Rugi-rugi propagasi

Rugi-Rugi Propagasi

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

a. Redaman saluran transmisi

Redaman saluran transmisi ditentukan oleh loss feeder dan branching. 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.

b. Redaman ruang bebas (free space loss)

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 pen yebaran energi di sepanjang lintasannya sehingga s ehingga terjadi kehilangan energi. Untuk mengetahui kondisi point to point dengan saluran transmisi, maka  perhitungan redaman ruang bebasnya menggunakan rumus model propagasi umum (Free Space S pace Loss) sebagai berikut:

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

c. Redaman oleh gas (atmosfer)

Pada prinsipnya gas-gas di atmosfer akan menyerap sebagian seba gian dari energi ene rgi 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, NO2, SO3, O3 dan gas lainnya dapat diabaikan. Untuk sistem transmisi yang beroperasi pada frekuensi kerja di  bawah 10 GHz, redaman gas atmosfer dapat diabaikan karena kecil pengaruhnya, akan tetapi untuk frekuensi di atas 10 GHz, redaman gas atmosfer perlu diperhitungkan.

d. Redaman hujan

Tetes-tetes hujan menyebabkan penghamburan dan penyerapan energi gelombang gelomban g 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:

- Redaman Spesifik  Redaman spesifik didefinisikan sebagai besarnya redaman oleh h ujan per satuan  panjang lintasan efektif (dB/Km), dan dirumuskan sebagai berikut:

Dimana:

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

- Redaman hujan efek tif  Besarnya a dan b merupakan fungsi dari frekuensi, polarisasi dan suhu curah hujan. Redaman efektif Pada lintasan propagasi propa gasi 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)

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 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).

Gambar 1. Lintasan LOS

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, dibatasi jaraknya oleh lengkungan bumi.

Gambar 2. Lintasan LOS dibatasi kelengkungan bumi

transmisi ini

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 : PL : rugi-rugi lintasan (dB)

Gr : perolehan antena penerima

Pt : daya yang ditransmisikan (watt) λ  : panjang gelombang radio (meter) Pr : daya yang diterima (watt)

d : jarak antara antena pemancar dan

Gt : perolehan antena pemancar  antena penerima 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 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

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 ). Mekanisme hamburan juga terjadi pada lingkungan radio seluler. Dalam hal ini,  benda-benda penghambur dapat berupa pepohonan, rambu-rambu lalu lintas dan tiangtiang 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 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 GELOMBANG Perambatan gelombang radio dari stasiun pemancar ke stasiun penerima akan mengalami  penyebaran energi di sepanjang lintasannya, yang men gakibatkan kehilangan energi yang disebut rugi (redaman) propagasi.

Gambar 5. Letak stasiun pemancar dan peneri ma

 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 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 b erguna 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 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(EIRP) =

 

dan Pri =

  

 

; dengan nilai

.

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, 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.

 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. 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 :

Tabel 1. Tipe-tipe sel

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 tahun 1968.

Pemodelan ini membagi area prediksi menjadi 3, yaitu open area, suburban area dan urban area.

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 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 bangunan c. h0 : tinggi bangunan dari permukaan tanah [m] d. h b : tinggi antena base station (BS) dari permukaan tanah [m] e. r

: jarak terpendek dipermukaan bumi antara MS dan BS [m] -3

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

: carrier frequency [Hz] -6

h. f c=f x 10 i.

λ

: carrier frequency [MHz]

: 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-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 (h b)

: 30m – 200m

3. Tinggi R x (hm)

: 1m – 10m

4. Jarak Tx – R x (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 pinggiran  b. Presisi terbaik pada frekuensi 900MHz di lingkungan perkotaan 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

Gambar 10. Ilustrasi pemodelan COST 231-Ikegami

Gambar 11. Sudut antara orientasi jalan dengan arah gelombang

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 12. Kasus NLOS pemodelan COST231-Walfisch-Ikegami

d. Pemodelan plane earth

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.

Gambar 13. Ilustrasi plane earth model 

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 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 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 r  b = jarak breakpoint  n1 = eksponen path loss untuk r ≤ r  b n2 = eksponen path loss untuk r > r  b Untuk menghindari transisi yang tajam diantara dua kawasan, maka :

Gambar 15. Dual slope emipirical models

 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 16. Two ray model 

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 (f MHz) for d > 20m

Gambar 17. Extension of Two ray model 

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 18. Antena base station di dalam ruangan

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) 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.

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) Tabel 2. Harga N

Tabel 3. Harga Lf(n)

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

dengan : LF = free space loss untuk total panjang lintasan (r i + r e) 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 r i 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

3. APLIKASI PERHITUNGAN RUGI-RUGI LINTASAN

Terdapat beberapa aplikasi untuk memudahkan perhitungan path loss yang terjadi, antara lain : a. Microwave path calculator 

Gambar 20. 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 Lfs (dB) = 36,5 + 67,9588 + 0 Lfs (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- 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.