KARAKTERISTIK KANAL WIRELESS

Pada sistem komunikasi nirkabel banyak sekali gangguan-gangguan yang dapat memperburuk kinerja sistem, salah satunya yaitu multipath fading. Multipath fading umumnya terjadi karena pantulan-pantulan yang disebabkan oleh benda-benda di sekitar jalur transmisi. Pantulan-pantulan ini akan menyebabkan perbedaan panjang lintasan sinyal sehingga sinyal yang diterima merupakan penjumlahan dari sinyal-sinyal tersebut. Hal ini tentu saja memperburuk kineja sistem telekomunikasi.

Fading secara definitif adalah penurunan dan fluktuasi daya di penerima. Fading menyebabkan suatu kondisi dimana sinyal yang diterima terlalu jelek untuk dilakukan pemrosesan sinyal selanjutnya, yaitu demodulasi. Masalah akibat fading adalah 2 macam, yaitu:

1.      penurunan sinyal

2.      fluktuasi sinyal itu sendiri

Sinyal yang ditransmisikan melalui gelombang radio akan mengalami fluktuasi akibat karakteristik mediumnya yang selalu berubah-ubah. Fluktuasi tersebut dapat dibagi menjadi dua yaitu:

1.      Large Scale Fading

2.      Small Scale Fading

Large Scale Fading, menunjukkan fluktuasi redaman propagasi yang relatif konstan pada daerah yang luas dan interval waktu yang lama. Terdapat tiga macam mekanisme propagasi yang menghasilkan fluktuasi yaitu:

1.      Refleksi, muncul ketika gelombang radio mengenai benda rata dengan dimensi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang dari gelombang tersebut.

2.      Difraksi, timbul jika antara pemancar dan penerima terhalang oleh benda dengan permukaan tajam. Peristiwa difraksi menimbulkan gelombang semu yang muncul di belakang benda penghalang yang terus merambat menuju penerima. Munculnya gelombang semu ini disebut sebagai shadowing.

3.      Scattering, timbul jika gelombang radio merambat melalui medium dengan dimensi yang lebih kecil dibandingkan dengan panjang gelombang sinyal. Permukaan medium tersebut biasanya kasar. Scattering menyebabkan gelombang tersebut akan dipantulkan ke bermacam arah.

Cara mengatasi large scale fading

1.      Fading margin, secara definitif adalah adalah kenaikan daya pancar yang harus dilakukan agar penerimaan lebih atau sama dengan level penerimaan minimum yang diijinkan. Penerimaan yang dimaksud adalah penerimaan pada tepi sel sebagai kasus yang terburuk, sehingga, fading margin sesungguhnya akan menaikkan reliabilitas sinyal pada tepi sel menjadi di atas 50%.

2.      Diversitas, teknik untuk mengatasi multipath fading dengan menggunakan dua atau lebih sinyal yang secarastatistik independen (dalam waktu, frekuensi, spasial, atau polarisasi) antara satu dengan lainnya. Teknik diversity merupakan suatu teknik dimana sinyal informasi dikirim melalui beberapa lintasan yang berbeda. Hal ini dilakukan agar terbentuk informasi redundant yang akan membantu proses deteksi pada destination.

Small Scale Fading, merupakan fluktuasi redaman propagasi pada daerah yang sempit dan interval waktu yang singkat. Model propagasi small scale sangat penting untuk menjelaskan efek propagasi multipath.

Ada dua macam perwujudan/manifestasi propagasi multipath:

1.      Time Variying Kanal, disebabkan oleh pergerakan antara pemancar dan penerima (jarak MS dan BS yang sedang berubah). Pada fluktuasi ini dikenal istilah waktu koheren yang didefinisikan sebagai durasi waktu ketika respon kanal tidak bergantung pada waktu. Jika waktu koheren kanal jauh lebih kecil dibandingkan waktu durasi simbol, disebut sebagai kanal fast fading. Jika waktu koheren kanal lebih besar dibandingkan waktu durasi simbol, disebut sebagai kanal slow fading.

2.      Time Spreading Sinyal, mengamati fenomena dari waktu transmisi antar symbol dan dispersi symbol yang ditransmisikan. Tidak samanya waktu sampai semua komponen multipath di penerima akan mengkibatkan timbulnya multipath delay spread yang didefinisikan sebagai perbedaan delay waktu antara kedatangan komponen pertama sinyal dan komponen terakhir sinyal.

Time spreading sinyal juga dapat dilihat dari bandwidth koheren kanal. Bandwidth koheren kanal merupakan pengukuran secara statistik dari suatu range frekuensi di mana kanal dapat dianggap “flat”, yaitu kanal melewatkan semua komponen spektral dengan gain yang rata-rata tetap dan memiliki fasa linear. Bandwidth koheren berbanding terbalik dengan delay spread.

Karakteristik small-scale fading (multipath fading) dapat dipetakan baik pada domain waktu maupun frekuensi seperti yang terlihat pada gambar di bawah.

Cara mengatasi small scale fading

1.      Teknik anti frequency selective fading diperlukan jika bandwidth sinyal lebih besar dari bandwidth koheren kanal seperti yang sudah dijelaskan pada bagian sebelumnya.

2.      Beamforming adalah proses pembentukan beam menuju ke arah user yang diinginkan serta menekan sinyal pengganggu dari arah lain.

3.      Coverage Availability adalah Salah satu parameter kualitas transmisi dari jaringan komunikasi selular.

KESIMPULAN

Dalam mengatasi fading harus melihat penyebabnya, dari penjelasan penjelasan di atas, kita bisa melihat 3 hal penyebab fading:

1.      Ketergantungan kuat sinyal terhadap jarak menyebabkan penurunan sinyal (Large scale pathloss) Analisis MS pada satu titik lokasi diam

2.      Delay spread menyebabkan variasi sinyal dalam domain frekuensi

3.      Pergerakan user menyebabkan variasi sinyal dalam domain waktu

Fading akan diatasi dengan berbagai cara:

1.      Fading Margin dalam desain cakupan RF

2.      Diversitas: place, time frequency

3.      Receive antenna diversity: Fading jarang terjadi pada 2 lokasi secara simultan, khususnya pada jarak kelipatan ganjil seperempat

Praktikum Rangkaian Elektronika Komunikasi

Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan tersebut diharapkan mahasiswa akan dapat:

1.      Memahami prinsip kerja rangkaian osilator Colpitts

2.      Menentukan nilai frekuensi osilasi pada osilator Colpitts

Kerangka Teori

Osilator yaitu suatu rangkaian elektronika yang dapat membangkitkan getaran listrik dengan frekuensi tertentu dan amplitudonya tetap. Dasar dari sebuah osilator yaitu sebuah penguat dengan sistem feedback, yaitu sebagian sinyal keluaran yang dikembalikan lagi ke masukan denga pahse dan tegangan yang sama sehingga terjadi osilasi yang terus menerus. Maka dari itu dapat dikatakan bahwa isolator tidak memiliki input namun dapat mengeluarkan output karena sistem umpan balik ini.

Syarat-syarat agar terjadi osilasi adalah dengan adanya rangkaian penguat, rangkaian feedback, dan rangkaian tank circuit. Ada banyak jenik osilator, salah satunya adalah osilator Collpit.

Osilator Collpit adalah salah satu topologi osilator yang efektif digunakan untuk pembangkit gelombang sinus pada rentang frekuensi antara 10kHz hingga 10MHz. Osilator ini menggunakan rangkaian tertala LC dan umpanbalik positif melalui suatu pembagi tegangan kapasitif dari rangkaian tertala. Umpanbalik ini bisa ditempatkan deret maupun jajar.

Osilator Colpitt ini sangat mirip dengan osilator Shunt-fed Hartley. Perbedaan yang pokok adalah pada bagian rangkaian tangkinya. Pada osilator Colpitt, digunakan dua kapasitor sebagai pengganti kumparan yang terbagi. Balikan dikembangkan dengan menggunakan “medan elektrostatik” melalui jaringan pembagi kapasitor.

Frekuensi osilasi ditentukan oleh rumus

dan penguatan transistor yang dibutuhkan oleh osilator untuk memelihara osilasi adalah

Alat dan Bahan

1.      RF Choke 2.5 mH/100 mA (1 buah)

2.      Transistor C546B

3.      Resistor 10KW (2 buah), 1K (1 buah), 2K (1 buah)

4.      Induktor 10 µH (1 buah)

5.      Kapasitor 104pF (3 buah), 103pF (1 buah), 102pF (1 buah)

6.      Adaptor 9 volt

7.      Osiloscope

8.      Probe (1 pasang)

Gambar Rangkaian

Langkah Percobaan

1.      Menyiapkan alat dan komponen yang dibutuhkan

2.      Merangkai alat dan komponen seperti pada skema gambar di atas

3.      Hubungkan probe osiloskop pada output rangkaian

4.      Mengamati gelombang yang dihasilkan

Hasil Percobaan

Volt/div = 5V

Time/div = 0,5 ms

Tinggi kotak = 1,3

Lebar kotak = 1,2

Kesimpulan

Nilai frekuensi dipengaruhi oleh besarnya nilai induktansi dan kapasitansi