MODEL-MODEL PROPAGASI PADA JARINGAN SELULER

Silahkan sobat pahami dan perhatikan terlebih dahulu hal-hal dibawah ini sehingga nantinya sobat mampu menghitung path loss antara BTS dengan MS pada berbagai lingkungan dan frekuensi yang dipakai dan mampu mendesain suatu jaringan telekomunkasi bergerak.

1. Sasaran disain paling penting dari jaringan seluler/PCS adalah :  menyediakan cakupan radio seluas-luasnya (near-ubiquitous).
2. Salah satu konsideran paling krusial dalam proses perencanaan cakupan radio adalah PROPAGATION MODEL.
3. Akurasi prediksi oleh suatu model propagasi tergantung pada kemampuannya menghitung/memperhitungkan detil daerah lapang, tumbuh2an dan bangunan-bangunan.
4. Akurasi ini sangat penting dalam menentukan PATH LOSS, dan o.k.i. ukuran sel dan kebutuhan infrastruktur dari jaringan seluler/PCS.
5. OVER ESTIMATION akan menyebabkan penggunaan sumber-sumber daya jaringan yang tidak efisien.
6. UNDER ESTIMATION akan menghasilkan cakupan radio yang buruk.
7. Model-model propagasi umumnya cenderung menyederhanakan kondisi propagasi yang sebenarnya, dan bisa sangat tidak akurat di dalam lingkungan daerah metropolitan yang kompleks.
8. Model-model propagasi empiris hanya memberikan petunjuk umum dan terlalu sederhana untuk disain jaringan yang akurat.
9. Oleh karena itu, pengukuran lapangan yang akurat harus dilakukan untuk memberikan informasi mengenai cakupan radio di daerah urban.
10. Propagasi radio di daerah urban sangat dipengaruhi oleh SHADOWING. Untuk memastikan bahwa level sinyal dalam 90% area sel sama atau di atas ambang yang ditetapkan, suatu SHADOW FADING MARGIN harus ditambahkan dalam link budget.
11. Faktor kritis lain yang mempengaruhi cakupan radio adalah PENETRATION LOSS untuk bangunan dan kendaraan.
12. Disainer sebaiknya mengasumsikan PENETRATION LOSS yang tinggi, untuk memastikan kualitas layanan yang baik.

MODEL-MODEL PROPAGASI

Disainer menggunakan model-model propagasi untuk menentukan berapa banyak Cell Site (BTS) yang diperlukan untuk memenuhi cakupan suatu jaringan. Model-model propagasi membantu menentukan di mana BTS-BTS harus diletakkan untuk memperoleh posisi yang optimal dalam jaringan. Performansi jaringan dipengaruhi oleh MODEL PROPAGASI yang dipilih, karena model tersebut digunakan untuk prediksi interferensi. 

Berdasarkan kondisi beban trafik, mendisain sistem dengan level Eb/It tinggi dapat berpengaruh negatif terhadap kelayakan finansial. Di sisi lain, mendisain sistem untuk level Eb/It rendah dapat menurunkan QoS. 

Model propagasi juga digunakan dalam aspek-aspek performansi sistem yang lain, seperti : Optimisasi Handoff, pengaturan level daya dan penempatan antenna. Meskipun tidak ada model propagasi yang dapat menghitung semua gangguan dalam kondisi nyata, penggunaan satu atau beberapa model, penting untuk menentukan PATH LOSS dalam jaringan. Model2 propagasi yang banyak digunakan dalam jaringan seluler antara lain :

1. MODEL HATA
2. MODEL WALFISCH-IKEGAMI (COST-231)
3. MODEL OKUMURA

MODEL HATA 
Merupakan suatu hubungan empiris yang diturunkan dari laporan teknik yang dibuat oleh OKUMURA, sedemikian sehingga hasilnya dapat digunakan dalam perangkat-perangkat komputasi.

• DAERAH URBAN
Dipadati dengan bangunan-bangunan besar dan perumahan-perumahan, atau pedesaan besar yang dipenuhi dengan rumah-rumah disana-sini.

• DAERAH DENSE-URBAN
Pusat kota (down town) atau distrik bisnis yang terdiri dari HRB dan populasi penduduk yang padat.

• DAERAH SUB-URBAN
Desa atau jalan raya dengan rumah-rumah tersebar, bangunan-bangunan kecil dan pepohonan.

• DAERAL RURAL TERBUKA
Lintasan propagasi dengan sedikit penghalang, daerah bebas sepanjang 300 - 400 m (tanah pertanian, ladang-ladang terbuka).

Standard deviation across the frequency band : 6.5 to 8.8 dB

MODEL COST-231
Merupakan kombinasi model empiris & deterministik untuk mengestimasi path loss di daerah urban, pada range frekwensi 800 MHz - 2000 MHz. Digunakan terutama di Eropa untuk GSM dan model propagasi di Amerika. Terdiri dari 3 komponen :

1. Free Space Loss (Lfs)
2. Roof top to Street diffraction & Scatter loss (Lrts)
3. Multiscreen loss (Lms)

COST-231 vs HATA-Okumura
COST-231 sangat cocok untuk daerah URBAN & Dense-URBAN
~ Radius sel < 5 km.
~ Ketinggian antena rendah < 50 km.
~ memperhitungkan adanya difraksi & urban clutter.
~ Berlaku untuk mikro-sel.
~ Membutuhkan pengetahuan yang baik dari dimensi jalan & ketinggian bangunan.
~ Tepat untuk jalan dengan pola grid teratur.
 

Hata-Okumura sangat cocok untuk daerah PEDESAAN & SUB-URBAN

~ Efek medan harus dimodelkan, terutama untuk sel besar.

~ Benar-benar mengabaikan urban clutter & difraksi.
~ Tidak berlaku untuk antena dipasang di bawah atap yang tinggi.
~ Rentang ketinggian antena adalah 30 - 200 m, sehingga tidak baik untuk perkotaan/Urban.
Model Hata-Okumura hanya berlaku di 450 MHz
Model Hata-Okumura hanya berlaku untuk sel > 5 km

Perlu diingat !

Model COST-231 pembatasan:
   f = 800 ~ 2000 MHz
   HBase = 4 ~ 50 meter
   hmobile = 1 ~ 3 meter
   d = 0,2 ~ 5 km
Model Hata berlaku dari:
   400 MHz ~ 1500 MHz dan COST-231 1500 ~ 2000 MHz
   HBase = 30 ~ 200 meter
   hmobile = 1 ~ 10 meter
   radius sel = 1 km ~ 20 km

Testing & Analysis – Propagation Validation Testing
Digunakan untuk menentukan model RF yang mendekati, sebelum melakukan disain awal :

• 30% BTS yang dites dalam berbagai macam morfologi.
• Menggunakan proses untuk site drive testing dan data analysis.
• Untuk disain final dan jaminan, direkomendasikan untuk melakukan drive test dengan prosentase yang lebih besar terhadap BTS-BTS yang akan di-instal (idealnya 100%).

Testing & Analysis – Impact of Eliminating Drive Testing
Dampak negatif dari peniadaan drive test :

• Lokasi coverage holes yang tidak pasti.
• Tidak mampu menjamin cakupan sistem secara efektif.
• Tidak mampu mengidentifikasi problem optimisasi potensial yang spesifik.
• Tidak mampu memberikan solusi paling-murah bagi pelanggan.

Dampak positif dari peniadaan drive test :

• Reduksi biaya yang dramatis, yang berkaitan dengan personil dan perangkat untuk penggelaran.
• Erbaikan skedul.

Cell Radius
Dengan suatu Link Budget yang valid, dikombinasikan dengan suatu Model Propagasi yang dapat diterima…

• Anda sekarang dapat memperkirakan radius sel rata-rata (untuk morfologi cakupan yang berbeda-beda).
• Dengan suatu radius sel rata-rata, anda dapat menentukan suatu area sel rata-rata.
• Apabila anda membagi area total dengan area sel rata-rata, anda dapat menentukan perkiraan jumlah sel yang diperlukan untuk mencakup seluruh area.

Jumlah sel yang diperlukan untuk cakupan bisa jadi tidak sama dengan jumlah sel yang diperlukan untuk kapasitas.