TUGAS PERANCANGAN SISKOMSEL

TUGAS PERANCANGAN

JARINGAN 3G W-CDMA DI KABUPATEN KLATEN

SISTEM KOMUNIKASI SELULAR

OLEH :

EKA SETIA NUGRAHA

111088022

FAKULTAS ELEKTRO DAN KOMUNIKASIINSTITUT TEKNOLOGI TELKOM

BANDUNG

2009

Mal, Office Centre, Town Square

Area Industri (pabrik –pabrik) AREA II

Area Industri (pabrik –pabrik) AREA I

Perumahan, Sekolah, dll, AREA I

Open area: Persawahan, pepohonan, jogging track, AREAI

Open area: Persawahan, pepohonan, jogging track, Jalan Arteri ke/dari luar kota, dll AREA II

Open area: Persawahan, pepohonan, jogging track, AREA IV

Perumahan, Sekolah, dll, AREA II

Open area: Persawahan, pepohonan, jogging track, Jalan Arteri ke/dari luar kota, dllAREA III AREA II

Data-Data Perancangan dan Asumsi-Asumsi

Data populasi tahun pertama

Populasi total : 1.227.290 jiwa

usia % populasiJumlah Populasi

(jiwa)

Income per kapita > Rp. 50

juta per tahun:

0 – 14 th 14,5 % 177957 30 %

15 – 55 th 69 % 846830 65 %

55 keatas 16,5 % 20000 35 %

Data Topografi daerah

total area : 665,56 km2

asumsi : area industri :10% total area =66,56 km2

perumahan, sekolah, dll : 25 % total area = 166,4 km2

open area : 62 % total area = 412,6 km2

Mal, office, town square : 8% total area = 53,2 km2

: 100 %

Jenis layanan

Jenis layanan bitrate uplink dan bitrate downlink

Suara 12.2 Kbps

Data 144 Kbps

Jaringan

Menggunakan jaringan generasi ketiga (3G) WCDMA

Trafik Forecasting

I. jumlah penduduk

Peramalan jumlah penduduk untuk masa depan merupakan faktor yang sangat penting

dalam perancanaan suatu jaringan. Jumlah penduduk sangat mempengaruhi kebutuhan trafik

yang harus disediakan.

Kebutuhan trafik tergantung pada jumlah pelanggan. Karena jumlah pelanggan

meningkat sesuai laju pertumbuhan penduduk, maka jumlah pelanggan akan meningkat tiap

tahunnya, sehingga trafik pun mengingkat.

Asumsi laju pertumbuhan penduduk adalah tetap yaitu 20 %, maka dari data tabel

penduduk dapat diramalkan jumlah penduduk untuk tahun-tahun berikutnya.

Populasi( tahuni)=populasi ( tahuni−1 )+0 .3∗populasi( tahuni−1)

Asumsi persentase populasi untuk tiap-tiap golongan usia adalah sama untuk tiap

tahunnya, usia 0-14 th adalah tetap 14,5 % dari total populasi, usia 15-55 adalah tetap 69 %,

dan sisanya usia 55 th keatas adalah tetap 16,5 %.

Tahun Total

Usia 0-14 th

Usia 15-55 th

Usia 55 th keatas

14,50% 69% 16,50%

2009 1.227.290 177.957 846.830 202.503

2010 1.411.384 204.651 973.855 232.878

2011 1.623.091 235.348 1.119.933 267.810

2012 1.866.555 270.650 1.287.923 307.982

2013 2.146.538 311.248 1.481.111 354.179

II. jumlah pelanggan

Persentase jumlah pelanggan untuk tiap golongan usia meningkat tiap tahunnya

dihitung dari populasi golongan usia masing-masing (target/asumsi).

Usia 0-14 tahun

tahuntotal

populasiUsia 0-14 th

Jumlah pelanggan

(%)

Jumlah pelanggan

(jiwa)

2009 1227290 177957 2% 3559

2010 1411384 204651 4% 8186

2011 1623091 235348 4% 9414

2012 1866555 270650 6% 16239

2013 2146538 311248 7% 21787

Usia 15-55 tahun

tahuntotal

populasiUsia 15-55 th

Jumlah pelanggan

(%)

Jumlah pelanggan

(jiwa)

2009 1227290 846830 10% 848683

2010 1411384 973855 15% 146078

2011 1623091 1119933 20% 223987

2012 1866555 1287923 26% 334860

2013 2146538 1481111 30% 444333

Usia 55 tahun keatas

tahuntotal

populasi

Usia 55 th

keatas

Jumlah pelanggan

(%)

Jumlah pelanggan

(jiwa)

2009 1227290 202503 3% 94317

2010 1411384 232878 5% 165908

2011 1623091 267810 9% 257503

2012 1866555 307982 11% 384977

2013 2146538 354179 14% 515706

Peningkatan jumlah pelanggan WCDMA

tahuntotal

populasi

Jumlah pelanggan

(jiwa)

Jumlah pelanggan

(%)

2009 1227290 94317 7,685

2010 1411384 165908 11,755

2011 1623091 257503 15,865

2012 1866555 384977 20,625

2013 2146538 515706 24,025

III.Penentuan Daerah/Area

Area terbagi menjadi tujuh, sesuai dengan data topografinya, yaitu :

1. Area industri I : pabrik-pabrik.

2. Area industri II : pabrik-pabrik.

3. Open area I : Persawahan, pepohonan, jogging track

4. Open area II : Persawahan, pepohonan, jogging track

5. Open area III : Persawahan, pepohonan, jogging track

6. Open area IV : Persawahan, pepohonan, jogging track

7. Area pemukiman I : Perumahan, Sekolah, dll.

8. Area pemukiman II : Perumahan, Sekolah, dll.

9. Area pusat : Mal, Office Centre, Town Square

Area-area diatas digolongkan menjadi daerah-daerah yang spesifik lagi sesuai dengan

karakteristik user/pelanggan, yaitu :

Daerah Building yang dikarakteristikkan dengan kondisi pelanggan yang

diam/duduk/berada dalam ruangan. Merupakan daerah yang terdiri dari gedung

bertingkat yang meliputi daerah pemerintahan, perkantoran, dan bisnis dengan

ketinggian bangunan di atas empat lantai.

Daerah Pedestrian yang dikarakteristikkan dengan kondisi pelanggan yang memiliki

mobilitas yang rendah (berjalan kaki atau terjebak dalam kemacetan). Terdiri dari

daerah perumahan, perbelanjaan, daerah di sekitar perkantoran dan bisnis, dan rumah.

Daerah Vehicular yang dikarakteristikkan dengan kondisi pelanggan yang memiliki

mobilitas yang tinggi (di jalan tol atau yang tidak terjebak dalam kemacetan).

Merupakan jalur lalu lintas dengan trafik rendah dan sedang, daerah dengan kontur

sedikit berbukit, dan daerah pinggiran kota.

Penentuan daerah :

1. Area pemukiman (Perumahan, Sekolah, dll) dan Area industri (pabrik-pabrik)

digolongkan kedalam daerah Building

2. Area pusat (Mal, Office Centre, Town Square) digolongkan kedalam daerah

Pedestrian.

3. Open area I (jalan tol, daerah pinggiran kota, pesawahan, pepohonan, jogging track)

digolongkan dengan daerah vehicular

Perancangan dengan ini menggunakan beberapa asumsi:

1. Pengguna handset 3G W-CDMA adalah usia 14 – 55 Tahun.

2. Distribusi market pada daerah perencanaan sebagai berikut:

Urban : 35 %

Sub Urban I : 10%

Sub Urban II : 10%

Sub Urban III : 9 %

Sub Urban IV : 9 %

Rural I : 9 %

Rural II : 8%

Rural III : 5%

Rural IV : 5%

3. Persentase pengguna layanan suara dan data

Layanan suara 70 %

Layanan data 30%

4. Factor pertumbuhan pelanggan adalah 0,2

Metode Perhitungan Trafik

Memprediksikan jumlah trafik merupakan hal yang sangat penting dalam perencanaan

jaringan 3G WCDMA. Dengan mengetahui berapa trafiknya maka dapat direncanakan berapa

kapasitas maksimum jaringan yang akan dibangun

Dalam memperhitungkan trafik dapat menggunakan Offered Bit Quantity (OBQ). Hal

ini dikarenakan layanan WCDMA berhubungan dengan data dan tidak terbatas hanya pada

layanan suara saja. Oleh sebab itu tidak digunakan satuan erlang.

Estimasi kebutuhan trafik

Jenis layanan yang diberikan pada jaringan 3G ini adalah layanan suara dengan

kecepatan 12.2 Kbps dan data dengan kecepatan maksimum 144 Kbps.

Bitrate user tiap layanan

Jenis layanan bitrate uplink dan bitrate downlink

Suara 12.2 Kbps

Data 144 Kbps

Pada layanan 3G ini 70 % trafik berasal dari trafik suara, dan sisanya 30 % adalah

trafik data.

Persentase trafik tiap daerah

Jenis layanan building pedestrian Vehicular

Suara 70 % 70 % 70 %

Data 30 % 30 % 30 %

Asumsi untuk nilai BHCA (Busy Hour Call Attempt)


Suara 0.9 0.8 0.4

Data 0.2 0.2 0.2

Asumsi untuk lama panggilan efektif untuk tiap layanan (Call Duration [Sec])


Suara 60 60 60

Data 200 200 200

IV. Perhitungan Offered Bit Quantity (OBQ) tiap daerah dengan asumsi kasus tiap

daerah memiliki cirri seperti salah satu daerah berikut.

1. Daerah Building (URBAN)

Dari tabel peramalan jumlah calon pelanggan WCDMA, dapat diketahui bahwa

jumlah pelanggan layanan WCDMA sampai dengan tahun 2013 diperkirakan sebesar

515.706 pelanggan

Dari bagian sebelumnya telah diketahui bahwa :

∑User = 515.706 x 35 % = 181.497 pelanggan

Luasbuilding = 57,79 km2

Kepadatan User/km2 = 181.497 user / 57,79 km2 = 3.141 user/km2

∑OBQ Layanan = σ x p x d x BHCA x BW (bps/km2)

Dimana :

σ : kepadatan pelanggan potensial dalam suatu daerah [user/km2]

p : penetrasi pengguna tiap layanan

d : lama panggilan efektif [s]

BHCA : Busy Hour Call Attempt [call/s]

BW : bandwidth tiap layanan [Kbps]

Hasil perhitungan OBQ daerah Building

Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 20.347 0.70 60 0,9 12,2 1448503,56

Data 20.347 0.30 200 0.2 144 5427648

∑OBQbuilding total = 6876152Kbit/hour/km2

= 1910,042 Kbps/km2

Jumlah sel yang dibutuhkan di daerah building untuk satu frekuensi carrier adalah :

Luas cakupan satu sel = Kapasitas informasi tiap sel

Offerred Bit Quantity (OBQ)

= 2000 Kbps/sel

1910,042 Kbps/km2

= 1,047097 km2/sel

ΣSelbuilding = Luas Area Building

Luas cakupan satu sel

= = 55 sel

2. Daerah Pedestrian (Sub Urban)I


∑User = 515.706 x 10 % =51.571 pelanggan

Luaspedestrian = 36,37 km2


Hasil perhitungan OBQ daerah Pedestrian

Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 1.418 0.70 60 0,8 12,2 653924,88

Data 1.418 0.30 200 0.2 144 2450304

∑OBQbuilding total = 3104229 Kbit/hour/km2

= 862,2858 Kbps/km2

Jumlah sel yang dibutuhkan di daerah pedestrian untuk satu frekuensi carrier adalah :

Luas cakupan satu sel =

Kapasitas informasi tiap sel


= 2000 Kbps/sel

862,2858 Kbps/km2

= 2,319417km2/sel

57,79 km2

1,047097 km2

ΣSelpedestrian = Luas Area PedestrianLuas cakupan satu sel

=36,37,79 km22,319417 km2

= 15,68067

3. Daerah Pedestrian (Sub Urban)II


∑User = 515.706 x 10 % =51.571 pelanggan


Kepadatan User/km2 = 51.571 user / 98,8 km2 = 522 user/km2


Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 522 0.70 60 0,8 12,2 240725,52

Data 522 0.30 200 0.2 144 902016


= 317,4282 Kbps/km2





= 2000 Kbps/sel

317,4282 Kbps/km2

= 6,300637 km2/sel

=98,8 km2

6,300637 km2 = 15,68095


4. (Sub Urban)III


∑User = 515.706 x 9 %= 46.413 pelanggan

Luasvehicular = 22,54 km2



Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 2.054 0.70 60 0,4 12,2 947222,64

Data 2.054 0.30 156 0.2 144 3549312

∑OBQbuilding total = 4496535Kbit/hour/km2

= 1249,037Kbps/km2





= 2000 Kbps/sel

1249,037 Kbps/km2

= 1,601233km2/sel

=22,54 km2

1,60123 km2 = 14,07665


5. Daerah Pedestrian (Sub Urban)IV


∑User = 515.706 x 10 % =46.414 pelanggan


Kepadatan User/km2 = 51.571 user / 50,06 km2 = 927,16 user/km2


Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 927,16 0.70 60 0,8 12,2 427569,1056

Data 927,16 0.30 200 0.2 144 1602132,48


= 563,806 Kbps/km2





= 2000 Kbps/sel

563,806 Kbps/km2

= 3,547319 km2/sel

=50,06 km2

3,547319 km2 = 14,11206

6. Daerah Vehicular ( RURAL) I


∑User = 515.706 x 10 % =46.414 pelanggan




Hasil perhitungan OBQ daerah Vehicular

Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 606,24 0.70 60 0,8 12,2 279573,6384

Data 606,24 0.30 200 0.2 144 1047582,72


= 368,6545Kbps/km2





= 2000 Kbps/sel

368,6545 Kbps/km2

= 5,425133km2/sel

=76,56 km2

5,425133 km2 = 14,1121

7. Daerah Vehicular ( RURAL) II


∑User = 515.706 x 9 % =41.256 pelanggan



ΣselVehicular = Luas Area Vehicular



Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 649,94 0.70 60 0,8 12,2 299726,3304

Data 649,94 0.30 200 0.2 144 1123096,32


= 395,2285Kbps/km2





= 2000 Kbps/sel

395,2285 Kbps/km2

= 5,060364km2/sel

=63,48 km2

5,060364 km 2 = 12,54455

8. Daerah Vehicular ( RURAL) III


∑User = 515.706 x 5 % =25.785 pelanggan




Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 509,98 0.70 60 0,8 12,2 235182,3768

Data 509,98 0.30 200 0.2 144 881245,44

ΣSelVehicular = Luas Area Vehicular



= 310,1188Kbps/km2





= 2000 Kbps/sel

310,1188Kbps/km2

= 6,449141km2/sel

=50,56 km2

6,449141 km2 = 7,839804

9. Daerah Vehicular ( RURAL) IV


∑User = 515.706 x 5 % =25.785 pelanggan


Kepadatan User/km2 = 25.785 user / 55,66km2 = 464 user/km2


Service

Type

User/km2 Penetrasi

Layanan

Lama Pang

Efektif (s)

BHCA BW Lay.

(Kbps)∑OBQ

layanan

Voice 464 0.70 60 0,8 12,2 213978,24

Data 464 0.30 200 0.2 144 801792


= 282,1584 Kbps/km2


Luas cakupan satu sel Kapasitas informasi tiap sel



= Offerred Bit Quantity (OBQ)

= 2000 Kbps/sel

282,1584 Kbps/km2

= 7,83836km2/sel

=55,66 km2

7,83836 km2 = 7,8383

VII.Perhitungan Link Budget

Pada perencanaan jaringan WCDMA ini, parameter link budget yang akan dianalisis

path loss maksimum dan rekonfigurasi jaringan apabila diperlukan. Langkah ini diambil

karena untuk parameter link budget yang lain (daya pancar, gain, fading margin, dan lain

sebagainya baik dari sisi MS maupun BTS) akan disesuaikan dengan standar seperti yang

terdapat pada tabel reverse dan forward link budget. Hasil estimasi path loss maksimum

akan dibandingkan dengan path loss maksimum yang diijinkan yang terdapat pada tabel.

1. Reverse Link Budget

Data teknis yang digunakan dalam perhitungan reverse link budget (uplink) pada

layanan WCDMA ditunjukkan pada tabel di bawah ini :

Referensi link budget dengan AMR

layanan voice 12,2 Kbps, 120 km/jam, user di dalam kendaraan dengan soft handover.

Transmitter (Mobile Station)

a

b

c

d

Maximum mobile Tx power (dBm)

Mobile antenna gain (dBi)

Body / orientation loss (dB)

EIRP

21

0

3

18 d = a + b - c

Receiver (Base Station)

e

f

g

h

i

j

k

l

m

Thermal noise density (dBm/Hz)

BS receiver noise figure (dB)

Receiver noise density (dBm/Hz)

Receiver noise power (dBm)

Interference margin (50 % loading) (dB)

Receiver interference power (dBm)

Total effective noise + interference (dBm)

Processing gain (dB)

Required Eb/No (dB)

-174

5

-169

-103.2

3

-103.2

-100.2

25

5

g = e + f

h = g + 10log(3840000)

j = 10 log[10(h+i)/10 - 10(h/10)]

k = 10 log[10(h/10) + 10(j/10)]

l = 10 log[3840/12.2]



n

o

p

q

r

s

t

u

v

Receiver sensitivity (dBm)

BS antenna gain (dBi)

BS cable/connection losses (dB)

Fast fading margin (dB)

Max. path loss (dB)

Coverage probability

Standard deviation for log normal fading (dB)

Propagation model exponent

Log normal fading margin (dB)

Soft handoff gain (dB), multi-cell

Penetration loss in car (dB)

Allowable propagation loss for cell range (dB)

-120.2

18

2

0

154.2

95

7

3.52

7.3

3

8

141.9

n = m – l + k

r = d – n + o – p - q

v = r – s + t - u

Referensi link budget

untuk layanan data real time 144 Kbps (3km/jam, indoor user)


a

b

c

d




EIRP

24

2

0

26 d = a + b - c


e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u









Required Eb/No (dB)





Max. path loss (dB)






Indoor penetration loss (dB)

-174

5

-169

-103.2

3

-103.2

-100.2

14.3

1.5

-113.0

18

2

4

151

80

12

3.52

4.2

2

15

g = e + f

h = g + 10 log(3840000)

j = 10 log[10(h+i)/10 - 10(h/10)]

k = 10 log[10(h/10) + 10(j/10)]

l = 10 log[3840/144]

n = m – l + k

r = d – n + o – p - q

v Allowable propagation loss for cell range (dB) 133.8 v = r – s + t - u

Referensi link budget

untuk layanan data non real time 384 Kbps (3 km/jam, outdoor user)


a

b

c

d




EIRP

24

2

0

26 d = a + b - c


e

f

g

h

i

j

k

l

m

n

o

p

q

r

s

t

u

v









Required Eb/No (dB)





Max. path loss (dB)






Penetration loss in car (dB)

Allowable path loss for cell range (dB)

-174

5

-169

-103.2

3

-103.2

-100.2

10

1

-109.2

18

2

4

147.2

95

7

3.52

7.3

0

0

139.9

g = e + f

h = g + 10 log(3840000)

j = 10 log[10(h+i)/10 - 10(h/10)]

k = 10 log[10(h/10) + 10(j/10)]

l = 10 log[3840/384]

n = m – l + k

r = d – n + o – p - q

v = r – s + t - u

Berdasarkan pada tabel di atas, diketahui bahwa :

Allowable path loss untuk layanan voice 12,2 Kbps adalah sebesar 141,9 dB

Allowable path loss untuk layanan data 144 Kbps adalah sebesar 133,8 dB

Untuk menghitung path loss maksimum, maka untuk daerah Building akan digunakan

model propagasi Cost 231 Walfisch-Ikegami, untuk daerah pedestrian akan digunakan

model propagasi Cost 231-Hata, untuk daerah Vehicular akan digunakan model propagasi

IMT-2000 (FPLMTS) dan frekuensi pembawa yang akan digunakan pada arah reverse

adalah 1922,5 Mhz untuk frekuensi pembawa yang pertama pada mode FDD.

1. Daerah Building (DAERAH URBAN)

Perhitungan path loss maksimum pada daerah ini akan menggunakan model Cost 231

Walfisch-Ikegami [3] dengan parameter :

Frekuensi carrier, f = 1922,5 Mhz

Radius sel, d = 0,58km

Tinggi mobile unit, hm = 1,5 m

Tinggi antena BTS, hb = 40 m

Tinggi atap gedung, hr = ( tinggi satu lantai x jumlah lantai) + tinggi atap

= 3 x 7 + 3

= 24 m

Jarak antar gedung, b = 50 m

Lebar jalan, w = 25 m

Incident angle relative to the street, Ø = 90o

Δhm = hr – hm = 24 – 1,5 = 22,5 m

Δhb = hb - hr = 40 – 24 = 16 m

Lo = 4 – 0,114 (Ø – 55o) (dB) untuk : 55o≤Ø ≤90o. Sehingga Lo = 0,01 dB

Lbsh = - 18 log (1 + Δhb) , untuk hb > hr. Sehingga Lbsh = - 22,14 dB

Ka = 54 untuk hb > hr

Kd = 18 – [(15 Δhb)/ Δhm] , untuk hb ≥ hr . Sehingga Kd = 7,33

Kf = -4 + 0,7 [(f/925) -1], untuk kota menengah dengan kerapatan pohon sedang.

Sehingga Kf = - 3,24

Persamaan model Cost 231 Walfisch-Ikegami :

LCWI = Lbuilding = Lfs + Lrts + Lms (dB)

Dimana :

Lfs = Free space loss

Lrts = Rooftop to street diffraction and scatter loss

Lms = Multiscreen (multiscatter) loss

Untuk Free space loss (Lfs) :

Lfs = 32,4 + 20 log d (km) + 20 log f (Mhz)

= 32,4 + 20 log 0,58+ 20 log 1922,5

= 93,347 dB

Untuk Rooftop to street diffraction and scatter loss (Lrts) :

Lrts = - 16,9 – 10log w + 10log f + 20log Δhm + Lo (dB)

= - 16,9 – 10log 25 + 10log 1922,5 + 20log 22,5 + 0,01

= 29,01 dB

Untuk Multiscreen (multiscatter) loss (Lms):

Lms = Lbsh + ka + kd log d + kf log f – 9 log b(dB)

= - 22,14 + 54 + 7,33 log 0,58 – 3,24 log 1922,5 – 9 log 50

= 4,2 dB

Sehingga total path loss pada daerah Building (Lbuilding total):

Lbuilding total = Lfs + Lrts + Lms (dB)

= 126,65 dB

2. Daerah Pedestrian ( Sub Urban I,II,III,IV )

Perhitungan path loss maksimum pada daerah ini akan menggunakan model Cost 231-

Hata dengan persamaan [23]:

LCHpedestr = 46,3 + 33,9log f – 13,82log hb + ( 44,9 – 6,55log hb ) log d + c

Dari perhitungan sebelumnya telah diketahui bahwa :


Asumsi tinggi antenaBTS, hb = 40 m

Radius sel, d = 1,05 km

Parameter c untuk daerah pedestrian, c = -15

Sehingga total path loss untuk daerah pedestrian adalah :

LCH = 46,3 + 33,9log f – 13,82log hb + ( 44,9 – 6,55log hb ) log d + c (dB)

= 46,3 + 33,9log 1922,5 – 13,82log 40 + (44,9 – 6,55log 40 ) log 1,05 + (-15)

= 120,91 dB

3. Daerah Vehicular (RURAL I,II,III,IV)

Perhitungan path loss maksimum pada daerah ini akan menggunakan model IMT-

2000 (FPLMTS) dengan persamaan [3] :

Lv = 40 (1 – 0,04 Δhb ) log d – 18 log Δhb + 21 log f + 80 (dB)

Dimana :



Δhb adalah ketinggian antenna BTS yang diukur dari tinggi atap atau puncak obstacle

rata-rata. Asumsi hr = 24

Sehingga Δhb = hb - hr = 40 – 24 = 16 m

Sehingga total path loss untuk daerah vehicular adalah :


= 40 (1 – 0,04 . 16 ) log 1,4 – 18 log 16 + 21 log 1922,5 + 80

= 129,394 dB

Dari perhitungan total path loss untuk daerah building, pedestrian, dan vehicular di atas

terlihat bahwa path loss yang terjadi pada pelanggan di ujung site pada masing-masing

daerah memiliki harga yang lebih kecil dari path loss maksimum yang diperbolehkan

menurut standar WCDMA [7].

2. Forward Link Budget

Data teknis yang digunakan dalam perhitungan forward link budget (downlink) pada

layanan WCDMA [23] ditunjukkan pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.15 Data teknis forward link budget

Transmitter (Base Station)

Base station antenna gain

Base station feeder and connector

loss

18 dBi

2 dB

Receiver (Mobile)

Effective receiver sensitivity

Body loss

Mobile Antenna Gain

-124.2 dBm

3 dB

0 dBi

Total noise + interference – processing gain +

Eb/No

Dari tabel di atas :

Sensitifitas penerima (MS) yang akan digunakan, S = - 124,2 dBm

RSL diambil = - 120 dBm sehingga terdapat selisih = -4,2 dBm yang digunakan

sebagai margin.

Gain penerima (MS), Gr = 0 dB

Rugi-rugi pada penerima, Lfr = 3 dB

Rugi-rugi pada pengirim, Lft = 2 dB

GantBTS = 18 dBi

Frekuensi carrier, f = 2112,5 Mhz (frekuensi DL pertama pada mode FDD)

Tinggi mobile unit, hm = 1,5 m

Tinggi antena BTS, hb = 40 m

1. Daerah Building ( URBAN)

Perhitungan path loss maksimum pada daerah ini akan menggunakan model Cost

231 Walfisch-Ikegami [3] dengan parameter :


Tinggi atap gedung, hr = ( tinggi satu lantai x jumlah lantai) + tinggi atap

= 3 x 7 + 3 = 24 m

Jarak antar gedung, b = 50 m

Lebar jalan, w = 25 m

Incident angle relative to the street, Ø = 90o

Δhm = hr – hm = 24 – 1,5 = 22,5 m

Δhb = hb - hr = 40 – 24 = 16 m

Lo = 4 – 0,114 (Ø – 55o) (dB) untuk : 55o≤Ø ≤90o. Sehingga Lo = 0,01 dB

Lbsh = - 18 log (1 + Δhb) , untuk hb > hr. Sehingga Lbsh = - 22,14 dB

Ka = 54 untuk hb > hr

Kd = 18 – [(15 Δhb)/ Δhm] , untuk hb ≥ hr . Sehingga Kd = 7,33

Kf = -4 + 0,7 [(f/925) -1], untuk kota menengah dengan kerapatan pohon sedang.

Sehingga Kf = - 3,1

Persamaan model Cost 231 Walfisch-Ikegami :

LCWI = Lbuilding = Lfs + Lrts + Lms (dB)

Dimana :

Lfs = Free space loss

Lrts = Rooftop to street diffraction and scatter loss

Lms = Multiscreen (multiscatter) loss

Untuk Free space loss (Lfs) :

Lfs = 32,4 + 20 log d (km) + 20 log f (Mhz)

= 32,4 + 20 log 0,58 + 20 log 2112,5

= 94,17 dB

Untuk Rooftop to street diffraction and scatter loss (Lrts) :

Lrts = - 16,9 – 10log w + 10log f + 20log Δhm + Lo (dB)

= - 16,9 – 10log 25 + 10log 2112,5 + 20log 22,5 + 0,01

= 29,42 dB

Untuk Multiscreen (multiscatter) loss (Lms):

Lms = Lbsh + ka + kd log d + kf log f – 9 log b(dB)

= - 22,14 + 54 + 7,33 log 0,58 – 3,1 log 2112,5 – 9 log 50

= 4, 53 dB

Sehingga total path loss pada daerah Building (Lbuilding total):

Lbuilding total = Lfs + Lrts + Lms (dB)

= 94,17 + 29,42 + 4, 53

= 128,12 dB

Sehingga dapat diperoleh :

EIRP = RSL + Lp – Gr + Lfr

= - 120 + 128,12 – 0 + 3

= 11,12 dBm

PTXBTS = EIRP – Gant + Lft

= 11,12 – 18 + 2

= - 4,88 dBm = 0,325 mWatt

2. Daerah Pedestrian ( SUB - URBAN I,II,III,IV)

Perhitungan path loss maksimum pada daerah ini akan menggunakan model Cost

231-Hata dengan persamaan [23]:

LCHpedestr = 46,3 + 33,9log f – 13,82log hb + ( 44,9 – 6,55log hb ) log d + c

Dari perhitungan sebelumnya telah diketahui bahwa :


Parameter c untuk daerah pedestrian, c = -15

Sehingga total path loss untuk daerah pedestrian adalah :

LCH = 46,3 + 33,9log f – 13,82log hb + ( 44,9 – 6,55log hb ) log d + c (dB)

= 46,3 + 33,9log 2112,5 – 13,82log 40 + (44,9 – 6,55log 40 ) log 1,05 + (-15)

= 122,59 dB



= - 120 + 122,59 – 0 + 3

= 5,59 dBm


= 5,59 – 18 + 2

= - 10,41 dBm = 0,09 mWatt

3. Daerah Vehicular (RURAL I,II,III,IV)

Perhitungan path loss maksimum pada daerah ini akan menggunakan model IMT-

2000 (FPLMTS) dengan persamaan [3] :


Dimana :


Δhb adalah ketinggian antenna BTS yang diukur dari tinggi atap atau

puncak obstacle rata-rata. Asumsi hr = 24

Sehingga Δhb = hb - hr = 40 – 24 = 16 m

Sehingga total path loss untuk daerah vehicular adalah :


= 40 (1 – 0,04 . 16 ) log 1,4 – 18 log 16 + 21 log 2112,5 + 80

= 130,25 dB



= - 120 + 130,25 – 0 + 3

= 13,2 dBm


= 13,2 – 18 + 2

= -2,75 dBm =0,5 mWatt

Apabila diinginkan untuk sinyal suara dengan BER = 10-4, dengan modulasi

QPSK, maka diperoleh Eb/No sekitar 7 dB.Kemudian akan dibandingkan dengan

nilai Eb/No pada MS dimana :

Noise Figure MS = 5 dB

Bit Rate WCDMA = 2 Mbps

PRX masing-masing daerah = PTX – Lp = - 133,25 dBm

Sehingga dapat dihitung nilai Eb/No untuk layanan suara dengan persamaan

Eb/No = PRX – 10log BR – ( - 204 dBw + NF )

= - 133,25 – 10log (2.106) – ( - 204 + 5 )

= 3,23

Dari perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa Eb/No yang diperoleh user berada di

bawah nilai Eb/No minimum untuk layanan suara yaitu 7 dB. Namun hal ini akan diatasi

oleh mekanisme fast loop power control yang memiliki dynamic range sekitar 2 dB [3]

dan adanya fast fading margin sebesar 4 dB. Sehingga dengan adanya hal tersebut, maka

nilai Eb/No yang diperoleh user akan melebihi nilai Eb/No minimum untuk layanan suara.

VIII. Tabel Hasil Perencanaan

Prediksi jumlah pelanggan layanan WCDMA sampai dengan tahun 2013 adalah

515.706 pelanggan.

Tabel hasil perencanaan jaringan 3G WCDMA

Variabel Building Pedestrian Vehicular

I II III IV I II III IV

Luas daerah( km2) 57,79 36,37 98,8 22,54 50,06 76,56 63,48 50,56 55,56

Kepadatan pelanggan

user/km2

3141 1418 522 2054 927 606 649 509 464

OBQ(Kbps/km2) 1910 862 317,43 1249 563,8 368,7 395,2 310,1 282,2

Luas sel(km2) 1,047 2,32 6,30 1,60 3,55 5,43 5,06 6,45 7,83

Jumlah sel 55 15 16 14 14 14 13 7 8

Jari-jari sel (km) 0,58 1,04 1,04 1,04 1,04 1,4 1,4 1,4 1,4

Tinggi antenna BTS(m) 40 40 40 40 40 40 40 40 40

TUGAS PERANCANGAN SISKOMSEL

Documents

Transcript of TUGAS PERANCANGAN SISKOMSEL