RUGI-RUGI LINTASAN PERAMBATAN GELOMBANG

Saluran radio nirkabel menimbulkan tantangan yang berat sebagai media

komunikasi yang dapat diandalkan kecepatan tinggi. Tidak hanya rentan terhadap

noise, interferensi, blockage dan multipath, tapi hambatan saluran ini berubah dari

waktu ke waktu dengan cara yang susah diprediksi karena gerakan

pengguna.  Variasi kekuatan sinyal dipenerima yang dipengaruhi gangguan

selama propagasi dapat diketahui dengan beberapa pemodelan.

Kebanyakan sistem komunikasi mobile di darat menggunakan UHF band,

sementara sistem satelit biasanya beroperasi di band SHF, karena sinyal-sinyal ini

menembus ionosfer dengan sedikit usaha. Analisis propagasi gelombang radio

untuk sistem terrestrial dalam band UHF harus memperhitungkan refleksi dan

scattering dari alam maupun objek buatan manusia. Propagasi gelombang

komunikasi harus mempertimbangkan pelemahan dari bangunan, hujan dan efek

atmosfer. Karena ukuran antena yang optimal berbanding lurus dengan panjang

gelombang sinyal, mounting antena di perangkat komunikasi genggam biasanya

tidak menjadi masalah pada frekuensi ini.

Dalam perjalanannya dari antena pemancar ke antena penerima,

gelombang radio melalui berbagai lintasan dengan beberapa mekanisme

perambatan dasar yang mungkin. Mekanisme perambatan dasar yang dimaksud

adalah LOS (Line of Sight), pantulan, difraksi, dan hamburan.

1

Putu Surya Gs, putusuryags@windowslive.com

2

1. MEKANISME PERAMBATAN DASAR GELOMBANG

1.1 LOS (Line of Sight)

LOS merupakan lintasan gelombang radio yang mengikuti garis

pandang. Transmisi ini terjadi jika antena pemancar dan penerima dapat

“saling melihat” yaitu jika di antara keduanya dapat ditarik garis lurus

tanpa hambatan apa pun (perhatikan gambar 1).

Lintasan LOS merupakan lintasan yang menghasilkan daya yang

tertinggi di antara mekanisme-mekanisme yang lain, dengan kata lain,

lintasan LOS menawarkan rugi-rugi lintasan (path loss) yang terendah. Di

atas permukaan bumi, transmisi ini dibatasi jaraknya oleh lengkungan

bumi.

Gambar 1. Lintasan LOS

Gambar 2. Lintasan LOS dibatasi kelengkungan bumi

3

Rugi-rugi lintasan yang menyatakan penyusutan sinyal sebagai

besaran positif dalam desibel (dB), didefinisikan sebagai perbedaan antara

daya yang ditransmisikan (oleh pemancar) dengan daya yang diterima

(oleh penerima). Dengan memperhitungkan perolehan antena pemancar

dan penerima, maka rugi-rugi lintasan dapat ditentukan sebagai:

dengan :

Lintasan LOS merupakan lintasan yang dapat diandalkan karena

rugi-rugi lintasan yang rendah. Jika antara pemancar dan penerima tersedia

lintasan semacam ini, maka dapat diketahui dengan pasti tentang kualitas

penerimaan sinyalnya. Hal inilah yang dimanfaatkan dalam komunikasi

gelombang mikro, dimana masing-masing antena pemancar dan penerima

menggunakan antena parabola dengan perarahan yang tinggi. Yang perlu

diperhatikan dalam pemanfatan lintasan LOS dalam hal ini adalah

kenyataan bahwa kedua antena harus benar-benar dapat “saling pandang”.

Gr : perolehan antena penerima

λ : panjang gelombang radio (meter)

d : jarak antara antena pemancar dan

antena penerima

PL : rugi-rugi lintasan (dB)

Pt : daya yang ditransmisikan (watt)

Pr : daya yang diterima (watt)

Gt : perolehan antena pemancar

4

Jika kondisi ini tidak terpenuhi maka akan membuat kegagalan dalam

komunikasi, terutama jika lebar-berkas (beamwidth) antena cukup kecil.

1.2 Lintasan Pantulan

Mekanisme pantulan pada atmosfer bumi menghasilkan lintasan

terpantul lapisan ionosfer. Lapisan ionosfer merupakan lapisan atmosfer

bumi yang memiliki sifat dapat memantulkan gelombang elektromagnetik.

Dengan lintasan ini, jangkauan radio dapat mencapai jarak yang lebih jauh

daripada menggunakan lintasan hamburan tropo. Mekanisme pantulan

juga terjadi di atas permukaan bumi, yaitu oleh permukaan bumi itu

sendiri. Lintasan terpantul oleh permukaan bumi juga sangat berperan

dalam komunikasi seluler. Bersama-sama dengan lintasan LOS, lintasan

terpantul oleh permukaan bumi ini membentuk apa yang ground reflection

(2 ray) model. Perhatikan gambar 3.

Gambar 3. Ground Reflection (2 Ray) model

5

Permukaan bumi dan lapisan ionosfer secara bersama-sama dapat

membentuk pantulan gelombang yang berulang-ulang sehingga diperoleh

jangkauan radio yang sangat jauh.

1.3 Difraksi

Difraksi terjadi jika gelombang radio membentur benda atau

penghalang yang berupa ujung yang tajam, sudut-sudut atau suatu

permukaan batas (gelombang menyusur permukaan). Gelombang radio

yang demikian akan terurai dan dapat menjangkau daerah berbayang-

bayang (shadowed region). Mekanisme ini menjadi penting terutama pada

lingkungan komunikasi seluler, karena pada lingkungan tersebut terdapat

banyak wilayah yang berbayang-bayang.

1.4 Hamburan

Hamburan gelombang radio terjadi jika medium tempat gelombang

merambat terdiri atas benda-benda (partikel) yang berukuran kecil (jika

dibandingkan dengan panjang gelombang) dan jumlah per satuan

volumenya cukup besar. Mekanisme hamburan akan menyebabkan

gelombang menuju ke segala arah sehingga transmisi gelombang radio

dengan mekanisme hamburan mempunyai efisiensi yang kecil. Biasanya

digunakan antena dengan permukaan yang luas untuk meningkatkan

efisiensi. Transmisi jenis ini memanfaatkan sifat lapisan troposfer yang

menghamburkan gelombang elektromagnetik dan sering disebut dengan

istilah hamburan tropo (troposcatter).

6

Mekanisme hamburan juga terjadi pada lingkungan radio seluler.

Dalam hal ini, benda-benda penghambur dapat berupa pepohonan, rambu-

rambu lalu lintas dan tiang-tiang lampu jalan. Efisiensi yang kecil

mengakibatkan mekanisme hamburan ini hanya berpengaruh pada

penerima yang berada di sekitar benda penghambur saja. Daya gelombang

terhambur akan meluruh dengan cepat sehingga pengaruhnya pada

penerima yang berada jauh dari penghambur menjadi sangat kecil.

Meskipun demikian, berbagai pengukuran menunjukkan bahwa daya yang

diterima sering lebih daripada yang diperkirakan oleh sinyal terpantul dan

terdifraksi. Hal ini menunjukkan kontribusi gelombang terhambur pada

penerimaan sinyal.

1.5 Pemudaran

Pada dasarnya, gelombang radio yang datang pada penerima

berasal dari berbagai arah dan berbagai lintasan (dengan berbagai

mekanisme perambatan yang telah dilaluinya). Dengan demikian daya

yang diterima oleh penerima merupakan jumlahan (vektor) dari seluruh

gelombang radio yang datang tersebut. Perhatikan gambar 4.

Jarak yang ditempuh gelombang dan mekanisme perambatan yang

telah dialami gelombang menyebabkan gelombang yang datang memiliki

amplitude dan fase yang berbeda satu sama lain. Kondisi lingkungan yang

selalu berubah dari waktu ke waktu juga mengakibatkan amplitude dan

fase gelombang radio yang diterima berubah-ubah (bervariasi) dari waktu

7

ke waktu. Keadaan ini dikenal dengan istilah pemudaran (fading). Oleh

karena diakibatkan oleh lintasan-jamak (multipath), maka juga sering

disebut pemudaran lintasan-jamak (multipath fading).

2. RUGI-RUGI LINTASAN PERAMBATAN GELOMBANG

Perambatan gelombang radio dari stasiun pemancar ke stasiun penerima

akan mengalami penyebaran energi di sepanjang lintasannya, yang mengakibatkan

kehilangan energi yang disebut rugi (redaman) propagasi.

Nilai rugi-rugi lintasan yang terjadi sangat tergantung pada lokasi stasiun

pengirim dan penerima. Gambar 5 merupakan ilustrasi letak stasiun pemancar dan

penerima. Di lokasi (1), komunikasi yang terjadi adalah line of sight (mengikuti

Gambar 4. Gelombang datang pada penerima dari berbagai lintasan

Gambar 5. Letak stasiun pemancar dan penerima

8

garis pandang), tidak ada halangan diantara stasiun pemancar dan penerima

sehingga pemodelan free space loss sudah dapat memberikan nilai rugi-rugi

lintasan yang terjadi secara akurat. Di lokasi (2) dan (3), komunikasi line of sight

masih dapat dilakukan namun karena jarak yang cukup jauh (23km), terjadi

pantulan di permukaan bumi yang mempengaruhi nilai rugi-rugi lintasan secara

signifikan, maka pemodelan free space loss seperti lokasi (1) tentu tidak tepat,

pemodelan yang sesuai untuk lokasi (2) dan (3) adalah pemodelan plane earth

loss. Di lokasi (4), pemodelan free space loss perlu dikoreksi karena terjadi

difraksi yang disebabkan oleh pohon yang berhadapan langsung. Sementara

prediksi nilai rugi-rugi lintasan pada lokasi (5),(6) dan (7) lebih susah

dibandingkan lokasi lainnya karena selain jarak yang sangat jauh (40km) juga

terdapat perpaduan pengaruh pantulan dari permukaan bumi dan difraksi.

Sehingga diperlukan pemodelan yang berbeda untuk tiap-tiap kondisi lokasi

stasiun pemancar dan penerima.

2.1 Definisi rugi-rugi lintasan

Rugi-rugi lintasan merupakan akumulasi dari semua efek redaman terkait

dengan jarak dan interaksi dari propagasi gelombang dengan benda-benda di

lingkungan antara antena, nilai rugi-rugi lintasan sangat penting untuk diketahui

karena berguna dalam perhitungan link-budget.

Rugi-rugi lintasan tidak hanya terjadi pada proses pengiriman sinyal

informasi dari stasiun pemancar ke stasiun penerima, namun rugi-rugi lintasan

terdapat pada saluran transmisi seperti pada gambar 6.

9

Redaman saluran transmisi ditentukan oleh loss feeder ,branching dan

transmit filter. Redaman feeder terjadi karena hilangnya daya sinyal

sepanjang feeder, sehingga redaman  feeder  identik dengan panjang dari  feeder

tersebut. Sedangkan redaman branching terjadi pada percabangan antara

perangkat transmisi radio Tx/Rx.

Path loss pada antenna feeder nilainya berkisar antara 0-4 dB. Sementara

rugi-rugi transmit filter berkisar antara 0-3 dB, rugi-rugi ini biasanya terjadi pada

antena yang meradiasikan sinyal menggunakan banyak transmitter sekaligus.

Path loss yang terjadi pada gambar 6, dapat dihitung dengan

membandingkan nilai EIRP (effective isotropic radiated power) dari sisi pengirim

dengan nilai effective isotropic received power dari sisi penerima, persamaan

matematisnya sebagai berikut : L= Pti

P ri ; dengan nilai Pti(EIRP) =

P t Gt

Lt dan Pri =

P r Lr

Gr

.

Gambar 6. Ilustrasi path loss

10

Pada kondisi sebenarnya, rugi-rugi lintasan lebih rumit karena terdapat

berbagai redaman-redaman dalam proses transmisi sinyal antara lain : redaman

ruang bebas, redaman gas (atmosfer), redaman hujan dan redaman akibat gedung.

1.  Redaman ruang bebas

Redaman ruang bebas merupakan redaman sinyal yang terjadi

akibat dari media udara yang dilalui oleh gelombang radio antara

pemancar dan penerima Perambatan gelombang radio di ruang bebas akan

menghalangi penyebaran energi di sepanjang lintasannya sehingga terjadi

kehilangan energi. Untuk mengetahui kondisi point to point dengan

saluran transmisi, maka perhitungan redaman ruang bebasnya

menggunakan rumus model propagasi umum (Free Space Loss) sebagai

berikut:

Dimana:

f = frekuensi kerja (GHz)

d = panjang lintasan propagasi (Km)

2. Redaman oleh gas (atmosfer)

Pada prinsipnya gas-gas di atmosfer akan menyerap sebagian dari

energi gelombang radio, dimana pengaruhnya tergantung pada frekuensi

gelombang, tekanan udara dan temperatur udara. Pengaruh redaman paling

besar berasal dari penyerapan energi oleh O2 dan H2O, sedangkan

pengaruh penyerapan gelombang radio oleh gas-gas seperti CO, NO, N2O,

11

NO2, SO3, O3 dan gas lainnya dapat diabaikan. Untuk sistem transmisi

yang beroperasi pada frekuensi kerja di bawah 10 GHz, redama gas

atmosfer dapat diabaikan karena kecil pengaruhnya, akan tetapi untuk

frekuensi di atas 10 GHz, redaman gas atmosfer perlu diperhitungkan.

3. Redaman hujan

Tetes-tetes hujan menyebabkan penghamburan dan penyerapan

energi gelombang radio yang akan menghasilkan redaman yang disebut

redaman hujan. Besarnya redaman tergantung pada besarnya curah hujan.

Redaman hujan tidak dapat ditentukan secara pasti tetapi ditentukan secara

statistik. Untuk menentukan redaman yang diakibatkan oleh hujan pada

suatu site dapat digunakan rumus sebagai berikut:

a. Redaman Spesifik

Redaman spesifik didefinisikan sebagai besarnya redaman oleh

hujan per satuan panjang lintasan efektif (dB/Km), dan

dirumuskan sebagai berikut:

dimana:

γ = redaman hujan spesifik (dB/Km)

R = banyaknya curah hujan untuk daerah tertentu (mm/jam)

Besarnya a dan b merupakan fungsi dari frekuensi, polarisasi

dan suhu curah hujan.

12

b. Redaman Efektif

Pada lintasan propagasi gelombang radio tidak selamanya

terjadi hujan, sehingga redaman hujan efektif dapat dihitung

dengan rumus sebagai berikut:

dimana:

A = redaman hujan efektif (dB)

Leff = panjang lintasan efektif (km)

γ = redaman hujan spesifik (dB/Km)

2.2 Pemodelan rugi-rugi lintasan

Terdapat tiga macam pemodelan yang digunakan, antara lain:

a. Empirical models, merupakan pemodelan yang dilakukan berdasarkan

pada data pengukuran, sederhana (hanya menggunakan beberapa

parameter), menggunakan perangkat statistik, dan tidak begitu akurat.

b. Semi-empirical models, merupakan pemodelan berdasarkan pada

pemodelan empiris dan aspek deterministik.

13

c. Deterministic models, merupakan pemodelan berdasarkan lokasi,

memerlukan sejumlah besar informasi geometri tentang lokasi,

memerlukan komputasi yang rumit dan akurat.

Pembahasan mengenai pemodelan rugi-rugi lintasan akan terbagi sesuai tipe-tipe sel berikut ini :

2.2.1 Pemodelan Macrocell Path Loss

a. Pemodelan Okumura-Hata

Dalam komunikasi nirkabel, pemodelan Okumura-Hata merupakan

pemodelan propagasi radio yang paling banyak digunakan untuk memprediksi

perilaku transmisi selular di suatu daerah tertentu. Pemodelan ini berdasarkan

pengukuran yang dilakukan di Tokyo pada tahun 1968.

Pemodelan ini membagi area prediksi menjadi 3, yaitu open area,

suburban area dan urban area.

Tabel 1. Tipe-tipe sel

14

1. Open area

Merupakan area terbuka dimana proses transmisi sinyal dapat

berlangsung tanpa halangan karena tidak ada pepohonan yang tinggi

dan bangunan di sepanjang lintasan.

2. Suburban area

Daerah pedesaan atau pinggiran kota, dengan beberapa rumah dan

pohon yang menjadi penghalang komunikasi namun tidak terlalu

padat.

3. Urban area

Daerah perkotaan yang padat dengan rumah dan gedung-gedung tinggi

dan sangat dekat satu sama lain.

Model Okumura-Hata ini memasukkan informasi grafik dari pemodelan

okumura dan mengembangkan lebih lanjut untuk mengetahui efek difraksi,

refleksi dan scattering yang disebabkan oleh struktur kota. Model Okumura-Hata

ini memprediksi rata-rata path loss yang terjadi.

Gambar 7. Area prediksi Okumura-Hata models

15

Model ini cocok untuk range frekuensi antara 150MHz hingga 1500MHz,

ketinggian antenna BS berkisar antara 30m hingga 200m, ketinggian antenna

mobile station berkisar 1m hingga 10m dan jarak keduanya sejauh 1 km hingga

10km.

Definisi parameter dari gambar 8, sebagai berikut :

a. hm : tinggi antena mobile station (MS) dari permukaan tanah [m]

b. dm : jarak antara MS dengan bangunan

c. h0 : tinggi bangunan dari permukaan tanah [m]

d. hb : tinggi antena base station (BS) dari permukaan tanah [m]

e. r : jarak terpendek dipermukaan bumi antara MS dan BS [m]

f. R=r x 10-3: jarak terpendek dipermukaan bumi antara MS dan BS [km]

g. f : carrier frequency [Hz]

h. fc=f x 10-6 : carrier frequency [MHz]

i. λ : free space wavelength [m]

Gambar 8. Ilustrasi Okumura-Hata models

16

Okumura mengambil daerah urban (perkotaan) sebagai referensi dan

memberlakukan faktor koreksi. Perhitungan nilai path loss adalah sebagai berikut:

b. Pemodelan COST 231-Hatta

Pemodelan Okumura-Hata untuk kota-kota menengah dan kecil telah

disempurnakan agar dapat digunakan pada frekuensi 1500 MHz hingga 2000

MHz.

Model redaman lintasan yang diajukan oleh COST-231 ini memiliki

bentuk persamaan:

Model COST 231-Hatta hanya cocok untuk parameter-parameter berikut:

1. Frekuensi (f) : 1500 MHz – 2000 MHz

2. Tinggi Tx (hb) : 30m – 200m

17

3. Tinggi Rx (hm) : 1m – 10m

4. Jarak Tx – Rx (r) : 1km – 10km

  Model COST 231-Hatta pada masa sekarang ini telah dituangkan dalam

bentuk software komputer. Jadi pada penggunaannya, perancangan sistem

komunikasi tinggal membuat layout 2 dimensi dari daerah yang akan diteliti (bisa

menggunakan foto satelit atau sekedar pengukuran biasa) kemudian menentukan

nilai-nilai parameter yang ada. Setelah terkumpul, nilai-nilai dan data tersebut

dimasukkan dalam program maka keluarlah output dari program. Pada gambar 9

ditunjukkan tampilan dari sebuah program perambatan gelombang.

Tingkat keakuratan pemodelan COST 231-Hatta pernah diujikan di

Lithuani dan Brazil. Pengukuran di Lithuania dilakukan pada frekuensi 160, 450,

900 dan 1800MHz, hasilnya sebagai berikut :

a. Standar deviasi eror = 5 -7 dB dalam lingkungan perkotaan dan pinggiran

b. Presisi terbaik pada frekuensi 900MHz di lingkungan perkotaan

Gambar 9. Sebuah perangkat lunak analisis model perambatan gelombang

18

c. Dalam lingkungan pedesaan : standar deviasi meningkat hingga 15dB bahkan

lebih

Sementara pengkuran di Brazil dilakukan pada frekuensi 800 / 900 MHz,

hasilnya sebagai berikut :

a. mean absolute error = 4,42 dB dalam lingkungan perkotaan

b. standar deviasi eror = 2,63 dB

Hasil pengujian menunjukkan bahwa tingkat presisi pemodelan sangat

bergantung pada struktur sebuah kota yang diuji.

c. COST 231-Walfisch-Ikegami

Pemodelan ini lebih kompleks dari pemodelan sebelumnya, karena

mengambil karakteristik dari sebuah kota antara lain : tinggi bangunan (hRoof) ,

lebar jalan (w), jarak antar bangunan (b) dan sudut antara orientasi jalan dengan

arah lintasan gelombang radio (Φ). Hal itu menyebabkan peningkatan tingkat

akurasi prediksi propagasi.

Pembatasan dalam pemodelan :

1. Frekuensi (f) : 800 MHz – 2000 MHz

2. Tinggi Tx (hb) : 4m – 50m

3. Tinggi Rx (hm) : 1m – 3m

4. Jarak Tx – Rx (r) : 0.02km – 5km

19

Pada pemodelan ini, perhitungan path loss dibagi menjadi dua yaitu :

kasus LOS dan kasus NLOS. Perhitungan matematisnya sebagai berikut :

a. LOS

b. NLOS

Perhitungan path loss pada kasus NLOS lebih rumit karena merupakan

penjumlahan dari free space loss, difraksi diatas atap bagunan dan

pantulan dari bangunan, seperti ilustrasi pada gambar 12.

Gambar 10. Ilustrasi pemodelan COST 231-Ikegami

Gambar 11. Sudut antara orientasi jalan dengan arah gelombang

Gambar 12. Kasus NLOS pemodelan COST231-Walfisch-Ikegami

20

d. Pemodelan plane earth

21

Pemodelan ini merupakan salah satu pemodelan deterministik, propagasi

gelombang terdiri atas dua jalur propagasi yaitu : direct path (lintasan langsung)

dan pantulan dari permukaan bumi, seperti pada gambar 13.

Perhitungan matematis path loss :

Pemodelan ini tidak akurat jika diambil secara terpisah.

e. Pemodelan Ikegami

Pemodelan ini sepenuhnya deterministik untuk memprediksi field strength

pada titik-titik tertentu. Pemodelan ini menggunakan peta detail mengenai

bangunan tinggi, bentuk dan posisinya untuk menentukan jalur sinar. Hanya satu

releksi dari dinding yang dihitung, difraksi dihitung dengan menggunakan

aproksimasi tepi tunggal dan pantulan dari tembok diasumsikan bernilai konstan.

Gambar 13. Ilustrasi plane earth model

22

Dua sinar, sinar pantul dan difraksi dijumlahkan sehingga path loss :

Kelemahan pemodelan ini adalah cenderung meremehkan kerugian pada

jarak besar dan variasi frekuensi lebih diabaikan pada pengukuran.

2.2.2 Pemodelan Microcell path loss

a. Dual slope empirical model

Pemodelan ini lahir karena pemodelan path loss “simple power law” tidak

cukup akurat. Terdapat dua nilai eksponen path loss untuk menggambarkan

propagasi.

dengan :

L1 = nilai referensi path loss pada r =1 m

rb = jarak breakpoint

Gambar 14. Ilustrasi pemodelan Ikegami

23

n1 = eksponen path loss untuk r ≤ rb

n2 = eksponen path loss untuk r > rb

Untuk menghindari transisi yang tajam diantara dua kawasan, maka :

b. Pemodelan Two Ray

Pemodelan ini berlaku untuk komunikasi Line of sight, tidak ada halangan

diantara stasiun pemancar dan penerima. Pemodelan ini mengasumsikan dua

sinar, 1 sinar jalur langsung dan 1 sinar pantul yang dominan (biasanya dari

tanah).

Gambar 15. Dual slope emipirical models

Gambar 16. Two ray model

24

Perhitungan path loss adalah sebagai berikut :

Selain fenomena diatas, terdapat fenomena lain (pada gambar 17) dimana

sinar datang dari belakang mobile station secara LOS yang terdiri 2 sinar langsung

dan 2 sinar pantul, maka perhitungan path loss-nya :

L = 42.6 + 26 log (dKM) + 20 log (fMHz) for d > 20m

2.2.3 Pemodelan Picocell path loss

Pemodelan ini merupakan pemodelan perhitungan rugi-rugi lintasan untuk

propagasi di dalam ruangan, diasumsikan antena base station berada di dalam

ruangan. Pemodelan dalam ruangan ini memiliki perbedaan dengan pemodelan di

luar ruangan, perbedaan yang paling mendasar adalah lintasan yang lebih pendek,

penghalang dapat berubah sewaktu-waktu dan tidak pernah terjadi hujan.

Gambar 17. Extension of Two ray model

25

Pemodelan perhitungan rugi-rugi lintasan di dalam ruangan lebih rumit

daripada luar ruangan karena terdapat gangguan propagasi tambahan, antara lain:

1. Banyaknya pantulan dari tembok dan lantai serta benda lainnya

2. Terjadi difraksi dari berbagai objek

3. Perbedaan rugi-rugi transmisi untuk tiap material tembok, lantai dan

partisi

4. Terjadi fenomena waveguide effect pada titik tertentu dalam ruangan

5. Pengaruh manusia yang berpindah-pindah memberikan pengaruh

shadowing

Dari beberapa pengamatan diperoleh nilai-nilai path loss, sebagai berikut :

1. Ruangan yang luas (line of sight) kerugian sebesar 20log(d)

2. Koridor memiliki kerugian yang lebih kecil dari free space loss karena

ada efek pemandu gelombang (wave guiding effect), sebesar 18log (d)

3. Hambatan dan dinding partisi menyebabkan kerugian naik menjadi

40log(d)

Gambar 18. Antena base station di dalam ruangan

26

a. Pemodelan Motley-Keenan

Pemodelan ini menghitung path loss menggunakan free space loss dengan

tambahan faktor-faktor kerugian yang berkaitan dengan jumlah lantai dan dinding

yang berpotongan dengan garis lurus jarak ( r ) antar terminal.

dengan :

L1 = rugi-rugi referensi pada jarak 1m

nf = jumlah lantai sepanjang lintasan, αf = rugi-rugi tiap lantai

nw = jumlah tembok sepanjang lintasan, αw = rugi-rugi tiap tembok

Nilai-nilai rugi-rugi yang khas :

a. Tembok/lantai kayu memiliki rugi-rugi 4dB

b. Tembok beton dengan jendela non-metal memiliki rugi-rugi 7dB

c. Tembok beton tanpa jendela/Lantai beton memiliki rugi-rugi 10-20dB

b. Pemodelan ITU-R P.1238

Pemodelan ini merupakan metode perencanaan dalam ruangan untuk

sistem komunikasi radio dan jaringan area lokal radio pada frekuensi kisaran 900

MHz sampai 100 GHz.

27

dengan :

N = koefisien distance power loss

d = jarak pemisah (m) BS ke MS (dimana d > 1 m)

Lf= faktor floor penetration loss (dB)

n = jumlah lantai antara BS dan terminal portable (n ≥ 1)

c. Pemodelan COST 231 Line of sight

Pemodelan ini merupakan pemodelan untuk menghitung rugi-rugi

propagasi ke dalam ruangan melewati tembok.

dengan :

Tabel 2. Harga N

Tabel 3. Harga Lf(n)

28

LF = free space loss untuk total panjang lintasan (ri + re)

Le = path loss ketika melewati tembok luar saat normal incidence (θ = 0°)

Lg = path loss ketika melewati tembok luar saat grazing incidence (θ= 90°)

Nilai L1 dan L2 adalah sebagai berikut :

Nw = jumlah tembok yang dilintasi oleh ri

Li = loss tiap tembok internal

α = nilai atenuasi untuk unobstructed internal path

Gambar 19. Ilustrasi pemodelan COST 231LOS

Tabel 3. Parameter untuk pemodelan COST 231 LOS

29

3. APLIKASI PERHITUNGAN RUGI-RUGI LINTASAN

Terdapat beberapa aplikasi untuk memudahkan perhitungan path loss yang

terjadi, antara lain :

a. Microwave path calculator

Aplikasi diatas menggunakan pemodelan free-space loss. Untuk

membuktikan hasil perhitungannya benar, menggunakan rumus :

Lfs (dB) = 36,5 + 20 log 2500 + 20 log 1

Gambar 20. Microwave path calculator

30

Lfs (dB) = 36,5 + 67,9588 + 0

Lfs (dB) = 104, 4588 dB (terbukti)

b. Link Budget Calculator

Aplikasi diatas dibuat dengan microsoft excel, untuk menghitung rugi-rugi

propagasi dengan menggunakan pemodelan Hatta.

KESIMPULAN

1. Pemodelan rugi-rugi lintasan bertujuan untuk mengetahui nilai rugi-rugi yang

terjadi sepanjang lintasan sehingga dapat mengestimasi daya yang diperlukan

pada transmisi saat perancangan sistem seluler.

Gambar 21.Penghitung loss dengan pemodelan Hatta

31

2. Pemodelan rugi-rugi lintasan antara lain :

a. Pemodelan Okumura- Hatta

b. Pemodelan COST 231-Hatta

c. Pemodelan COST 231-Walfisch-Ikegami

d. Pemodelan Plane earth

e. Pemodelan Ikegami

f. Pemodelan Dual slope empirical model

g. Pemodelan Two-ray

h. Pemodelan Motley-Keenan

i. Pemodelan ITU-R P.1238

j. Pemodelan COST231 line-of-sight

3. Pemodelan rugi-rugi lintasan di dalam ruangan lebih rumit daripada rugi-rugi

lintasan di luar ruangan karena terdapat lebih banyak variabel yang harus

diperhitungkan.

DAFTAR PUSTAKA

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

Practice”, New York : Prentice Hall

2. Sylvain Ranvier, Helsinki University of Technology, “Path loss models”

32

3. M.A Ingram, presentasi “Path Loss”

4. Dr. Mike Willis, presentasi “Mobile System”

5. Breeze Wireless Communications Ltd, “Radio Signal Propagation”