Link Budget
Link budget merupakan perhitungan total keuntungan dan kerugian pada sistem transmisi. Link budget ini melihat elemen-elemen yang akan menentukan kekuatan sinyal yang tiba di penerima (Rx). Perhitungan link budget diperlukan dalam mendesain sistem komunikasi radio untuk menghitung tingkat daya yang diperlukan dan menyelidiki base station coverage [1].
Berikut merupakan parameter yang digunakan dalam perhitungan link budget:
- Daya pemancar (Transmitter power).
- Penguatan antena (Antenna gains), pada pemancar dan penerima.
- Antenna feeder losses.
- Path loss.
- Sensitivitas penerima (Receiver sensitivity)
Dengan demikian, persamaan link budget dapat dirumuskan sebagai berikut:
Received power (dBm) = Transmitted power (dBm) + gains (dbm) — losses (dBm)
atau
PRX = PTX + GTX + GRX — LTX — LFS — LFM — LRX
Keterangan:
- PRX= received power (dBm)
- PTX = transmitter output power (dBm)
- GTX = transmitter antenna gain (dBi)
- GRX = receiver antenna gain (dBi)
- LTX = transmit feeder dan associated losses (feeder, connectors, etc.) (dB)
- LFS = free space loss or path loss (dB)
- LFM = kerugian propagasi sinyal dari banyak sisi (seperti margin fading, ketidakcocokan polarisasi, kerugian yang terkait dengan media yang dilalui sinyal, dan kerugian lainnya) (dB)
- LRX = receiver feeder losses (feeder, connectors, etc.) (dB)
Perancangan Antena
Untuk merancang antena, maka perencanaan awal Jaringan Akses Radio ini dapat dimulai dengan melakukan perhitungan Radio Link Budget. Pada rancangan antena ini dibuat untuk daerah Universitas Pendidikan Indonesia Kampus di Purwakarta yang termasuk ke dalam daerah sub-urban dengan menggunakan standarisasi teknologi LTE yang saat ini sudah berjalan secara optimal. Dengan demikian, Tabel 1 dan 2 menunjukkan paramater yang dipilih dalam perancangan antena ini.
Dari hasil perhitungan Uplink Link Budget dan Downlink Link Budget, maka dapat disimpulkan path loss maksimum yang diperbolehkan adalah 163,4 dB.
Selanjutnya, menyeimbangkan antara uplink dan downlink termasuk tujuan utama dari perhitungan link budget juga. Karena, BTS dan mobile station (MS) memiliki perbedaan arsitektur frekuensi radio, sehingga ketidakseimbangan mungkin terjadi di sisi penerima. Balancing ditunjukkan ketika kondisi uplink lebih besar daripada downlink.
Model Propagasi (Path Loss)
Model propagasi menjelaskan propagasi sinyal rata-rata, dan mengonversi kehilangan propagasi maksimum yang diizinkan menjadi rentang sel maksimum dengan memperhatikan kondisi lingkungan, seperti: perkotaan, pedesaan, perkotaan padat, pinggiran kota, terbuka, hutan, laut, dan sebagainya (jarak, frekuensi, kondisi atmosfer, di dalam/luar ruangan)
Contoh model propagasi ini bermacam-macam, diantaranya Free space, Walfish–Ikegami, Okumura–Hata, Longley–Rice, Lee dan Young. Karena, perancangan ini dibuat untuk daerah suburban, maka model yang paling umum digunakan adalah model Okumura-Hata, dengan persamaan rumus sebagai berikut:
Untuk daerah urban:
Untuk kota kecil sampai sedang:
Untuk kota besar:
Untuk Suburban:
Dengan keterangan:
Sebelumnya, telah didapat nilai path loss sebesar 164 dB. Selanjutnya, berdasarkan asumsi atau parameter yang ditunjukkan pada Tabel 3, dan pita frekuensi yang digunakan sebesar 1500 MHz.
Maka, berikut hasil pathloss menggunakan model propagasi okumura-hata untuk daerah Universitas Pendidikan Indonesia Kampus di Purwakarta (suburban) adalah 172.0448 dB dengan perhitungan teoritis sebagai berikut:
Lu = 69.55+26.16*log(f)-13.82*log(hb)-cf
= 69.55+26.16*log(1500Mhz)-13.82*log(50)-cf
= 286.1168 — cf
cf = 3.2*(log(11.75*hm))*(log(11.75*hm))-4.97
= 3.2*(log(11.75*1.5))*(log(11.75*1.5))-4.97
= −0,000919047
Lu = 286.1168 — cf
= 286.1168 — (−0,000919047)
= 286.1177
Lsu = Lu-(2*[log(f/28)*log(f/28)])-5.4
= Lu-(2*log(1500Mhz/28)*log(1500Mhz/28))-5.4
= 286,1177-(2*log(1500Mhz/28)*log(1500Mhz/28))-5.4
= 172.0448
Power Receive Signal Code Power (RSCP)
RSCP (dBm) = EIRP — wall loss — body loss — path loss — (handover + Fading margin)
= 24 dBm — 0–0–172.0448 dB — (8.8 dB)
= −156.8448 dB
Dengan demikian, daya pancar yang dihasilkan oleh rancangan antena tersebut sebesar −156.8448.
Referensi
[1] Sharma, P. K., & Singh, R. K. (2012). Cell coverage area and link budget calculations in GSM system. International Journal of Modern Engineering Research (IJMER), 2(2), 170–176.
[2] LTE Encyclopedia. LTE Radio Link Budgeting and RF Planning. Tersedia online: https://sites.google.com/site/lteencyclopedia/lte-radio-link-budgeting-and-rf-planning
