik

seperti dalam kota, oleh sebab itu ada beberapa parameter tentang keadaan daerah

seperti lebar jalan, tinggi gedung, sudut orientasi, dan jarak antar gedung yang

merupakan ciri-ciri perkotaan atau daerah urban.

6.5.3 Mikrosel

Perencanaan menggunakan metode sel kecil juga dapat digunakan untuk

perencanaan mikrosel, namun mikrosel yang dimaksud di sini adalah ketika antara

MS dan BTS tidak terdapat suatu penghalang apapun. Model perambatan dan

rugi-rugi lintasan yang dipakai untuk perencanaan mikrosel ini adalah suatu

model yang diambil dari keadaan di jalan Canyon dan biasa digunakan untuk

perencanaan mikrosel jangkauan 200 – 300 m.

6.5.4 Rugi-Rugi Daya dan Penguatan Antena

Penentuan penguatan (gain) antena didasarkan data yang di miliki oleh

antena BS. Data rugi-rugi dan penguatan antena pada GSM 900 dan GSM 1800

dapat dilihat pada Tabel 6.8

Tabel 6.8 Rugi-rugi dan gain antena BS.

Tinggi Antena MS (Hm) 2 m

Daya Max BTS (Pb) 46 dBm

Daya Max MS (Pm) GSM 900 33 dBm

Daya Max MS (Pm) DCS 1800 30 dBm

Rugi Kombinasi filter (Ltf) 3,0 dBm

Rugi konektor BTS (Lj) 1,0 dBm

Penguatan Antena BTS (Gb) 18,5 dBi

Penguatan Antena MS(Gm) 2 dBi

The feeder loss (Gf) 1.1 dB

Cadangan Pudaran (sfm) 4dB

VII. METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi yang akan digunakan dalam menyelesaikan tugas akhir ini

adalah:

7.1. Studi Literatur

Mempelajari konsep dasar dari antenna Kathrein dan pola persebaran

sinyalnya dengan sumber yang berasal dari buku maupun internet. Sehingga akan

mempermudah dalam memahami pola persebaran sinyal pada antenna Kathrein

ini.

7.2. Memodelkan persebaran sinyal berbagai antena Base Station pada

Network Planner.

Memodelkan lokasi antena kathrein dengan berbagai jenis yang paling

ideal dan dianggap mempunyai persebaran sinyal terbaik sehingga dapat melayani

daerah yang masih belum terrlayani. Parameter yang diperlukan pada network

planner untuk keperluan analisa antara lain jari-jari sel, besarnya daya dan

pemilihan jenis antenna.

7.3. Analisis Data

Setelah parameter-parameter telah ditentukan dimodelkan pada network

planner maka akan diperoleh data yang berbeda pada berbagai jenis antena

kathrein kemudian data dianalisa dan diperoleh kesimpulan jenis antena yang

memiliki persebaran sinyal terbaik, kemudian dipakai sebagai acuan untuk lokasi

penempatan antena yang ideal.

VIII. RANCANGAN JADWAL PELAKSANAAN TUGAS AKHIR

No Kegiatan

Waktu PelaksanaanMei2010

Juni2010

Juli2010

Agustus 2010

September 2010

Oktober2010

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 41 Studi Literatur

2Pengumpulan Data

3Pengolahan dan analisa Data

4Penyusunan Laporan

5 Seminar

DAFTAR PUSTAKA

[1] Briceno, Marc, I.Goldberg, and D.Wagner, An Implementation of the GSM A3A8 Algorithm, California, 1998.

[2] Collin, Robert E., Antenas and Radiowave Propagation, McGraw-Hill Book Company, 1985.

[3] Freeman, R.L., Telecommunication Transmission Handbook, 3th ed., John Wiley & Sons, New York, 1991.

[4] Kennedy, George; Electronic Communication Systems, McGraw-Hill Co., Singapore, 1988.

[5] Kraus, D. John, Antenas, McGraw-Hill International Edition, 1988

[6] Mehrotra, Asha, GSM Sistem Engineering, Boston, 1997

[7] T. Halonen, J. Romero, J. Melero, GSM, GPRS and EDGE Performance,

Wiley, 2002

Proposal an Sinyal 31052010

Documents

Transcript of Proposal an Sinyal 31052010