TEKNIK TELEKOMUNIKASI DASAR Kuliah 10 – Komunikasi Bergerak

TKE 2102
TEKNIK TELEKOMUNIKASI DASAR
Kuliah 10 – Komunikasi Bergerak
Indah Susilawati, S.T., M.Eng.
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer
Universitas Mercu Buana Yogyakarta
2009

B A B X
K O M U N I K A S I B E R G E R A K
( M O B I L E C O M M U N I C A T I O N )
Tujuan Instruksional
1. Umum
Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, mahasiswa dapat menjelaskan prinsipprinsip
dasar telekomunikasi.
2. Khusus
Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan komunikasi tanpa
kabel, meliputi konsep dasar, teknik akses, penggunaan ulang frekuensi,
sistem pager, penjatahan kanal, pindah tangan, interferensi, dan peningkatan
kapasitas sistem.
10.1 Pendahuluan
Dalam kehidupan sehari-hari dikenal berbagai macam komunikasi
bergerak, yang pada dasarnya adalah komunikasi menggunakan gelombang radio.
Pembuka pintu garasi, pengendali jarak jauh (remote control), telepon nirkabel
(cordless), radio panggil (pager), dan telepon seluler adalah contoh-contoh sistem
komunikasi bergerak. Kerumitan, unjuk kerja, dan macam pelayanan yang
ditawarkan masing-masing sistem tersebut berbeda satu sama lain.
Istilah “bergerak” atau mobile biasanya digunakan untuk
mengelompokkan sebarang terminal radio yang dapat dapat dipindahkan pada
saat terminal tersebut bekerja. Dalam perkembangan selanjutnya, istilah tersebut
lebih banyak digunakan untuk menunjuk sebuah terminal radio yang terhubung
dengan platform yang bergerak dengan kecepatan tinggi (yaitu telepon seluler
dalam kendaraan yang bergerak cepat). Sedangkan istilah portable digunakan
untuk menunjuk terminal radio genggam yang digunakan pada kecepatan berjalan
manusia (yaitu telepon nirkabel di dalam rumah). Pemakai atau pelanggan sistem

103
komunikasi bergerak saling berhubungan melalui stasiun basis yang terhubung ke
sumber daya dan jaringan tulang-punggung tetap (fixed backbone network).
Pada awal perkembangan sistem komunikasi bergerak, digunakan antena
pengirim tunggal berdaya tinggi untuk memperoleh daerah cakupan yang luas.
Untuk keperluan ini, antena harus dipasang pada menara yang tinggi. Rancangan
yang demikian dapat memberikan daerah cakupan yang bagus, namun tidak
memberikan kemungkinan untuk menggunakan frekuensi yang sama di dalam
satu sistem. Hal ini disebabkan karena penggunaan frekuensi yang sama pada satu
daerah cakupan akan menimbulkan interferensi. Bersamaan dengan meningkatnya
permintaan pelayanan dan terbatasnya spektrum frekuensi yang tersedia, maka
dikembangkan suatu konsep telepon bergerak yang mempunyai kapasitas tinggi
(dengan menggunakan spektrum frekuensi yang terbatas) dan sekaligus dapat
mencakup daerah yang luas. Konsep ini yang kemudian terkenal dengan nama
konsep seluler.
10.2 Konsep Seluler
Konsep seluler hingga saat ini dapat dikatakan sebagai penyelesaian yang
terbaik untuk mengatasi masalah terbatasnya spektrum frekuensi dan kapasitas
pelanggan. Pada konsep ini ditawarkan kapasitas yang sangat tinggi dalam alokasi
spektrum yang terbatas tanpa perubahan teknologi yang amat besar. Konsep
dasarnya adalah mengganti pengirim tunggal berdaya tinggi dengan beberapa
pengirim berdaya lebih rendah yang masing-masing melayani daerah cakupan
yang lebih kecil. Daerah pelayanan yang lebih kecil ini disebut sel. Pada tiap-tiap
sel ini dialokasikan sejumlah kecil kanal dari keseluruhan kanal yang ada,
sehingga keseluruhan kanal yang dimiliki sistem tersebut terbagi-bagi dalam selsel
yang ada. Interferensi antar stasiun basis dapat diminimalkan jika stasiun basis
yang berdekatan menggunakan grup kanal yang berbeda. Dengan memisahkan
stasiun-stasiun basis dan grup-grup kanal denngan cara yang sistematis, kanalkanal
didistribusikan dan digunakan berulang kali. Dalam hal ini interferensi antar

104
stasiun ko-kanal harus tetap rendah. Stasiun ko-kanal adalah stasiun-stasiun yang
menggunakan frekuensi yang sama.
Jika permintaan pelayanan terus meningkat, yang berarti jumlah kanal
yang dibutuhkan juga meningkat, maka jumlah stasiun basis dapat diperbanyak.
Dengan cara ini kapasitas sistem menjadi lebih besar tanpa harus menambah lebar
spektrum frekuensi yang digunakan. Untuk menghindari tambahan interferensi
maka daya pengirim yang digunakan harus dikurangi. Prinsip ini merupakan dasar
semua sistem komunikasi tanpa kabel modern, karena dengan sejumlah kanal
yang tertentu (tetap) konsep seluler dapat melayani sejumlah besar pelanggan
melalui penggunaan ulang frekuensi (kanal).
Sistem seluler terdiri atas tiga bagian dasar, yaitu unit bergerak, tapak sel
(cell site) dan MTSO (Mobile Telephone Switching Office), dengan hubunganhubungan
yang mengaitkan ketiga subsistem tersebut.
1. Unit bergerak. Sebuah unit telepon bergerak terdiri atas unit pengendali,
sebuah pancarima, dan sebuah antena.
2. Tapak sel. Tapak sel menyediakan antarmuka antara MTSO dan unit-unit
bergerak. Tapak sel mempunyai unit pengendali, kabinet-kabinet radio,
antena-antena, catu daya, dan terminal-terminal data.
3. MTSO. Pusat pensaklaran, yaitu elemen pengatur pusat untuk semua tapak
sel, terdiri atas prosesor seluler dan saklar seluler. MTSO berantarmuka
dengan kantor-kantor daerah perusahaan telepon, mengendalikan proses
panggilan, dan menangani kegiatan penagihan. MTSO juga sering disebut
dengan MSC (Mobile Switching Center).
4. Hubungan. jalur radio akan menghubungkan ketiga subsistem dalam konsep
seluler tersebut di atas. Setiap unit bergerak hanya dapat menggunakan satu
kanal pada satu waktu tertentu untuk hubungan komunikasinya. Kanal yang
digunakan tersebut tidak tetap, tetapi dapat merupakan sebarang kanal dalam
sistem seluler yang menyediakan pelayanan. Setiap tapak sel dapat
menghubungkan sejumlah besar unit bergerak secara bersamaan (simultan).
Perhatikan gambar 10.1.

105
MTSO atau MSC merupakan jantung sistem seluler. Prosesor yang
terdapat didalamnya menyediakan pengaturan pusat dan administrasi sistem
tersebut.
Saklar seluler, baik analog maupun digital, menghubungkan pelanggan
bergerak dengan pelanggan bergerak yang lain dan dengan jaringan telepon
nasional. Saklar seluler ini terdiri atas trunk suara dan juga jalur-jalur data untuk
mengawasi hubungan antara pemroses dengan saklar dan antara tapak sel dengan
prosesor. Jalur radio ini membawa sinyal antara unit bergerak dengan tapak sel.
Gambar 10.1 Bagian-bagian dasar sistem seluler
10.3 Teknik Akses Jaringan
Teknik akses jaringan memungkinkan pelanggan-pelanggan menggunakan
kanal secara bersama. Ada beberapa jenis teknik akses jaringan yang
dipergunakan dalam system seluler, yaitu:
1. FDMA
Dengan FDMA, bidang frekuensi dibagi menjadi segmen-segmen dengan
lebar-bidang yang tertentu dan setiap segmen dapat diakses oleh pengguna
pada suatu saat.

2. TDMA
106
Dengan TDMA, domain kerja adalah waktu. Setiap pengguna mempunyai
jatah slot waktu untuk menggunakan seluruh bidang frekuensi yang ada untuk
mengirimkan sinyal.
3. CDMA
Dengan CDMA, setiap pengguna dapat mengirimkan sinyal pada setiap saat
dengan menggunakan seluruh bidang frekuensi yang ada, dengan
menggunakan kode yang berbeda-beda.
10.4 Penggunaan Ulang Frekuensi
Sistem radio seluler mengandalkan pengalokasian kanal yang cerdas dan
penggunaan ulang frekuensi pada keseluruhan daerah cakupan. Setiap stasiun
basis seluler dialokasikan untuk satu grup kanal yang akan digunakan dalam satu
wilayah geografis kecil yang disebut sel. Stasiun-stasiun basis yang berdekatan
harus dialokasikan untuk grup kanal yang berbeda. Antena stasiun basis dirancang
untuk melayani daerah tertentu saja. Dengan membatasi daerah cakupan antena
sebatas satu sel saja, maka grup-grup kanal yang sama dapat digunakan kembali
pada sel-sel yang letaknya berjauhan. Proses perancangan pemilihan dan
pengalokasian grup-grup kanal untuk semua stasiun basis seluler dalam suatu
sistem disebut penggunaan ulang frekuensi (frequency reuse) atau perencanaan
frekuensi.
Gambar 10.2 memperlihatkan penggunaan ulang frekuensi pada konsep
seluler, dimana sel-sel yang berlabel sama menggunakan grup kanal yang sama
pula. Sel-sel berbentuk segienam merupakan pemodelan cakupan radio tiap-tiap
stasiun basis yang telah disederhanakan untuk mempermudah analisis. Daerah
cakupan sel yag sebenarnya disebut footprint dan dapat ditentukan melalui
pengukuran medan atau dari model-model perkiraan perambatan gelombang.
Pemilihan bentuk sel ini adalah karena segienam dapat mencakup dengan tepat
keseluruhan wilayah pelayanan tanpa tumpang tindih, dan paling mendekati pola

107
radiasi lingkaran yang dihasilkan oleh antena stasiun basis omni-direksional dan
perambatan ruang bebas.
Dengan menggunakan sel berbentuk segienam, antena pengirim pada
stasiun basis dapat diletakkan di pusat atau di sudut sel. Eksitasi di pusat sel
biasanya menggunakan antena omni-direksional, sedangkan eksitasi di sudut sel
menggunakan antena direksional tersektor. Pertimbangan praktis biasanya tidak
memugkinkan penempatan antena di pusat atau di sudut sel dengan tepat.
Sebagian besar sistem memperbolehkan penempatan antena hinga sejauh 1/4 kali
radius sel dari letak idealnya.
Jika suatu sistem seluler mempunyai kanal total sebanyak S, setiap grup
kanal terdiri atas k kanal (k < S), dan S dibagi sama banyak untuk N sel, maka
jumlah total kanal radio yang dapat digunakan adalah
S = k N (1)
Jumlah sel yang dengan tepat menggunakan keseluruhan frekuensi, yaitu
N sel, disebut kelompok sel atau kluster. Jika sebuah kelompok sel digandakan
dalam sebuah sistem sebanyak M kali, maka jumlah kanal total C yang
merupakan ukuran kapasitas sistem tersebut adalah
C = M k N = M S (2)
Sesuai dengan persamaan (2), kapasitas sistem seluler sebanding dengan jumlah
penggandaan kluster. Faktor N disebut ukuran kelompok sel dan biasanya
berjumlah 4, 7, atau 12 sel. Jika ukuran atau besar N diperkecil dan raius sel tetap,
maka dibutuhkan lebih banyak kelompok sel yang berarti memperbesar kapasitas
total C. Ukuran kelompok sel yang besar menandakan bahwa perbandingan radius
sel dan jarak antara sel-sel yang ko-kanal juga besar. Sebaliknya, ukuran
kelompok sel yang kecil menunjukkan bahwa jarak antara sel-sel yang ko-kanal
juga kecil. Nilai N merupakan fungsi dari besar interferensi yang dapat diterima
oleh pelanggan atau stasiun basis untuk tetap menjaga kualitas komunikasi. Sudut
pandang perancangan akan mengusahakan nilai N yang sekecil mungkin untuk
menghasilkan kapasitas total C yang sebesar-besarnya. Faktor penggunaan ulang
frekuensi dari sebuah sistem seluler adalah 1/N, karena tiap sel dalam suatu

108
kelompok sel hanya mempunyai 1/N kali jumlah kanal yang dapat digunakan di
dalam sistem.
Gambar 10.2 Penggunaan ulang frekuensi pada konsep seluler (N=4)
10. 5 Sistem Pager
Sistem pager adalah sistem radio satu arah yang digunakan untuk
memberitahu seseorang bahwa orang lain menginginkan orang tersebut untuk
menghubunginya melalui telepon. Rentang frekuensi untuk pager adalah sbb:
26,1 – 50 MHz
146 – 174 MHz
806 – 960 MHz
68 – 88 MHz
450 – 470 MHz
10.6 Strategi Pembagian Kanal
Spektrum radio dapat digunakan secara efektif jika tersedia suatu skema
penggunaan ulang frekuensi yang sesuai dengan perkembangn kebutuhan
kapasitas dan menjaga interferensi tetap kecil. Berbagai macam strategi telah
dikembangkan, yang terbagi dalam pembagian tetap dan dinamis. Strategi
pembagian kanal ini akan mempengaruhi unjuk kerja sistem, khususnys pada
bagaimana penanganan komunikasi pada saat pelanggan berpindah sel.

109
Pada pembagian tetap, setiap sel mempunyai sejumlah kanal yang tetap.
Panggilan yang terjadi dalam sel hanya dapat dilayani oleh kanal bebas yang ada
di dalam sel tersebut. Jika semua kanal yang dimiliki telah digunakan maka
panggilan yang datang tidak dapat dilayani. Dalam pembagian tetap ini juga telah
dilembangkan strategi peminjaman, dimana sel dapat meminjan kanal dari sel
yang berdekatan jika semua kanal yang dimikinya telah terpakai. Prosedur
peminjaman kanal ini diatur oleh pusat pensaklaran atau MTSO, untuk
menghindari gangguan dan interferensi dengan komunikasi (panggilan) lain yang
sedang berlangsung.
Pada pembagian dinamis, kanal tidak terbagi secara permanen tetapi sel
akan meminta kanal dari MTSO setiap kali ada permintaan pelayanan komunikasi
(panggilan). MTSO akan mengatur penggunaan kanal agar tidak terjadi
interferensi dalam sel atau antar sel yang berdekatan. Pembagian kanal secara
dinamis akan mengurangi kemungkinan bloking panggilan sehingga dapat
menningkatkan kapasitas pelayanan sistem karena semua kanal dapat diakses oleh
seluruh sel yang ada.
Selain dua jenis penjatahan ini, terdapat sistem yang menggunakan strategi
peminjaman (borrowing strategy) yang memungkinkan sistem dengan penjatahan
tetap untuk meminjam kanal bebas dari sel yang lain.
10.7 Strategi Lepas-Tangan (Handoff)
Jika pelanggan telepon bergerak memasuki sel yang lain pada saat
komunikasi sedang berlangsung, maka MTSO secara otomatis akan
memindahkan komunikasi tersebut ke kanal yang baru milik sel yang
dimasukinya. Proses ini disebut lepas-tangan. Proses lepas-tangan meliputi
identifikasi stasiun basis baru, alokasi sinyal suara, dan alokai sinyal pengendali
ke kanal yang baru.
Penanganan lepas-tangan merupakan hal yang penting dalam sistem radio
seluler. Beberapa strategi lebih mengutamakan untuk melayani permintaan lepastangan
daripada permintaan panggilan baru. Supaya komunikasi tidak terputus

110
pada lepas-tangan harus dilakukan dengan baik. Berdasarkan kebutuhan ini,
sistem harus menentukan tingkat daya sinyal tertentu untuk memulai proses lepas
tangan. Pemilihan tingkat daya sinyal ini harus cukup besarnya sehingga tidak
menyebabkan terputusnya komunikasi.
Dalam proses lepas-tangan harus dipastikan bahwa turunnya daya sinyal
yang diterima bukan karena pudaran sementara dan bahwa pemakai benar-benar
bergerak menjauhi stasiun basis. Stsiun basis memantau tingkat sinyal pada
selang waktu tertentu sebelum lepas-tangan dimulai. Pengukuran kuat sinyal ini
harus dapat menghindari lepas-tangan yang tidak perlu, dan sebaliknya harus
memastikan terjadinya lepas-tangan yang perlu sebelum komunikasi terputus
(drop call). Waktu yang dibutuhkan untuk menentukan perlu atau tidaknya lepastangan
ditentukan oleh kecepatan gerak pelanggan. Jika kemiringan rerata sinyal
yang diterima curam, maka harus segera lepas-tangan. Kecepatan gerak
pelanggan, yang merupakan hal penting dalam menentukan keputusan lepastangan,
dapat dihitung dari statistik pudaran sinyal jangka pendek yang diterima
oleh stasiun basis.
Lamanya waktu suatu komunikasi berada dalam satu sel tanpa lepastangan
disebut waktu tinggal atau dwell time. Faktor-faktor yang mempengaruhi
waktu tinggal antara lain perambatan, interferensi, dan jarak antara pelanggan
dengan stasiun basis. Bahkan untuk pemakai yang diam, pudaran dapat terjadi
karena gerakan benda-benda lain disekitar pemakai dan di sekitar stasiun basis.
Hal ini menyebabkan waktu tinggal menjadi acak dan tertentu meskipun untuk
pemakai yang diam.
Pada sistem seluler generasi yang pertama, pengukuran kuat sinyal
dilakukan oleh stasiun basis dan diatur oleh MTSO. Masing-masing stasiun basis
memantau kuat sinyal yang diterima pemakai baik dalam sel itu sendiri maupun
pemakai yang berada dalam sel didekatnya. MTSO akan menentukan perlu atau
tidaknya lepas-tangan berdasarkan informasi tersebut.
Pada sistem seluler generasi kedua yang menggunakan teknologi digital
TDMA, keputusan lepas-tangan ditangani oleh unit bergerak itu sendiri atau

111
disebut Mobile Assisted Handoff (MAHO). Setiap unit bergerak akan mengukur
daya yang diterima dari stasiun-stasiun basis sekitar dan melaporkannya ke
stasiun basis tempat unit bergerak berada, pada tingkat daya dan selang waktu
tertentu. Dengan cara ini penanganan lepas-tangan menjadi lebih cepat, dan cocok
untuk lingkungan mikroseluler dimana lepas-tangan lebih sering terjadi.
Pemakai bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda, dari kecepatan
berjalan manusia hingga kecepatan kendaraan bermesin. Hal ini menimbulkan
permasalahan dalam perancangan sistem. Kendaraan bermesin yang mempunyai
kecepatan tinggi akan melintasi daerah cakupan sel hanya dalam waktu beberapa
detik saja, sedangkan pejalan kaki mungkin tidak akan pernah memerlukan lepastangan.
Jika sistem menggunakan sel-sel mikro (untuk meningkatkan kapasitas),
maka MTSO akan terbebani, terutama saat pemakai berkecepatan tinggi sering
melintasi sel-sel. Berbagai skema dibuat untuk menangani lalu-lintas pemakai
berkecepatan tinggi dan rendah secara bersamaan.
Meskipun konsep seluler memungkinkan penambahan kapasitas melalui
penambahan sel-sel baru, tetapi pada prakteknya hal ini sulit dilakukan terutama
di daerah perkotaan. Pada penyedia layanan lebih tertarik untuk memasang kanalkanal
dan stasiun basis baru pada lokasi yang sama daripada mencari loasi yang
baru. Dengan menggunakan ketinggian antena dan tingkat daya yang berbeda,
dimungkinkan untuk membuat sel besar dan sel kecil pada lokasi yang sama
(bertumpang tindih). Teknik ini disebut pendekatan sel payung. Sel payung
digunakan untuk menyediakan daerah cakupan yang luas bagi pemakai
berkecepatan tinggi dan menyediakan daerah cakupan yang sempit bagi pemakai
yang bergerak dengan kecepatan rendah. Gambar 10.3 memperlihatkan sel
payung yang bertumpanng tindih dengan beberapa sel mikro yang lebih kecil.
Pendekatan payung akan meminimalkan jumlah lepas-tangan untuk pemakai
kerkecepatan tinggi dan menyediakan kanal-kanal tambahan melalui sel-sel mikro
untuk pemakai berkecepatan rendah atau pejalan kaki.

Gambar 10.3 Pendekatan sel payung
112
10.8 Interferensi dan Kapasitas Sistem
Interferensi merupakan faktor keterbatan utama dalam unjuk kerja sistem
radio seluler. Sumber interferensi dapat berupa pemakai lain dalam sel yang sama,
komunikasi yang sedang berlangsung pada sel yang berdekatan, stasiun basis lain
yang bekerja pada pita frekuensi yang sama, atau sistem nonseluler yang
membocorkan dayanya ke dalam pita frekuensi yang digunakan oleh sistem
seluler. Interferensi pada kanal suara akan menimbulkan cakap silang dimana
pemakai mendengar interferensi karena pengaruh transmisi yang tidak diinginkan.
Didalam kanal pengendali, interferensi akan menyebabkan kegagalan panggilan
karena kesalahan pensinyalan digital.
Interferensi di daerah perkotaan menjadi lebih besar karena pengaruh
permukaan derau RF (RF noise floor) yang lebih tinggi, banyaknya stasiun basis,
dan juga banyaknya jumlah pemakai. Interferensi menjadi suatu penghalang
dalam usaha penambahan jumlah kapasitas dan seringkali menjadi penyebab
utama terputusnya suatu komunikasi. Ada dua macam interferensi yang terjadi
oleh pengaruh sistem seluler itu sendiri, yaitu interferensi ko-kanal dan
interferensi kanal yang berdekatan. Meskipun timbul oleh sistem seluler itu

113
sendiri, kedua jenis interferensi ini sulit dikendalikan. Hal ini terutama karena
pengaruh perambatan yang acak. Selain kedua macam interferensi tersebut, juga
terdapat interferensi yang disebabkan oleh sumber luar seperti interferensi dari
pemancar milik sistem seluler yang lain.
10.8.1 Interferensi Ko-Kanal
Dengan penggunaan ulang frekuensi maka di dalam suatu daerah
pelayanan seluler terdapat beberapa sel yang menggunakan frekuensi yang sama.
Sel-sel ini disebut sel-sel kanal yang sama (atau disebut sel ko-kanal) dan
interferensi yang terjadi antar sel-sel ko-kanal ini disebut interferensi ko-kanal.
Interferensi ko-kanal tidak dapat diatasi dengan cara meningkatkan SNR. Hal ini
karena penambahan daya pancar pengirim justru akan menaikkan interferensi
dengan sel ko-kanal tetanggga. Untuk mengurangi interferensi ko-kanal maka selsel
ko-kanal harus dipisahkan sejauh jarak minimal tertentu yang akan
mengurangi pengaruh perambatan.
Dalam sistem seluler dengan ukuran sel yang seragam, interferensi kokanal
tidak terpengaruh oleh daya pancar tetapi akan merupakan fungsi radius sel
(R), dan jarak ke pusat sel ko-kanal yang terdekat (D). Dengan memperbesar
perbandingan D/R, pemisahan antara sel-sel ko-kanal relaif terhadap jarak
jakupan sel dapat diperbesar. Interferensi dikurangi dengan cara memperbaiki
isolasi daya RF yang berasal dari sel ko-kanal. Jika D/R besar maka kualitas
transmisi dapat ditingkatkan karena hal ini akan mempunyai arti interferensi kokanal
yang rendah. Sebaliknya, untuk memperoleh kapasitas yang besar maka
ukuran kelompok sel (N) harus kecil yang berarti nilai D/R yang lebih kecil.
Dalam perancangan sistem seluler yang sebenarnya, besarnya perbandingan D/R
harus dipertimbangkan dengan melihat kebutuhan kapasitas dan kualitas
pelayanan yang akan disediakan. Perhatikan gambar 10.4.

Gambar 10.4 Perbandingan radius sel (R) dengan jarak ke pusat sel ko-kanal (D)
114
Perbandingan antara sinyal yang dikehendaki dengan sinyal interferensi
ko-kanal dapat diketahui dengan cara menghitung daya sinyal yang diterima dari
sebuah stasiun basis dan jumlah daya yang diterima dari stasiun-stasiun sel-sel
ko-kanal. Pengukuran perambatan dalam kanal radio bergerak menunjukkan
bahwa rerata sinyal yang diterima meluruh sebanding dengan pangkat n jarak
antara pengirim dan penerima. Daya rerata yang diterima pada jarak d dari antena
pengirim adalah
P P d ⎛ ⎞
r = 0⎜
⎟
⎝ d ⎠
0
−n
⎛ d ⎞
Pr ( dBm) = P0 ( dBm) −10
n log⎜⎟
(4)
⎝ d ⎠
0
P0 adalah daya yang diterima pada jarak d0 dari antena pengirim, dan n adalah
eksponen rugi-rugi lintasan. Besarnya n untuk sistem seluler di daerah perkotaan
berkisar antara 2 dan 4.
(3)

115
Dengan melihat kedua persamaan di atas, jika eksponen rugi-rugi lintasan
dan daya pancar masing-masing stasiun basis adalah sama besar, maka
perbandingan daya dan interferensi adalah sebagai berikut
S
I
−n
R
= i0
∑ ( Di
)
i=
1
−n
S (watt) adalah daya sinyal dari stasiun basis yang dikehendaki, I (watt) adalah
daya sinyal interferensi yang disebabkan oleh sel-sel ko-kanal, R adalah radius
sel, D adalah jarak terdekat antar dua sel ko-kanal, dan I0 adalah jumlah sel kokanal
yang menyebabkan terjadinya interferensi. Besarnya S/I dapat dinyatakan
dalam satuan dB (desiBell).
10.8.2 Interferensi Kanal yang Berdekatan
Interferensi yang diakibatkan oleh sinyal-sinyal pada frekuensi yang
berdekatan disebut interferensi kanal yang berdekatan (adjacent channel).
Interferensi jenis ini terjadi karena tapis penerima yang tidak sempurna yanng
mengakibatkan frekuensi lain masuk kedalamnya. Permasalahan akan timbul jika
dua orang pelanggan yang berdekatan menggunakan kanal yang berdekatan; satu
mengirim sinyal dan yang lain sedang menerima sinyal dari stasiun basis. Selain
itu permaslahan juga dapat terjadi jika pelanggan yang berada dekat dengan
stasiun basis menggunakan kanal yang berdekatan dengan kanal yang digunakan
oleh pelanggan berdaya rendah (weak mobile).
Interferensi kanal yang berdekatan dapat diminimalkan dengan penapisan
dan pembagian kanal yang tepat. Pembagian kanal pada tiap sel dapat diatur
sedemikian rupa sehingga kanal-kanal yang berdekatan frekuensinya tidak berada
dalam satu sel. Jarak frekuensi antara tiap kanal harus dijaga sebesar mungkin
untuk mengurangi interferensi. Kanal-kanal dapat dibagi dengan menghindari
kanal-kanal yang membentuk pita frekuensi kontinyu berada pada sel yang sama.
(5)

116
10.9 Peningkatan Kapasitas Sistem Seluler
Permintaan pelayanan tanpa kabel yang terus meningkat menyebabkan
jumlah kanal pada suatu sel tidak cukup lagi untuk mendukung jumlah pemakai.
Dengan kenyataaan ini diperlukan suatu teknik perancangan seluler yang dapat
menyediakan kanal yang lebih banyak pada setiap unit daerah cakupan. Ada tiga
teknik yang digunakan untuk meningkatkan jumlah kapasitas dalam sistem
seluler, yaitu :
1. pemecahan sel (cell splitting)
2. pembagian sektor (sectoring)
3. pendekatan zona cakupan (coverage zona approaches).
Teknik pemecahan sel adalah suatu proses membagi suatu sel besar
menjadi sel-sel yang lebih kecil. Sel-sel kecil ini masing-masing akan dilayani
oleh satu stasiun basis dengan ketinggian antena dan daya transmisi yang lebih
rendah. Pemecahan sel akan menambah jumlah kapasitas total sistem karena
pemecahan sel juga berarti menambah jumlah perulangan M pada persamaan (2).
Dengan menentukan sel-sel baru yang mempunyai radius yang lebih kecil dari sel
semula (disebut mikrosel) dan menempatkannya di antara sel-sel yang sudah ada,
kapasitas total dapat diperbanyak.
Pemecahan sel mengembangkan sistem dengan cara menggantikan sel-sel
besar dengan sel-sel kecil. Gambar 10.5 dan 10.6 memperlihatkan contoh
pemecahan sel. Pada gambar-gambar tersebut, stasiun basis diletakkan di sudut
sel, dan daerah yang dilayani oleh stasiun basis A dianggap telah dikelilingi oleh
tiga stasiun basis mikrosel yang baru. Dalam contoh ini ketiga mikrosel
ditambahkan sedemikian rupa sehingga pola penggunaan ulang frekuensi dalam
sistem tersebut tetap terjaga. Sebagaimana terlihat pada gambar, pemecahan sel
pada dasarnya adalah penskalaan geometri kelompok sel, yaitu radius mikrosel
sama dengan setengah radius sel asal.
Untuk sel-sel yang mempunyai ukran lebih kecil tersebut, daya pancar
antena stasiun basisnya juga harus dikurangi. Daya pancar untuk sel-sel baru ini

117
dapat ditentukan dengan menguji daya yang diterima pada perbatasan sel baru dan
sel asal. Kedua daya yang diterima kemudian disamakan. Hal ini dilakukan
supaya penggunaan ulang frekuensi pada sel-sel baru tersebut dapat menggunakan
pola yang sama dengan pola sebelumnya. Dengan perhitungan yang teliti, ternyata
daya pancar harus diturunkan sebesar 10 dB untuk dapat menjangkau daerah
cakupan semula (sebelum pemecahan sel) dengan menggunakan mikrosel dan
tetap menjamin perbandingan sinyal-derau yang telah ditentukan.
Gambar 10.5 Pemecahan sel
Pada kenyataanya tidak semua sel akan atau harus dipecah pada saat yang
sama. Dalam sistem seluler biasanya terdapat sel-sel dengan ukuran yang
berbeda-beda secara bersamaan. Keadaan ini membuat pembagian kanal menjadi
lebih rumit. Lepas-tangan harus dapat dilaksanakan baik untuk pemakai
berkecepatan tinggi maupun untuk pemakai berkecepatan rendah. Pendekatan
payung dapat digunakan untuk mengatasi masalah ini.
Jika dalam suatu sistem seluler terdapat dua macam sel dengan ukuran
yang berbeda seperti pada gambar 10.5, maka daya pancar yang digunakan harus
memperhitungkan kepentingan masing-masing sel. Jika digunakan daya pancar
sel besar untuk semua sel, maka beberapa kanal yang digunakan oleh sel-sel kecil

118
akan lebih mudah berinterferensi dengan sel-sel ko-kanal. Dipihak lain, jika
digunakan daya pancar sel kecil untuk semua sel, maka akan terdapat daerah-
daerah pada sel besar yang tidak terlayanii. Untuk mengatasi hal ini maka kanal-
kanal dalam sel asal harus dibagi menjadi dua kelompok, satu kelompok untuk sel
besar dan yang lain untuk sel kecil. Masing-masing kelompok kanal tersebut
dapat digunakan secara berulang sesuai dengan konsep penggunaan ulang
frekuensi. Sel yang lebih besar melayani pemakai berkecepatan tinggi sehingga
tidak banyak terjadi lepas-tangan.
Gambar 10.6 Pemecahan sel pada seluruh wilayah pelayanan
Ukuran kelompok kanal tergantung pada tingkat pemecahan sel. Pada
awal proses pemecahan sel, hanya dibutuhkan lebih sedikit kanal untuk sel kecil.
Bersamaan dengan naiknya permintaan maka kebutuhan kanal untuk sel-sel kecil
ini juga akan bertambah. Proses pemecahan sel akan terus berlangsung hingga
seluruh kanal digunakan pada kelompok berdaya rendah (sel kecil). Ini terjadi saat
pemecahan sel sudah meliputi seluruh daerah pelayanan sistem seluler, sehinngga
sistem seluler akan mempunyai sel yang lebih kecil. Perhatikan gambar 10.6.
Antena yang dimiringkan ke bawah dapat digunakan untuk membatasi daerah

119
cakupan radio pada mikrosel. Dengan cara ini pancaran daya dari antena akan
mengarah ke bawah (bukan ke arah horison).
Pada gambar 10.7 dan 10.8 diperlihatkan ilustrasi peningkatan kapasitas
kanal dengan cara sektorisasi sel.
Gambar 10.7 Sektorisasi sel (a) 3 sektor (b) 6 sektor
10.10 Sistem Komunikasi Personal
Keberhasilan telepon bergerak seluler mendorong berkembangnya sistem
komunikasi tanpa kabel yang lain, seperti pelayanan komunikasi personal (PCS,
Personal Communication Services), jaringan komputer tanpa kabel (W-LAN,
wireless Local Area Network), dan W-PBX. Sistem-sistem ini bekerja pada pita
UHF (300 Hhz - 3 Ghz), atau bahkan pada frekuensi gelombang mikro.
Pada sistem makrosel, antena diletakkan di atas bangunan yang tinggi
untuk melayani daerah hingga radius 20 km. Sistem seluler seperti ini dalam
perkembangan selanjutnya dianggap mahal dan mempunyai beberapa kelemahan.
Salah satu diantaranya adalah adanya gangguan saat telepon digunakan di dalam
gedung. Hal ini disebabkan karena sistem telepon seluler mengalami kesulitan
untuk menembus kulit-kulit gedung bangunan perkantoran maupun perumahan.

Gambar 10.8 Arah pancaran antena pada sel dengan sektorisasi
120
Sistem PCS juga dikembangkan dengan menggunakan konsep seluler.
Radius sel membentang hingga sejauh 1 km (mikrosel), dengan antena stasiun
basis yang dipasang setinggi kira-kira 10 meter. Penggunaan mikrosel ini akan
memperbesar kapasitas dan diharapkan dapat menjangkau pemakai baik di dalam
kendaraan, di luar maupun di dalam gedung. PCS mempunyai dua mode operasi,
yaitu jaringan radio private dan jaringan radio publik, sehingga dapat mengatasi
komunkasi di dalam gedung.
Dalam pengoperasian mode jaringan radio private, telepon genggam PCS
akan berantarmuka dengan peralatan pancarima private yang ada di dalam rumah
atau gedung perkantoran. Peralatan ini dihubungkan dengan jaringan telepon
umum berkabel sehingga komunikasi dengan pemakai yang berada di dalam

121
gedung dapat dilakukan. Gambar 10.9 memperlihatkan konsep arsitektur seluler
yang menggabungkan antara berbagai ukuran sel di dalam satu sistem seluler.
antenna mikrosel
antenna makrosel
antenna pikosel
Gambar 10.9 Arsitektur sel campuran
Pada Gambar 10.9 di atas, terdapat ukuran sel yang lebih kecil yaitu
pikosel. Istilah pikosel ini biasa digunakan untuk menunjuk mikrosel dalam
gedung di lingkungan PBX DECT. Radius pikosel berkisar antara 10 hingga 30
meter, tergantung pada kebutuhan pelayanan dan geometri bangunan.
Lingkungan radio di dalam gedung merupakan hal yang baru dalam
komunikasi tanpa kabel. Penelitian pada lingkungan ini muncul bersamaan
dengan kenyataan bahwa penerapan komunikasi di dalam gedung ternyata lebih
kompleks daripada komunikasi di luar gedung. Penyedia layanan komunikasi
melihat bahwa dunia bisnis sangat membutuhkan sistem telepon tanpa kabel di

122
dalam gedung. Hal ini terutama disebabkan oleh permasalahan yang ditimbulkan
oleh sistem berkabel, yang antara lain :
1. tidak dapat menjangkau pemakai yang berada jauh dari meja atau kantor,
2. berada jauh dari telepon dan menjadi kehilangan informasi yang penting,
3. permasalahan perkabelan sistem,
4. penggunaan telepon nirkabel, telepon seluler, atau radio panggil yang kurang
praktis karena permaslahan teknologi dan keuangan.
Produk-produk komersial untuk komunikasi tanpa kabel di dalam gedung
antara lain telepon nirkabel VHF (46/49 Mhz), LAN data UHF (915 Mhz), PBX
gelombang mikro (1,8 Ghz), sistem suara/data gelombang milimeter (1,8 Ghz),
hingga LAN inframerah berkecepatan tinggi.