Rugi-Rugi Propagasi

Perambatan gelombang radio di ruang bebas dari stasiun pemancar ke stasiunpenerima akan mengalami penyebaran energi di sepanjang lintasannya, yangmengakibatkan kehilangan energi yang disebut rugi (redaman) propagasi. Rugipropagasi adalah akumulasi dari redaman saluran transmisi, redaman ruangbebas(free space loss), redaman oleh gas (atmosfer), dan redaman hujan.

a. Redaman saluran transmisiRedaman saluran transmisi ditentukan oleh loss feeder dan branching. Redamanfeeder terjadi karena hilangnya daya sinyal sepanjang feeder, sehingga redamanfeeder identik dengan panjang dari feeder tersebut. Sedangkan redaman branchingterjadi pada percabangan antara perangkat transmisi radio Tx/Rx.

b. Redaman ruang bebas (free space loss)Redaman ruang bebas merupakan redaman sinyal yang terjadi akibat dari mediaudara yang dilalui oleh gelombang radio antara pemancar dan penerima.Perambatan gelombang radio di ruang bebas akan menghalangi penyebaran energidi sepanjang lintasannya sehingga terjadi kehilangan energi. Untuk mengetahuikondisi point to point dengan saluran transmisi, maka perhitungan redaman ruangbebasnya menggunakan rumus model propagasi umum (Free Space Loss) sebagaiberikut:

Dimana:f = frekuensi kerja (GHz)d = panjang lintasan propagasi (Km)

c. Redaman oleh gas (atmosfer)Pada prinsipnya gas-gas di atmosfer akan menyerap sebagian dari energigelombang radio, dimana pengaruhnya tergantung pada frekuensi gelombang,tekanan udara dan temperatur udara. Pengaruh redaman paling besar berasal daripenyerapan energi oleh O2 dan H2O, sedangkan pengaruh penyerapan gelombangradio oleh gas-gas seperti CO, NO, N2O, NO2, SO3, O3 dan gas lainnya dapatdiabaikan. Untuk sistem transmisi yang beroperasi pada frekuensi kerja di bawah10 GHz, redaman gas atmosfer dapat diabaikan karena kecil pengaruhnya, akantetapi untuk frekuensi di atas 10 GHz, redaman gas atmosfer perludiperhitungkan.

d. Redaman hujanTetes-tetes hujan menyebabkan penghamburan dan penyerapan energi gelombangradio yang akan menghasilkan redaman yang disebut redaman hujan. Besarnyaredaman tergantung pada besarnya curah hujan. Redaman hujan tidak dapatditentukan secara pasti tetapi ditentukan secara statistik. Untuk menentukanredaman yang diakibatkan oleh hujan pada suatu site dapat digunakan rumussebagai berikut:

- Redaman SpesifikRedaman spesifik didefinisikan sebagai besarnya redaman oleh hujan per satuanpanjang lintasan efektif (dB/Km), dan dirumuskan sebagai berikut:

Dimana:

Y = redaman hujan spesifik (dB/Km)R = banyaknya curah hujan untuk daerah tertentu (mm/jam)

- Redaman hujan efek tifBesarnya a dan b merupakan fungsi dari frekuensi, polarisasi dan suhu curahhujan. Redaman efektif Pada lintasan propagasi gelombang radio tidak selamanyaterjadi hujan, sehingga redaman hujan efektif dapat dihitung dengan rumussebagai berikut:

Dimana:A = redaman hujan efektif (dB)Leff = panjang lintasan efektif (km) = redaman hujan spesifik (dB/Km)

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. MEKANISME PERAMBATAN DASAR GELOMBANG1.1 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).

Gambar 1. Lintasan LOSLintasan 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 2. Lintasan LOS dibatasi kelengkungan bumi

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:

PL : rugi-rugi lintasan (dB) Pt : daya yang ditransmisikan (watt) Pr : daya yang diterima (watt) Gt : perolehan antena pemancar Gr : perolehan antena penerima : panjang gelombang radio (meter) d : jarak antara antena pemancar dan antena penerimadengan :

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. Jika kondisi ini tidak terpenuhi maka akan membuat kegagalan dalam komunikasi, terutama jika lebar-berkas (beamwidth) antena cukup kecil. 1.2 Lintasan PantulanMekanisme 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

Permukaan bumi dan lapisan ionosfer secara bersama-sama dapat membentuk pantulan gelombang yang berulang-ulang sehingga diperoleh jangkauan radio yang sangat jauh. 1.3 DifraksiDifraksi 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 HamburanHamburan 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). 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 PemudaranPada 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 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).

Gambar 4. Gelombang datang pada penerima dari berbagai lintasan

2. RUGI-RUGI LINTASAN PERAMBATAN GELOMBANGPerambatan gelombang radio dari stasiun pemancar ke stasiun penerima akan mengalami penyebaran energi di sepanjang lintasannya, yang mengakibatkan kehilangan energi yang disebut rugi (redaman) propagasi.

Gambar 5. Letak stasiun pemancar dan penerimaNilai 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 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 lintasanRugi-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.

Gambar 6. Ilustrasi path loss

Redaman saluran transmisi ditentukan olehloss feeder,branching dan transmit filter. Redamanfeederterjadi karena hilangnya daya sinyal sepanjangfeeder, sehingga redaman feeder identik dengan panjang dari feeder tersebut. Sedangkan redamanbranchingterjadi 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= ; dengan nilai Pti(EIRP) = dan Pri = . 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 bebasRedaman ruang bebas merupakan redaman sinyal yang terjadi akibat dari media udara yang dilalui oleh gelombang radio antara pemancar dan penerimaPerambatan gelombang radio di ruang bebas akan menghalangi penyebaran energidi sepanjang lintasannya sehingga terjadi kehilangan energi. Untuk mengetahui kondisipoint to pointdengan 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 olehO2danH2O, sedangkan pengaruh penyerapan gelombang radio oleh gas-gas sepertiCO, NO, N2O, NO2, SO3, O3dan 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 SpesifikRedaman spesifik didefinisikan sebagai besarnya redaman oleh hujan per satuan panjang lintasan efektif (dB/Km), dan dirumuskan sebagai berikut:

dimana:= 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.

b. Redaman EfektifPada 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)= redaman hujan spesifik (dB/Km)

2.2 Pemodelan rugi-rugi lintasanTerdapat 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.c. Deterministic models, merupakan pemodelan berdasarkan lokasi, memerlukan sejumlah besar informasi geometri tentang lokasi, memerlukan komputasi yang rumit dan akurat.

Tabel 1. Tipe-tipe selPembahasan mengenai pemodelan rugi-rugi lintasan akan terbagi sesuai tipe-tipe sel berikut ini :

2.2.1 Pemodelan Macrocell Path Lossa. Pemodelan Okumura-HataDalam 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 tahun 1968. Pemodelan ini membagi area prediksi menjadi 3, yaitu open area, suburban area dan urban area.

1. Open areaMerupakan area terbuka dimana proses transmisi sinyal dapat berlangsung tanpa halangan karena tidak ada pepohonan yang tinggi dan bangunan di sepanjang lintasan.2. Suburban area

Gambar 7. Area prediksi Okumura-Hata modelsDaerah pedesaan atau pinggiran kota, dengan beberapa rumah dan pohon yang menjadi penghalang komunikasi namun tidak terlalu padat.3. Urban areaDaerah 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 8. Ilustrasi Okumura-Hata models

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 bangunanc. 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. : free space wavelength [m]Okumura mengambil daerah urban (perkotaan) sebagai referensi dan memberlakukan faktor koreksi. Perhitungan nilai path loss adalah sebagai berikut:

b. Pemodelan COST 231-HattaPemodelan 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 MHz2. Tinggi Tx (hb): 30m 200m3. Tinggi Rx (hm): 1m 10m4. 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.

Gambar 9. Sebuah perangkat lunak analisis model 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 pinggiranb. Presisi terbaik pada frekuensi 900MHz di lingkungan perkotaanc. Dalam lingkungan pedesaan : standar deviasi meningkat hingga 15dB bahkan lebihSementara pengkuran di Brazil dilakukan pada frekuensi 800 / 900 MHz, hasilnya sebagai berikut :a. mean absolute error = 4,42 dB dalam lingkungan perkotaanb. standar deviasi eror = 2,63 dBHasil pengujian menunjukkan bahwa tingkat presisi pemodelan sangat bergantung pada struktur sebuah kota yang diuji.c. COST 231-Walfisch-IkegamiPemodelan 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 (). Hal itu menyebabkan peningkatan tingkat akurasi prediksi propagasi. Pembatasan dalam pemodelan :1. Frekuensi (f): 800 MHz 2000 MHz2. Tinggi Tx (hb): 4m 50m3. Tinggi Rx (hm): 1m 3m4. Jarak Tx Rx (r): 0.02km 5km

Gambar 10. Ilustrasi pemodelan COST 231-Ikegami

Gambar 11. Sudut antara orientasi jalan dengan arah gelombangPada pemodelan ini, perhitungan path loss dibagi menjadi dua yaitu : kasus LOS dan kasus NLOS. Perhitungan matematisnya sebagai berikut :a. LOS

b. NLOSPerhitungan 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 12. Kasus NLOS pemodelan COST231-Walfisch-Ikegami

d. Pemodelan plane earthPemodelan 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.

Gambar 13. Ilustrasi plane earth model

Perhitungan matematis path loss :

Pemodelan ini tidak akurat jika diambil secara terpisah.

e. Pemodelan IkegamiPemodelan 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 14. Ilustrasi pemodelan Ikegami

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 lossa. Dual slope empirical modelPemodelan 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 mrb = jarak breakpoint n1 = eksponen path loss untuk r rbn2 = eksponen path loss untuk r > rbUntuk menghindari transisi yang tajam diantara dua kawasan, maka :

Gambar 15. Dual slope emipirical models

b. Pemodelan Two RayPemodelan 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 16. Two ray modelPerhitungan 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

Gambar 17. Extension of Two ray model2.2.3 Pemodelan Picocell path lossPemodelan 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 18. Antena base station di dalam ruanganPemodelan 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 lainnya2. Terjadi difraksi dari berbagai objek3. Perbedaan rugi-rugi transmisi untuk tiap material tembok, lantai dan partisi4. Terjadi fenomena waveguide effect pada titik tertentu dalam ruangan5. 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)a. Pemodelan Motley-KeenanPemodelan 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 1mnf = jumlah lantai sepanjang lintasan, f = rugi-rugi tiap lantainw = jumlah tembok sepanjang lintasan, w = rugi-rugi tiap tembokNilai-nilai rugi-rugi yang khas :a. Tembok/lantai kayu memiliki rugi-rugi 4dBb. Tembok beton dengan jendela non-metal memiliki rugi-rugi 7dBc. Tembok beton tanpa jendela/Lantai beton memiliki rugi-rugi 10-20dBb. 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.

dengan :N = koefisien distance power loss d = jarak pemisah (m) BS ke MS (dimana d > 1 m)Lf= faktor floor penetration loss (dB)

Tabel 2. Harga Nn = jumlah lantai antara BS dan terminal portable (n 1)

Tabel 3. Harga Lf(n)

c. Pemodelan COST 231 Line of sightPemodelan ini merupakan pemodelan untuk menghitung rugi-rugi propagasi ke dalam ruangan melewati tembok.

dengan :LF = free space loss untuk total panjang lintasan (ri + re)Le = path loss ketika melewati tembok luar saat normal incidence ( = 0)Lg = path loss ketika melewati tembok luar saat grazing incidence (= 90)Nilai L1 dan L2 adalah sebagai berikut :

Nw = jumlah tembok yang dilintasi oleh riLi = loss tiap tembok internal = nilai atenuasi untuk unobstructed internal path

Gambar 19. Ilustrasi pemodelan COST 231LOS

Tabel 3. Parameter untuk pemodelan COST 231 LOS

3. APLIKASI PERHITUNGAN RUGI-RUGI LINTASANTerdapat beberapa aplikasi untuk memudahkan perhitungan path loss yang terjadi, antara lain :a. Microwave path calculator

Gambar 20. Microwave path calculatorAplikasi diatas menggunakan pemodelan free-space loss. Untuk membuktikan hasil perhitungannya benar, menggunakan rumus :

Lfs (dB) = 36,5 + 20 log 2500 + 20 log 1Lfs (dB) = 36,5 + 67,9588 + 0Lfs (dB) = 104, 4588 dB (terbukti)b. Link Budget Calculator

Gambar 21.Penghitung loss dengan pemodelan Hatta

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.2. Pemodelan rugi-rugi lintasan antara lain :a. Pemodelan Okumura- Hattab. Pemodelan COST 231-Hattac. Pemodelan COST 231-Walfisch-Ikegamid. Pemodelan Plane earth e. Pemodelan Ikegamif. Pemodelan Dual slope empirical modelg. Pemodelan Two-ray h. Pemodelan Motley-Keenani. Pemodelan ITU-R P.1238j. Pemodelan COST231 line-of-sight3. Pemodelan rugi-rugi lintasan di dalam ruangan lebih rumit daripada rugi-rugi lintasan di luar ruangan karena terdapat lebih banyak variabel yang harus diperhitungkan.