BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI - …eprints.unram.ac.id/9117/3/BAB II.pdfHasil dari penelitian ini adalah perbandingan kuat siynal di jalan Protokol Pekan Baru, operator Telkomsel

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Berdasarkan kajian pustaka sebelumnya telah banyak dilakukan penelitian tentang

hal-hal yang akan di lakukan dalam penelitian kali ini:

Chandra, dkk (2015), pada penelitiannya melakukan analisa perbandingan kuat

sinyal anatara operator Hutchison, Indosat, Telkomsel dan XL Axiata dengan menggunkan

software Rf signal tracker di area jalan Protokol Pekan Baru. Hasil dari penelitian ini

adalah perbandingan kuat siynal di jalan Protokol Pekan Baru, operator Telkomsel yang

memiliki kualitas kuat sinyal paling baik dengan nilai -62,335 dBm, dan operator yang

memiliki kualitas kuat sinyal kedua adalah XL Axiata dengan nilai -66,323 dBm, kualitas

kuat sinyal yang ketiga adalah operator Hutchison dengan nilai -74,4 dBm dan operator

yang memiliki kualitas kuat sinyal terendah adalah operator Indosat dengan besar nilai -85

dBm.

Kusuma, dkk.(2009), pada penelitiannya melakukan analisis kualitas voice call pada

jaringan WCDMA menggunakan Tems Investigation. Penelitian ini mengamati beberapa

parameter seperti RSCP, Ec/No, SQI, dan CSSR (Call Setup Success Rate) dan DCR (Drop

Call Rate). Dan hasilnya Kualitas sinyal voice call terbaik berada pada nilai rata-rata

RSCP, Ec/No dan SQI sebesar -68.00 dBm, -3.83 dB dan 30. Untuk nilai RSCP didapatkan

nilai terendah sebesar -105.00 dBm, yaitu dengan kategori buruk, Sedangkan nilai tertinggi

sebesar -57.00. Untuk nilai Ec/No, Nilai tertinggi sebesar -3.50 dB dengan kategori sangat

baik. Indeks Kualitas Suara (SQI) Dengan nilai tertinggi sebesar 30 dan nilai terendah

sebesar 20.

Budiarta., dkk.(2016), pada penelitiannya melakukan Analisis Kuat Sinyal dan

Kualitas Panggilan Jaringan GSM Indoor dengan TEMS Investigation dan G-Nettrack Pro.

Dalam hasilnya Software G-NetTrack Pro memiliki kelemahan yaitu tidak memiliki fitur

penguncian Cell ID. Hal itu menyebabkan sedikitnya data yang bisa dibandingkan, karena

data yang bisa dibandingkan hanya yang memiliki Cell ID yang sama. Sedangkan TEMS

6

Investigation merupakan paling banyak di gunakan oleh provider. Dan kedua software

tersebut memiliki hasil pengukuran yang sama.

Warrasih, dkk. (2009), melakukan pengamatan di ketiga titik pengamatan, kualitas

panggilan terbaik berada pada hari Kamis di titik 1 dengan nilai rata-rata RxLev - 79,33

dBm; RxQual 0,67; dan SQI 24,78. Sedangkan kualitas panggilan terburuk berada pada hari

Kamis di titik 3 dengan nilai rata-rata RxLev -78,00 dBm; RxQual 1,78; dan SQI 17,44.

Kualitas panggilan terbaik pada jaringan GSM terdapat pada pengambilan data tanggal 27

Agustus 2009 waktu panggilan malam yang memiliki CSSR sebesar 94,73%, dan DCR

sebesar 0%, dan kualitas panggilan terburuk terjadi pada tanggal 23 Agustus 2009 dan 30

Agustus 2009 waktu panggilan pagi yang memiliki CSSR sebesar 64,86%, dan DCR

sebesar 0%.

2.2 Dasar Teori

2.2.1 Sejarah Wireless dan Perkembangan Teknologi Nirkabel

Sejarah wireless diawali ketika prototype telegraf radio pertama di dunia diciptakan.

Pada tahun 1895, seorang siswa bernama Guglielmo Marconi yang berminat dengan teori

gelombang radio yang dipelajari di dalam kelas. Didorong oleh minat yang tinggi pada

ilmu radio, Marconi mengambil inisiatif sendiri dengan menciptakan prototype telegraf

radio pertama di dunia. 13 May 1987, Marconi sukses memancarkan sinyal Telegrafi

pertama, dengan pesan “Apakah Anda bersedia?” Melintasi Selat Inggris, di mana ketika

itu Guglielmo Marconi baru saja berumur 22 tahun Keberhasilan tersebut menjadi tonggak

sejarah jaringan wireless yang atau teknologi telekomunikasi nirkabel.

Pada tahun 1948, Shannon menyampaikan teori batasan kapasitas (Shannon ‘s

capacity limit) untuk pertama kalinya, industri wireless telah sangat berkembang. Hal Ini

didorong oleh kemajuan teknologi pada sirkuit terpadu (IC), pemrosesan sinyal digital dan

peruntukkan frekuensi spektrum radio yang efisien, sehingga memungkinkan pemasaran

alat portabel pada skala yang lebih besar pada biaya yang lebih rendah kepada

pengguna. Namun, aspek transmisi, terutama pada lapisan fisik saluran telekomunikasi

tetap menjadi tantangan utama dalam mencapai kapasitas mendekati batasan Shannon. Ini

7

oleh karena fitur-fitur perambatan yang ada pada saluran telekomunikasi tidak dapat

diprediksi, dan memberikan berbagai tantangan dan peluang ke para-para peneliti, baik dari

akademisi atau industriawan untuk mengubah fitur-fitur perambatan, agar mencapai

kapasitas yang maksimal.

2.2.2 Sejarah Teknologi Seluler dari Generasi ke Generasi

Berikut merupakan sejarah perkembangan teknologi seluler dari generasi ke

generasi.

2.2.2.1 Teknologi 1G

Sejarah Jaringan Wireless berteknologi 1G dapat ditelusuri kembali ketika

perkembangan awal di dalam industri telekomunikasi nirkabel pada tahun 1970-an, di mana

sistem telekomunikasi analog, atau lebih dikenal sebagai Advanced Mobile Phone Service

(AMPS) telah diperkenalkan oleh AT & T, yaitu perusahaan besar telekomunikasi dari

Amerika Serikat. AMPS lebih dikenal sebagai Generasi Pertama, hampir seluruh sistem

pada generasi ini merupakan sistem analog dengan kecepatan rendah (low-speed) dan suara

sebagai objek utama. Contoh: NMT (Nordic Mobile Telephone) dan AMPS (Analog

Mobile Phone System). AMPS pada saat itu hanya mampu menawarkan kecepatan 2.4

kbps, di mana kecepatan tersebut hanya mampu memancarkan informasi suara dengan

menggunakan sinyal analog. AMPS memanfaatkan teknologi berbagai akses dealer

frekuensi, atau Frekuensi Division Multiple Access (FDMA). Antara sistem jaringan lain

berlandaskan platform 1G adalah Nordic Mobile Telephony (NMT), Total Access

Communication System (TACS) di mana kedua teknologi tersebut digunakan di benua

Eropa pada tahun 1983 dan Japanese Total Access Communications (J-TACS) yang pernah

diperkenalkan di Jepang.

2.2.2.2 Teknologi 2G

Sejarah Wireless berteknologi 2G disaksikan di awal era jaringan digital

sepenuhnya pada sistem transmisi sinyal suara. Diperkenalkan pada akhir 1980-an dengan

kecepatan hingga 64 kbps, 2G memanfaatkan teknologi seperti pengiriman paket data

untuk meningkatkan kualitas suara dan juga kapasitas jaringan, sehingga memungkinkan

lebih banyak pengguna untuk membuat panggilan telepon pada satu slot waktu yang

8

sama. Kelebihan dari 2G karena kestabilan dan kemampuan mengirim pesan teks dan suara,

2G khususnya GSM sangat stabil dalam menjalankan fungsi ini.

Pada saat radio panggil (pager) kehilangan popularitasnya sejak ponsel digital

mampu digunakan untuk mengirim teks SMS, disinilah 2G menunjukan kelebihannya.

Teknologi Global Satellite for Mobile Communication (GSM), atau awalnya dikenal

sebagai Group Special Mobile merupakan sistem jaringan 2G yang paling berhasil

dikomersialkan ke seluruh pasar dunia. Menurut statistik dirilis pada bulan Agustus 2010,

GSM digunakan oleh lebih dari 2 miliar pengguna yang datang dari 212 negara di seluruh

benua. Ini karena spesifikasi GSM memenuhi standar dan transparansi di tingkat

internasional, secara langsung memudahkan proses pembuatan dan instalasi alat-alat

telekomunikasi selain fasilitas pengintegrasian jaringan meskipun alat-alat pemancar

tersebut dikeluarkan oleh perusahaan pembuatan yang berbeda.

Sebelum teknologi GSM, jaringan telekomunikasi didominasi oleh jaringan circuit

switched. Namun, pada 1990-an, revolusi Internet mendorong industri telekomunikasi

untuk melompati teknologi ada dengan lebih jauh ke depan. Sebuah jaringan inti berbasis

sirkuit berpaket (packet switched) diperkenalkan ke dalam inti jaringan GSM dan dibuat

tersediauntuk umim pada tahun 2000. Ini dikenal sebagai General Packet Radio Service

(GPRS), atau dikenal sebagai teknologi evolusi 2.5G. Adanya GPRS, penyedia layanan

telekomunikasi dapat menawarkan paket layanan Internet kepada pengguna alat portabel

seperti aplikasi Wireless Application Protocol yang diperkenalkan pada 2002.

2.2.2.3 Teknologi 3G

Sekitar tahun 2001- 2003, EVDO Rev 0 pada CDMA2000 dan UMTS pada GSM

pertama merupakan tonggak sejarah wireless dengan teknologi 3G. Kehadiran 3G ini bukan

berarti GPRS dilupakan, pada saat itu muncul EDGE – Enhanced Data – rates for GSM

Evolution. Hal ini diharapkan akan menjadi pengganti GPRS yang baik karena tidak perlu

mengubah hardware secara seluruh dan tidak terlalu banyak mengeluarkan biaya. dengan

EDGE anda sudah dapat merasakan kecepatan dua kali lebih cepat daripada GPRS akan

tetapi tetap saja masih kurang cepat dari 3G.

9

Didorong karena permintaan untuk aplikasi berbasis Internet menjadi semakin

populer di kalangan pengguna ponsel, platform 2G/2.5G ada pada saat itu ditemukan tidak

cukup untuk memberikan layanan internet kecepatan yang lebih tinggi kepada

pengguna. Ini mendorong kepada pengembangan teknologi jaringan Generasi Ketiga (3G)

pada akhir tahun 90-an. Pada tahun 1998, badan standar Internasional, Third Generation

Partnership Project (3GPP) telah memperkenalkan teknologi disebut Universal Mobile

Telecommunications System (UMTS), di mana ia merupakan peningkatan dari spesifikasi

GSM sebelumnya.

Dua unsur baru telah diperkenalkan di dalam komponen Radio Access Network

(RAN) ada, yaitu: Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) bersama dengan

teknologi akses baru, yaitu Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA). Dengan

adanya teknologi UMTS, pengguna dapat menikmati kecepatan download sampai 384

kbit/s. Menyempurnakan jaringan UMTS ada, lebih dikenal sebagai High-Speed Packet

Access (HSPA) mampu menawarkan kecepatan download sampai 14 Mbps pada saluran

broadband 5 MHz kepada pengguna. Pada tahun 2009, jaringan evolusi ke HSPA, Evolved

HSPA (HSPA +) atau lebih dikenal sebagai 3.75G dapat menawarkan tingkat download

secepat 56 Mbit/s ke pengguna.

2.2.2.4 Teknologi 4G

Teknologi yang baru dalam 4G sepenuhnya untuk packet switched, semua

komponen dalam jaringan 4G menggunakan komponen jaringan digital dengan bandwith

yang besar untuk mendukung multimedia service yang murah ( sampai 100 Mbps ) serta

jaringan keamanan data yang kuat.

Teknologi yang di gunakan dalam jaringan 4G adalah teknologi yang di adaptasi dari

MIMO-OFDM (Multi Input Multi Output – Orthogonal Frekuency Modulation). OFDM

merupakan suatu teknik transmisi multi carrier (banyak frekuensi) dimana tiap frekuensi

orthogonal satu sama lain, sehingga terjadi overlapping tidak akan menyebabkan

interferensi. Dan di sisi lain teknik MIMO dapat membuat kanal parallel independen dalam

spatial domain untuk mengirim data stream yang beragam, teknik MIMO dapat

memperbasar kapasitas kanal tanpa mengurangi bandwith yang ada. Jumlah pemancar yang

10

di gunakan dalam teknik MIMO adalah 2 pada sisi pengirim dan 4 pada sisi penerima.

MIMO dapan mencapai kecepatan transfer data sebesar 59,52 Mbps.

2.2.3 Global Sistem for Mobile communications (GSM)

Berikut ini akan dijelaskan sejarah dan arsitektur dari GSM

2.2.3.1 Sejarah GSM

Sejarah GSM tidak terlepas dari perkembangan teknologi komunikasi di Eropa.

Pada awal tahun 1980, sistem komunikasi selular berkembang dengan pesat dibeberapa

negara Eropa. Beberapa diantaranya yaitu sistem C-NET yang dikembangkan di Jerman

dan Portugal oleh Siemens, sistem RC-2000 yang dikembangkan di Prancis, sistem NMT

yang dikembangkan di Belanda dan Skandinavia oleh Ericsson, serta TACS yang beroprasi

di Inggris. Setiap Negara mempunyai sistem komunikasi sendiri yang tidak kompatibel

dengan sistem komunikasi di negara lain. Hal ini menyebabkan mobilitas pengguna

terbatas pada suatu area sistem teknologi tertentu saja (Fernandez Yogara, 2008).

Pada tahun 1982 dibentuklah sebuah lembaga yang bernama Groupe Special Mobile

(GSM) yang mengembangkan sistem komunikasi mobile untuk masyarakat Eropa secara

terpadu. Sistem yang dikembangkan memiliki kualitas suara yang baik, memiliki dukungan

jelajah (roaming) internasional antar negara Eropa, memiliki dukungan perangkat

genggam, dapat dikembangkan untuk layanan fasilitas baru dan memiliki biaya operasional

yang murah. Lembaga ini yang mempelopori munculnya teknologi digital selular yang

kemudian dikenal dengan nama Global System for Mobile Communication (GSM).

Lembaga GSM tersebut menyerahkan hasil kerjanya kepada lembaga ETSI (European

Telecommunication Standards Institute) pada tahun 1989. Hingga saat ini lembaga GSM

tersebut lebih populer dengan kepanjangan Global System for Mobile Communications.

2.2.3.2 Arsitektur GSM

Karakteristiknya yang open standard interface (memungkinkan vendor-vendor

untuk ikut mengembangkan instrumennya pada sisi jaringan network), jangkauan luas

(roaming access), interoperabilitas serta kemudahan penggunaan SIM card pada handset

yang berbeda tanpa mengurangi fungsi konektivitasnya ini merupakan beberapa faktor yang

11

menyebabkan perkembangan jaringan GSM sedemikian pesat pada kurun waktu beberapa

tahun terakhir (Zacharias J.M., 2005).

Unsur-unsur utama GSM arsitektur ditunjukkan pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Layout generic dari jaringan GSM

Arsitektur jaringan GSM terdiri dari 3 komponen utama yaitu:

1. Mobile Station

2. Base Station Subsystem (BSS)

3. Network Subsystem (NSS)

Berikut ini akan dijelaskan mengenai arsitektur GSM yang merupakan

gabungan dari perangkat-perangkat yang saling berkaitan dalam mendukung jaringan

GSM.

Entitas Mobile Station terdiri dari Mobile Equipment (ME) yakni perangkat keras

dan perangkat lunak untuk transmisi radio yang dikenal dengan istilah telepon seluler

(ponsel) dan Subscriber Identification Module (SIM).

Mobile Equipment secara unik diidentifikasikan dalam format International Mobile

Equipment Identity (IMEI). SIM card berisi International Mobile Subscriber Identity

(IMSI) yang digunakan untuk mengidentifikasi pelanggan ke sistem, kunci rahasia (untuk

autentifikasi) serta menyimpan informasi lainnya seperti phonebook atau pesan SMS. SIM

card dapat diproteksi dari penggunaan yang tidak terotorisasi dengan password atau

Personal Identity Number (PIN).

12

Base Station Subsytem (BSS) terdiri dari Base Tranciever System (BTS) dan Base

Station Controler (BSC). BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang

memberikan pelayanan radio kepada Mobile Station (MS). Dalam BTS terdapat kanal trafik

yang digunakan untuk komunikasi. BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur

trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC memenejemen sumber

radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile

station melewati batas antar sel.

Network Subsystem terdiri dari Mobile Switching Centres (MSC) dan beberapa

database yang terhubung dengannya seperti Home Location Register (HLR), Visitor

Location Register (VLR), Authentication Center (AuC) serta Equipment Identity Register

(EIR). MSC berfungsi untuk switching suatu panggilan telepon dari jaringan internal atau

jaringan lain (eksternal), call routing untuk pelanggan yang melakukan roaming,

menyimpan informasi billing serta database lain yang berisi informasi subscriber ID,

nomor ponsel pelanggan, beberapa layanan atau larangan yang berkaitan dengan pelanggan,

autentifikasi serta informasi lokasi pelanggan. HLR merupakan database yang berisi data

pelanggan yang tetap. Data tersebut antara lain, layanan pelanggan, service tambahan serta

informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update). VLR merupakan

database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan, terutama mengenai lokasi

dari pelanggan pada cakupan area jaringan. AuC berisi database informasi rahasia yang

disimpan dalam bentuk format kode. AuC digunakan untuk mengontrol penggunaan

jaringan yang sah dan mencegah semua pelanggan yang melakukan kecurangan. EIR

merupakan database yang berisi suatu daftar valid mobile equipment pada jaringan.

Setiap mobile station di indentifikasikan dengan International Mobile Equipment Identity

(IMEI). Pada kasus khusus sebuah IMEI ditandai/didaftarkan invalid bila ponsel

dilaporkan dicuri dari pemiliknya.

2.2.4 Sejarah Singkat jaringan 3G WCDMA (Wideband Code Division Multiple

Access)

WCDMA singkatan dari (Wideband Code Division Multiple Access) yang

diperkenalkan secara umum pada tahun 2001-2002 di Jepang dan selanjutnya memasuki

daratan Eropa. Di Amerika Serikat beberapa alternatif sistem jaringan 3G dapat diperoleh

13

operator GSM dan TDMA yang berkembang kearah EDGE dan WCDMA. WCDMA

merupakan sistem operasi generasi ketiga (3G) yang beropersi pada bandwidth 5 MHZ.

Rata-rata data sampai 384 kbps untuk area jangkauan yang cukup luas. Variasi penyebaran

dan operasi multi kode telah digunakan untuk mendukung banyaknya perbedaan batasan

access radio. Perbedaan kelas layanan telah didukung oleh Qos (Quality Of Service).

WCDMA merupakan teknik multiple accsess yang berdasarkan spektral tersebar,

dimana sinyal informasi disebar pada pita frekuensi yang lebih besar daripada lebar pita

aslinya. Sistem WCDMA hanya memerlukan satu channel frekuensi radio untuk semua

pemakainya, masing-masing diberi kode yang membedakan antara pengguna satu dengan

yang lain.

Skema metode akses yang digunakan untuk penyebaran sinyal WCDMA adalah

direct sequence dimana code sequence digunakan secara langsung untuk memodulasi

sinyal radio yang dipancarkan dengan menggunakan sinyal penebar. Sistem WCDMA

dapat mereduksi fading karena sinyal WCDMA ditebar dalam bandwidth yang lebar (5-15

MHz). Pada range frekuensi (1800-2000 MHz) akan menghasilkan fluktuasi sinyal fading

sebesar (1-2 MHz). Bandwidth fading ini disebut sebagai coherence bandwidth. Sehingga

dalam sistem CDMA harus ada cadangan fading yang harus dilebihi. Dalam sinyal

WCDMA ini terdapat sebagian sinyal yang terbuang akibat multipath fading sehingga

diperlukan teknik pemrosesan sinyal untuk mengantisipasi degradasi sinyal. Aplikasi dari

komunikasi spread spectrum adalah pada komunikasi militer dimana teknik ini mampu

tahan terhadap jamming dan tipis kemungkinan untuk dimasuki noise. Selain itu teknologi

WCDMA saat ini sudah diaplikasikan secara komersial pada sistem tertentu karena

kelebihannya yang menahan frekuensi dari sistem lain dan dapat mereduksi interferensi

dari sistem lain yang menggnakan frekuensi yang sama

2.2.4.1 Karakteristik WCDMA

Salah satu karakteristik yang terpenting dari WCDMA adalah kenyataan bahwa

power merupakan resource yang dishare secara bersama-sama. Hal ini menjadikan sistem

WCDMA sangat fleksibel dalam menyediakan paduan layanan dan layanan yang

membutuhkan variable bit rate. Radio Resource Management dilakukan dengan

mengalokasikan power untuk setiap user (call), dan untuk menjamin bahwa kualitas sinyal

14

tidak melampaui batas maksimum interference yang telah ditentukan. Tidak ada alokasi

kode maupun time slot yang dibutuhkan ketika terjadi perubahan bit rate. Hal ini berarti

bahwa alokasi physical channel tidak terpengaruh pada saat terjadi perubahan bit rate.

Sistem WCDMA tidak membutuhkan perencanaan frekuensi, dikarenakan setiap cell

menggunakan frekuensi yang sama.

Fleksibilitas dimiliki oleh system WCDMA, dikarenakan sistem ini menggunakan

kode OVSF (Orthogonal Variable Spreading Codes) untuk channelization dari user yang

berbeda. Kode ini memiliki karakteristik dalam hal orthogonalitas antara users (layanan

yang berbeda dialokasikan untuk satu user) meskipun user tersebut menggunakan bit rate

yang berbeda. Sebuah physical resource dapat membawa beberapa layanan dengan bit rate

yang tidak sama. Berubahnya bit rate, maka alokasi power untuk physical resource tersebut

juga akan berubah sehingga QoS dijamin pada setiap komunikasi. Setiap radio frame

memiliki periode sebesar 10 ms yang dibagi ke dalam 15 slot, yang menggambarkan satu

periode power control. Power control yang digunakan didasarkan pada SIR (Signal to

Interference Ratio), dimana fast closed loop disesuaikan dengan SIR dan perubahan SIR

target dilakukan oleh outer loop.

2.2.4.2 Konsep Dasar Jaringan 3G WCDMA (Wideband Code Division Multiple

Access)

Wideband Code Division Multiple Access disingkat WCDMA merupakan salah satu

standar teknologi seluler yang berkembang berdasarkan prakarsa dari International

Telecommunication Union ( ITU ) yang memperkenalkan standar komunikasi seluler yang

disebut International Mobile Telecommunication – 2000 ( IMT-2000 ). Teknologi

WCDMA menggunakan 1 kanal frekuensi yang digunakan secara bersama-sama yang

masing-masing pengguna diberikan kode untuk membedakan satu pengguna dengan

lainnya. Skema metode akses yang digunakan untuk penyebaran sinyal WCDMA adalah

direct sequence wideband CDMA (DS-WCDMA untuk FDD maupun TDD) dimana code

sequence digunakan secara langsung untuk memodulasi sinyal radio yang dipancarkan

dengan menggunakan sinyal penebar.

15

Teknologi WCDMA dikembangkan dengan berbagai keunggulan sebagai berikut :

1. Fleksibilitas layanan.

2. Efisiensi Spektrum frekuensi.

3. Efisiensi Jaringan.

4. Kapasitas yang lebih banyak.

5. Akses layanan yang lebih cepat.

Teknologi komunikasi bergerak generasi ketiga (3G) yaitu Universal Mobile

Telecommunication System (UMTS). UMTS merupakan suatu evolusi dari GSM, dimana

interface radionya adalah WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) dimana

teknologi ini memungkinkan kecepatan data mencapai 384 Kbps. Teknologi WCDMA

sangat berbeda dengan teknologi jaringan GSM. Pada jaringan 3G dibutuhkan kualitas

suara yang baik, data rate yang semakin tinggi (mencapai 2 Mbps dengan menggunakan

release 99, dan mencapai 10 Mbps dengan menggunakan HSDPA) oleh sebab itu

bandwidth sebesar 5 Mhz dibutuhkan pada sistem WCDMA. Posibilitas setiap user untuk

mendapatkan bandwidth yang bervariasi sesuai permintaan layanan pengguna adalah salah

satu fitur keunggulan jaringan UMTS. Teknik diversitas digunakan untuk menigkatkan

kapasitas pengguna downlink, aktifitas frequency planning yang rumit pada jaringan GSM

tidak perlu dilakukan. Packet data scheduling tergantung pada kapasitas jaringan sehingga

lebih efisien dibandingkan jaringan GSM yang bergantung pada kapasitas timeslot (Fatmi,

2016).

2.2.5 Propagasi Gelombang Radio

Propagasi merupakan peristiwa perambatan gelombang radio dari antena pemancar ke

antena penerima. Gelombang radio suatu gelombang yang terdiri dari garis garis listrik dan

garis-garis gaya magnet yang merambat di ruang bebas dengan kecepatan cahaya.

Propagasi gelombang radio atau gelombang elektromagnetik pada umumnya

dipengaruhi oleh banyak faktor dalam bentuk yang sangat kompleks yaitu :

1. Kondisi yang sangat bergantung pada keadaan cuaca

2. Fenomena luar angkasa yang tidak menentu

16

Mekanisme dasar propagasi gelombang elektromagnetik bermacam-macam, tetapi

secara umum dapat dikategorikan menjadi tiga yaitu: refleksi, difraksi, dan scattering.

2.2.5.1 Refleksi (Pantulan)

Refleksi atau pantulan terjadi pada saat suatu sinyal bertumbukan dengan suatu

permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang sinyal. Pemantulan

sinyal ini mengakibatkan sinyal mengalami redaman. Redaman sinyal akibat refleksi

dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti; frekuensi radio, sudut sinyal memantul, sifat-sifat

material dan ketebalan bidang permukaan pantulan. Refleksi dapat terjadi melalui

permukaan bumi, bangunan dan permukaan dinding.

2.2.5.2 Difraksi (Pembelokkan)

Difraksi terjadi saat lintasan dari gelombang dihalangi oleh permukaan yang tidak

teratur (tajam dan kecil). Difraksi memungkinkan gelombang radio merambat sepanjang

permukaan bumi yang berbeda-beda ketinggiannya. Pembelokan sinyal dapat terjadi ke

berbagai arah yang bersumber dari sisi penghalang yang dilalui sinyal tersebut. Gelombang

sekunder yang dihasilkan dari permukaan penghalang dapat mencapai ruangan dan bahkan

belakang penghalang, sehingga menyebabkan lenturan gelombang disekitar penghalang.

Pada frekuensi tinggi, difraksi bergantung pada geometri objek, amplitudo, fasa dan

polarisasi gelombang dimana titik terjadinya difraksi.

2.2.5.3 Scattering ( Hamburan)

Scattering (Hamburan) terjadi ketika perambatan gelombang elektromagnetik

dihalangi oleh media yang mempunyai ukuran dimensi lebih kecil jika dibandingkan

dengan panjang gelombang yang dikirim dari transmitter sehingga menyebabkan

pemantulan ke segala arah.

Kinerja sistem komunikasi dipengaruhi oleh efek propagasi sinyal, sehingga efek

propagasi sinyal perlu dipertimbangkan dalam perencanaan. Bila sinyal yang langsung

diterima oleh receiver(mobile station) secara LOS (line of sight), maka pengaruh difraksi

dan scattering merupakan masalah kecil, meskipun refleksi dapat berakibat besar. Bila

sinyal diterima tidak ada LOS, maka penerimaan sinyal terutama terjadi melalui difraksi

17

dan scattering. Pada Gambar 2.6 memperlihatkan mekanisme propagasi radio (difraksi,

refleksi, dan scattering).

Gambar 2.2 Mekanisme Propagasi Gelombang Radio

2.2.6 Karakteristik Propagasi Gelombang Radio

Ada beberapa karakteristik propagasi gelombang radio yaitu fast fading, shadow

fading,redaman propagasi (pathloss).

2.2.6.1 Fast Fading

Fast Fading adalah fluktuasi fasa, polarisasi atau level daya terima sebagai fungsi

waktu. Umumnya fast fading disebabkan oleh pengaruh mekanisme propagasi terhadap

gelombang radio seperti: refleksi, refraksi, difraksi, dan lain-lain. Faktor yang

mempengaruhi fading antara lain :

a. Propagasi multipath.

b. Kecepatan pergerakan receiver.

c. Kecepatan gerak objek lain.

d. Bandwidth transmisi dari sinyal.

Dengan kata lain fast fading diakibatkan oleh kondisi geometri dan meteorologi

lingkungan. Fast fading menyebabkan suatu kondisi dimana sinyal yang diterima terlalu

buruk untuk dilakukan pemrosesan sinyal

18

2.2.6.2 Shadow Fading

Shadow fading atau shadowing merupakan fluktuasi daya rata-rata sinyal terima

disekitar letak kejadian fluktuasi cepat, dengan perubahan sinyal yang lambat. Fenomena

shadowing terjadi karena adanya penghalang antara pemancar dan penerima dilingkungan

yang memiliki kontur menonjol seperti: pegunungan, hutan, bangunan dan persimpangan

jalan. Sinyal yang terhalangi akan mengalami redaman karena sinyal mengalami reflection,

difraction dan scatter. Variasi sinyal karena shadowing, sebanding dengan panjang objek

penghalang antara pemancar dan penerima, yang terjadi pada jarak 10 sampai 100 m.

2.2.7 Power Link Budget

Power Link budget merupakan parameter dalam merencanakan suatu jaringan yang

menggunakan media transmisi berbagai macam. Link budget dapat berguna untuk

menentukan berapa banyak power yang dibutuhkan untuk mengirim sinyal agar dapat

diterima dengan baik di penerima. Link budget ini dihitung berdasarkan semua gain dan

loss anatara pengirim dan penerima, termasuk attenuasi, penguatan gain, gain antena, dan

loss lainnya yang terjadi.

Perhitungan link budget, memerlukan rekomendasi atau persetujuan dari pihak

operator baik dari segi material yang digunakan misalnya seperti frekuensi, feeder, tinggi

antena, gain antena, dan jarak antena dan sebagainya. Biasanya beberapa parameter ini

sudah ditentukan oleh pihak operator.

2.2.7.1 Parameter-parameter Link Budget

Parameter - parameter link budget yang digunakan untuk mengukur kuat sinyal

jaringan yaitu EIRP dan Pathloss

.

1. Effective Isotripic Radiated Power (EIRP)

Effective Isotripic Radiated Power (EIRP) adalah nilai daya yang

dipancarkan antena directional untuk menghasilkan puncak daya yang diamati

pada arah radiasi maksimum penguatan antena. Rumus EIRP dapat dituliskan :

EIRP (dBm) = Tx + Gb – Lc (2-1)

19

Keterangan :

EIRP = Nilai daya pancar antena (dBm)

Tx = Daya pancar transmitter (dB)

Gb = Gain Antena BTS (dB)

Lc = Loss cable (dB)

Parameter Parameter Link budget 3G Telkomsel dapat dilihat pada table 2.1 dan

parameter Link budget 3G Indosat dapat dilihat pada table 2.2

Tabel 2.1 Parameter Link budget 3G Telkomsel

No Parameter Nilai dan Satuan

1 Tx Power WCDMA 20 W = 43 dBm

2 Frequency (uplink/downlink) 1940 MHz/2130 MHz

3 Wall Loss/Penetration Loss 18 Db

4 Antenna Gain 18 dBi

5 Tinggi Antenna 27 meter

7 Fading Margin 10 dB

8 Cable Loss 3 dB

Sumber : PT Telkomsel 2015

Tabel 2.2 Parameter Link budget 3G Indosat

No Parameter Nilai dan Satuan

1 Frequency (uplink/downlink) 1955 MHz/2150 MHz

2 Tinggi antenna 20.5 (m)

3 Daya pancar (Tx) 43 (dBm)

4 Gain Antena (Gb) 16.5 (dBi)

5 Fading Margin 5 dB

6 Cable Loss (Lc) 1.01 Db

Sumber : PT INDOSAT TBK 2015.

20

2. Redaman Propagasi (Pathloss)

Redaman propagasi (Pathloss) adalah besarnya daya yang hilang dalam

menempuh jarak tertentu. Besarnya redaman ditentukan oleh kondisi alam seperti

tidak adanya halangan antara pemancar dengan penerima. Redaman sangat

dipengaruhi oleh jarak antara pemancar dengan penerima dan frekuensi yang

digunakan. Adanya pemantulan dari beberapa objek dan pergerakan mobile station

menyebabkan kuat sinyal yang diterima oleh mobile station bervariasi dan sinyal

yang diterima tersebut mengalami path loss. Pathloss dipengaruhi pula oleh kontur

medan, kondisi lingkungan, udara sekitar, jarak antara transmitter dan receiver,

juga tinggi dan lokasi antena. Persamaan yang digunakan dalam mengitung pathloss

adalah:

PL = EIRP (Pt) – Daya rata-rata(Pr) (2-2)

2.2.8 Pengenalan Drive Test

Drive test merupakan salah satu bagian pekerjaan dalam optimasi jaringan radio.

Tujuan drive test adalah mengumpulkan informasi jaringan secara real di lapangan.

Informasi yang dikumpulkan merupakan kondisi aktual Radio Frequency (RF) di suatu

Base Transceiver Station (BTS) maupun dalam lingkup base station sub-system (BSS)

yang dilakukan dengan mobil sehingga pengukuran dilakukan bergerak. Perjalananpun

dilengkapi dengan peta digital, GPS, handset dan software drive test, seperti Agilent, Nemo

(Nokia), TEMS (Ericsson), dan Rohde & Schwarz.

Selain tujuan umum diatas, dalam proses drive test dapat bertujuan khusus untuk

optimasi suatu jaringan seperti berikut :

a. Mengetahui Coverage sebenarnya di lapangan,apakah sudah sesuai dengan

prediksi Coverage pada saat Planning

b. Mengetahui parameter jaringan di lapangan,apakah sudah sesuai dengan parameter

Planning dan Optimasi

c. Mengetahui performansi jaringan setelah di lakukan perubahan seperti penambahan

atau pengurangan TRX

d. Mengetahui adanya Interferensi dari sel-sel tetangga

21

e. Mencari adanya Poor Coverage atau daerah yang memiliki daya terima signal yang

rendah

f. Mencari RF yang berkaitan adanya Drop Call atau Block Call

g. Mengetahui performansi jaringan operator lain atau Benchmarking

2.2.8.1 Jenis – Jenis Pengukuran Drive Test

Jenis-jenis pengukuran drive test dibagi menjadi beberapa mode pengukuran yaitu:

a. Drive Test Idle Mode

Pengukuran kualitas sinyal yang diterima MS dalam keadaan idle (tidak melakukan

call/sms). Biasanya mode ini dilakukan hanya untuk mengetahui signal strength suatu area

yang terindikasi low signal/no service.

b. Drive Test Dedicated Mode

Pengukuran kualitas sinyal diikuti dengan pendudukan kanal (long Call/Short Call ke

destination number tertentu). Untuk mengukur dan mengidentifikasi kualitas voice dan

data.

c. Drivetest QoS Mode

Pengukuran kualitas sinyal diikuti dengan pendudukan kanal dengan metode call set up dan

call end dengan formula time / command squence tertentu.

2.2.8.2 Pengambilan Data Secara Drive Test

Cara pengambilan data secara drive test dibagi menjadi empat proses, antara lain

yaitu :

a. Single Site Verification (SSV), merupakan drive test untuk memverifikasi setiap BTS bagus

atau tidak.

b. Cluster, merupakan drive test yang mengukur jaringan setiap cluster atau daerah yang

terdiri dari beberapa site namun hanya untuk satu operator jaringan.

c. Benchmark, merupakan drive test yang membandingkan beberapa operator dalam satu

cluster atau daerah

d. Optimasi, merupakan bagian analisa gangguan atau kurangnya service quality pada site

yang sudah jadi.

22

2.2.8.3 Parameter Drive Test 3G (WCDMA/UMTS)

Meningkatnya jumlah pelanggan sebuah operator tidak hanya berdampak pada

peningkatan revenue, namun juga berakibat pada naiknya jumlah panggilan

gagal. Kegagalan panggilan bisa disebabkan oleh 3 faktor, pertama komponen dalam

ponselnya yang bermasalah, kedua pelanggan memang berada pada luar coverage

BTS sehingga saat handover, ponsel tidak tercakup oleh BTS lain atau pelanggan berada

pada daerah blankspot. Ketiga, jaringan operator yang memang sedang padat.

Faktor pertama tentu bisa diatasi dengan melakukan penggantian komponen,

sementara yang faktor kedua tidak bisa berbuat banyak selain menunggu ponsel

mendapatkan sinyal kembali, solusinya mungkin bisa dilakukan dengan penggantian

simcard operator lain. Pada faktor harus dikembalikan ke operator yang bersangkutan,

apakah jaringan yang mereka pasang sudah baik, sehingga bisa mencakup seluruh

kawasan. Panggilan gagal seringkali terjadi di daerah perkotaan (kepadatan traffic) dan

pegunungan (overlap). Oleh karena itu dilakukan drive test sebagai bagian dari optimasi

jaringan untuk mengetahui parameter-parameter yang terukur agar dapat dievaluasi

sehingga dapat dilakukan perbaikan untuk menjamin kualitas layanan yang lebih baik lagi.

Sama halnya pada GSM, parameter untuk drive test 3G juga dikelompokkan

menjadi dua yaitu parameter untuk verifikasi data BTS dan parameter untuk verifikasi

kualitas jaringan. Paramater untuk verifikasi data BTS, antara lain :

a. Cell ID

Cell ID merupakan nomor unik yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi setiap

BTS atau sektor dari BTS dalam kode area Lokasi (LAC). Pada umumnya digit terakhir

dari Cell ID merupakan Sektor ID sel tersebut. Misalnya sektor 1 BTS maka digit

terakhir cell id-nya 1, dan seterusnya.

b. Universal Absolute Radio Frequency Channel Number (UARFCN)

UARFCN merupakan nomor kanal yang mewakili carrier UMTS sebesar 5 MHz.

Nomor kanal UARFCN dihitung sesuai dengan frekuensi yang digunakan dikalikan 5.

Misalnya jika frekuensi 2132,8 MHz maka UARFCN = 2132,8 MHz* 5 = 10.664.

23

c. Scrambling Code (SC)

Scrambling Code merupakan kode yang membedakan antar sektor BTS atau sel

digunakan untuk membedakan user yang satu dengan yang lainnya.

2.2.9 Propagasi Free Space Loss (FSL)

Pada saat sinyal meninggalkan antenna, sinyal akan berpropagasi atau lepas ke

udara. Pada frekuensi 2.4 GHz sangat penting sekali untuk menentukan agar jalur antara

dua antenna ini tidak ada penghalang. Kita kemungkinan besar akan melihat adanya

degradasi dari sinyal yang berpropagasi di udara jika ada hambatan di jalur. Pohonan,

bangunan, tiang PLN, tower, gunung semua merupakan contoh dari penghalang. Tetapi

sebagian besar redaman dalam system wireless adalah redaman karena sinyal harus

merambat diudara. Persamaan dari redaman Free Space (Free Space Loss / FSL) adalah

sebagai berikut:

(2-3)

Keterngan :

FSL = Free Space Loss

d = Jarak (Km)

f = Frekuensi (MHz)

Free Space Loss (FSL) adalah suatu nilai yang menunjukkan rugi-rugi jalur

transmisi. Rugi-rugi jalur transmisi ini dikarenakan karena penggunaan media udara

sebagai media pemandu, jarak jalur transmisi dan penggunaan frekuansi radio. Dan untuk

mencari daya rata-rata pada FSL dapat digunakan persamaan sebagai berikut:

(2-4)

Keterangan:

= Daya rata-rata FSL

= Nilai daya pancar antena (dBm)

FSL = Free Space Loss

24

2.2.10. Uji Normalitas Data dan Nilai Rata-rata

Uji normalitas data dan nilai rata-rata merupakan proses yang dilakukan pada data

hasil penggukuran sebelum dilakukan pengolahan dan analisa data pada bab hasil dan

pembahasan.

2.2.10.1 Uji Normalitas Data

Uji normalitas data merupakan salah satu uji mendasar yang dilakukan sebelum

melakukan analisis data lebih lanjut atau lebih dalam, data yang normal dijadikan landasan

dalam beberapa uji statistik meskipun semua data tidak dituntut harus normal.

Uji normalitas data itu sendiri berfungsi untuk melihat bahwa data sampel yang kita

ambil atau kita gunakan mengikuti atau mendekati distribusi normal. Jika asumsi ini

dilanggar, maka uji statistik menjadi tidak valid atau bias terutama untuk sampel kecil. Uji

normalitas dapat dilakukan melalui dua pendekatan yaitu melalui pendekatan grafik

(histogram dan P-P Plot) atau uji kolmogorov-smirnov, chi-square, Liliefors maupun

Shapiro-Wilk.

2.2.10.2 Nilai Rata-rata

Menentukan nilai rata-rata merupakan proses perataan semua data hasil pengukuran

yang dilakukan sehingga dapat dilakukan proses selanjutnya yaitu pengolahan data. Proses

penentuan nilai rata-rata dilakukan pada semua parameter yaitu RSCP, Ec/No dan SQI

dengan menggunakan persamaan:

( ) ∑

(2-5)

Keterangan:

Mean = Rata-rata

x = Data

n = Jumlah data

25

2.2.11 Parameter-parameter Peneletian

a. RSCP (Receive Signal Code Power)

RSCP adalah tingkat kekuatan sinyal pada jaringan 3G yang diterima ponsel.

Standard RSCP biasanya ditampilkan dalam bentuk warna dan angka dengan satuan

dBm. Setiap operator memiliki standard warna yang berbeda. Tingkat kekuatan sinyal

di jaringan 3G yang diterima ponsel sama halnya dengan RxLev pada GSM dengan

satuan -dBm. Standar nilai RSCP Jaringan 3G/WCDMA Telkomsel dapat dilihat pada

table 2.3 dan standar nilai Rx Level / RSCP Indosat dapat dilihat pada table 2.4

Tabel 2.3 Standar Nilai RSCP Jaringan 3G/WCDMA PT.TELKOMSEL

Level Sinyal (dBm) Kategori Kuat sinyal

-85≤x<-10 Sangat Baik

-95≤x<-85 Baik

-105≤x<-95 Cukup Baik

x≤-105 Kurang Baik

Sumber : PT Telkomsel 2015

Tabel 2.4 Standar nilai Rx Level / RSCP (dBm)

Kategori Rx Level / RSCP (dBm)

Sangat Baik -60 s\d 0

Baik -75 s\d -65

Cukup Baik -85 s\d -75

Cukup -95 s\d -85

Kurang -105 s\d -95

Sangat kurang -120 s\d -105

Sumber : PT Indosat Tbk 2015

26

b. CPICH Ec/No (Common Pilot Channel Ec/No)

CPICH Ec/No adalah rasio perbandingan antara energi yang dihasilkan dari sinyal

pilot dengan total energi yang diterima. Ec/No juga menunjukkan level daya minimum

(threshold) dimana MS masih bisa melakukan suatu panggilan. CPICH Ec/No juga

dapat didefenisikan sebagai parameter dat kualitas suara pada jaringan 3G UMTS yang

nilai dan fungsinya sama dengan Rx Quall pada jaringan 2G GSM. Standar nilai

CPICH Ec/No dapat dilihat pada tabel 2.5

Tabel 2.5 Standar nilai CPICH Ec/No (dB)

Range Nilai Kualitas Sinyal

-4 to 1 Sangat baik

-8 to -4 Baik

-10 to -8 Cukup baik

-12 to -10 Sedang

-14 to -12 Cukup buruk

-16 to -14 Buruk

-30 to -16 Sangat buruk

Sumber: Kusuma (2009)

c. Speech Quality Index (SQI)

SQI adalah pengukuran yang lebih dikhususkan untuk menggambarkan kualitas

suara. Skala SQI antara -20 s/d 30, semakin besar nilainya maka semakin baik. Nilai

SQI dihitung oleh TEMS secara otomatis yang di update setiap 0.5 detik. Standar nilai

SQI dapat dilihat pada tabel 2.6

Tabel 2.6 Standar nilai SQI

Rentang Nilai Kualitas

18 hingga 30 Baik

10 hingga 18 Sedang

-20 hingga 10 Buruk

Sumber: Kusuma (2009)