antenna tilting

TUGAS AKHIR

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN TILTING ANTENA

SEKTORAL BTS SECARA ELECTRICAL DAN MECHANICAL

TERHADAP PEROLEHAN SINYAL MS DAN

KUALITAS LAYANAN

Oleh :

FAHMI MAHYUDDIN 060402020

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

Universitas Sumatera Utara

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN TILTING ANTENA

SEKTORAL BTS SECARA ELECTRICAL DAN MECHANICAL

TERHADAP PEROLEHAN SINYAL MS DAN

KUALITAS LAYANAN

Oleh :

FAHMI MAHYUDDIN 060402020

Disetujui oleh:

Pembimbing,

RAHMAD FAUZI ST, MT NIP. 196904241997021001

Diketahui oleh:

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Ir.SURYA TARMIZI KASIM M.Si. NIP. 195405311986011002

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011


ABSTRAK

Tilting antena adalah suatu pengaturan kemiringan antena yang berfungsi

untuk menetapkan area yang akan menerima cakupan sinyal. Perencanaan tilting

antena sangat penting dilakukan untuk menghindari terjadinya pengarahan yang

salah dari antena sehingga memungkinkan untuk terjadinya pelemahan sinyal

kegagalan fungsi layanan.

Pada Tugas Akhir ini dilakukan pengukuran, pengujian serta menganalisa

perubahan tilting antena BTS terhadap penerimaan sinyal mobile station yang

berada pada jarak yang telah ditentukan. Hal ini ditujukan untuk perencanaan site

baru yang didirikan sebelum on air secara komersil. Dilakukan juga perbandingan

antara tilting secara electrical, mechanical dan penggabungan keduanya

Pengukuran dilakukan dengan menghitung jarak site baru yang akan di

Tilting dengan site tetangga yang akan menangani perpindahan penanganan

(handover) MS. Pengambilan data dilakukan dengan melakukan drive test dengan

menggunakan software TEMS.

Dari pengujian diperoleh tilting secara electrical memberikan sebaran

sinyal yang merata dan jarak pancar yang lebih mendekati perhitungan

dibandingkan tilting secara mecanical. Perolehan sinyal tilting secara electrical

rata-rata mencapai -73dBm, mechanical -76 dbm, pengabungan electrical dan

mechanical mencapai -75dbm dan tanpa tilting -85. Tilting yang tidak sesuai juga

berdampak pada kegagalan fungsi layanan, serta penurunan kecepatan transfer

data, dimana perolehan rata-rata tilting secara electrical sebesar 360.38Kbps,

mechanical 316.57Kbps, penggabungan kedua tilting 318.04Kbps dan tanpa

melakukan tilting 270.02Kpbs


KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah

memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan,

halangan, dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat

beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Nabi Muhammad S.A.W.

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu

ayahanda (Alm) dan ibunda, serta kakanda - kakanda tercinta yang merupakan

bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak

penulis lahir hingga sekarang.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:

ANALISA PENGARUH PERUBAHAN TILTING ANTENA SEKTORAL

BTS SECARA ELECTRICAL DAN MECHANICAL TERHADAP

PEROLEHAN SINYAL MS DAN

KUALITAS LAYANAN

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya

Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan

dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Bapak Rahmad Fauzi ST,MT selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

nasehat, bimbingan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.


2. Bapak (Alm) Ir, Thalib Pasaribu, selaku Penasehat Akademis penulis, atas

bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini.

3. Bapak Ir. SURYA TARMIZI KASIM MSi dan Bapak Rachmad Fauzi ST,

MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak (alm) dan Ibuku tercinta yang selalu memberikan dukungan materi

dan doa yang tulus, serta wejangan yang bermanfaat kepada penulis,

meski tanpa diminta. Bapak yang selagi masih ada di dunia

mengajarkanku mengenai arti kesungguhan dan ketekunan. Ibu yang selalu

mengingatkan aku akan Tuhan, untuk selalu berdoa dan beribadah agar

diberi keberkahan, kemudahan dan keselamatan dalam menjalani hidup di

dunia, juga untuk bekal akhirat.

5. Abang, kakak dan adikku tersayang Reza, Razi, Harmainy, dan juga

Ricky. Teimakasih atas perhatian dan doanya.

6. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan

seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara atas segala bantuannya.

7. Keluarga Besar Laboratorium Rangkaian listrik FT USU: Ibu’ Winda,

Bang Toyo’, B’ Ardi, Alfisyahrin, Muhammad Syukur, Dian ratih utami,

saya ucapkan terima kasih

8. Sahabat-sahabat terbaik di Elektro: Agung, Jemy, Demon, Ibenk, Inah,

Azhary, Faisal, Alfisyahrin, Taufik, Qbar, Ijonk, Wanqu dan segenap

angkatan ‘06, semoga silaturahmi kita terus terjaga.


9. Senior dan junior yang telah membantu : B’harry, B’Ardi, B’Faisal, Pay,

Tondy, Siska, Dian, Aulia, Indra, serta semua senior dan junior yang telah

membantu selama proses penulisan Tugas Akhir ini.

10. Keluarga Besar Ikatan Mahasiswa Teknik Elektro : Fransiskus, Boja,

Effandi, Topan, Folda, Jhon, dan semua pengurus IMTE 2009 – 2010 yang

telah memberikan banyak waktu dan keleluasaan pada penulis untuk dapat

menyelesikan Tugas Akhir ini.

11. Terima kasih kepada N & A Family, K’ Nona, Bang Azlan, Puji, Rani,

Dina, Deby dan Keluarga besar lainnya N & A Family. Terimakasih untuk

supportnya selama ini. Terimakasih atas waktu yang luas.

12. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik

dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan

tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat

penulis harapkan.

Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini

bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Juni 2011

Penulis

Fahmi Mahyuddin

NIM. 060402020


DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................ i

KATA PENGANTAR .............................................................................. ii

DAFTAR ISI ............................................................................................ v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ viii

DAFTAR TABEL .................................................................................... xi

DAFTAR ISTILAH ................................................................................. xii

I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................. 2

1.3 Tujuan Penulisan ...................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ....................................................................... 3

1.5 Metode Penulisan ..................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................... 3

II. TEORI DASAR ANTENA DAN KOMUNIKASI SELULAR ........ 6

2.1 Pengertian Antena.................................................................... 5

2.2 Gelombang Elektromagnetik.................................................... 6

2.3 Parameter – Parameter Antena ................................................. 6

2.3.1 Direktivitas Antena ....................................................... 7

2.3.2 Gain Antena .................................................................. 7

2.3.3 Pola Radiasi Antena ...................................................... 9

2.3.4 Polarisasi Antena .......................................................... 11

2.3.5 Beamwidth Antena ........................................................ 14


2.3.6 Bandwidth Antena ......................................................... 15

2.4 Antena Sektoral ....................................................................... 16

2.5 Sistem Komunikasi Selular ..................................................... 18

2.5.1 Defenisi Komunikasi Selular ......................................... 18

2.5.2 Sistem GSM .................................................................. 22

2.5.3 Arsitektur Jaringan GSM............................................... 23

2.5.4 Konsep dasar Jaringan WCDMA-UMTS……………. .. 27

2.5.4.1 UE (User Equipment) ............................................. 29

2.5.4.2 UTRAN (UMTS Terresterial Radio Acces Network 29

2.5.4.3 CN (Core Network) ................................................ 30

2.5.5 Konsep Selular .............................................................. 32

2.5.6 Sektorisasi Antena ........................................................ 35

2.6 Handover ................................................................................ 36

2.6.1 Jenis Handover Pada Sistem WCDMA .......................... 37

III. TILTING ANTENA SEKTORAL.................................................. 26

3.1 Umum ..................................................................................... 39

3.2 Tilting Antena.......................................................................... 39

3.3 Jenis Tilting Antena ................................................................. 39

3.4 Perbandingan Electrical Tilt dan Mechanical Tilt ..................... 41

3.5 Pengaturan Tilt Antena Sektoral BTS ...................................... 43

3.6 Parameter-parameter Dalam melakukan Tilt Antena Sektoral ... 44

3.6.1 Tahap-tahap melakukan perubahan tilting secara

mekanikal .................................................................... 45


3.6.2 Tahap-tahap melakukan perubahan tilting secara

elektrikal ...................................................................... 46

3.7 TEMS Investigation .................................................................. 47

3.8 Drive Test dengan TEMS Investigation 8 ................................. 50

3.8.1 Koneksi Tool .................................................................. 50

3.8.2 Parameter Pengamatan .................................................... 51

3.8.3 Drive Test ....................................................................... 52

3.8.4 Logfile Preview .............................................................. 54

3.8.5 Reporting ....................................................................... 54

3.9 Analisa Jaringan dengan TEMS Investigation 8 ........................ 56

3.9.1 Tems Even ...................................................................... 57

3.9.2 Signaling ....................................................................... 60

IV. PENGUJIAN TILTING ANTENA SEKTORAL .......................... 61

4.1 Umum ...................................................................................... 61

4.2 Persiapan Pengujian dan Pengamatan ....................................... 61

4.3 Perhitungan Tilting ................................................................... 63

4.4 Tilting Secara Elektric .............................................................. 66

4.5 Tilting Secara Mekanikal .......................................................... 67

4.6 Penggabungan Tilting Secara Mekanikal dan Elektrikal............ 68

4.7 Pengujian Parameter ................................................................. 68

4.7.1 Pengujian Kuat Sinyal dan Ec/No .................................... 69

4.7.2 Pengujian Titik SoftHandover .......................................... 75

4.7.3 Call setup sucses rate (CSSR) voice dan video call .......... 77

4.7.4 Pengujian Average Download Data .................................. 78


V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 80

5.1 Kesimpulan .............................................................................. 80

5.2 Saran ........................................................................................ 80

DAFTAR PUSTAKA


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ................................. 6

Gambar 2.2 Bentuk Pola Radiasi Antena Unidirectional ........................... 10

Gambar 2.3 Bentuk Pola Radiasi Antena Omnidirectional ........................ 10

Gambar 2.4 Polarisasi Antena ................................................................... 11

Gambar 2.5 Polarisasi Vertikal .................................................................. 12

Gambar 2.6 Polarisasi Horizontal .............................................................. 12

Gambar 2.7 Polarisasi Circular .................................................................. 13

Gambar 2.8 Polarisasi Cross ..................................................................... 14

Gambar 2.9 Beamwidth Antena ................................................................. 15

Gambar 2.10 Bandwidth Antena ................................................................. 15

Gambar 2.11 Antena Sektoral ..................................................................... 17

Gambar 2.12 Polaradiasi Antena Omnisektoral ........................................... 18

Gambar 2.13 Konsep Sel............................................................................. 19

Gambar 2.14 Komunikasi Sistem Selular Konvensional .............................. 20

Gambar 2.15 Setiap Sel dengan BS Terhubung ke BSC .............................. 21

Gambar 2.16 Integrasi Jaringan GSM dan Jaringan Lain ............................. 24

Gambar 2.17 Arsitektur Jaringan 3G WCDMA-UMTS ............................... 28

Gambar 2.18 Perbandingan Heksagonal dan Lingkaran ............................... 33

Gambar 2.19 Bentuk Sel Sebenarnya .......................................................... 33

Gambar 2.20 Jenis Antena .......................................................................... 34

Gambar 2.21 Konfigurasi Site ..................................................................... 34

Gambar 2.22 Jenis Handover ...................................................................... 38


Gambar 3.1 Downtilt ................................................................................. 37

Gambar 3.2 Uptilt ..................................................................................... 37

Gambar 3.3 Mechanical Tilting ................................................................. 41

Gambar 3.4 Electrical Tilting .................................................................... 41

Gambar 3.5 Bentuk Pola Radiasi Horizontal Electrical Tilt dan

Mechanical Tilt ...................................................................... 42

Gambar 3.6 Perubahan Orientasi antena Dengan Sistem

Downtilting Antena ................................................................ 43

Gambar 3.7 Perhitungan Jarak Antena Sektoral ......................................... 44

Gambar 3.8 Suunto ................................................................................... 45

Gambar 3.9 Sudut Tilt Sebelum dan Sesudah Dilakukan

Secara Mechanical ................................................................. 46

Gambar 3.10 Sudut Tilt Sebelum dan Sesudah Dilakukan

Secara Electrical .................................................................... 46

Gambar 3.11 Tampilan Software TEMS Investigation 8 ............................. 47

Gambar 3.12 Konfigurasi Peralatan............................................................. 50

Gambar 3.13 Koneksi TEMS ...................................................................... 51

Gambar 3.14 Pemasukan blok WCDMA Serving/Active set + Neighbours . 51

Gambar 3.15 WCDMA Serving/Active Set + Neighbours ........................... 52

Gambar 3.16 Blok Serving Ketika Drive Test Dilakukan ............................ 52

Gambar 3.17 Replay Logfile TEMS Icon .................................................... 54

Gambar 3.18 Export Logfile ....................................................................... 55

Gambar 3.19 Map Info dan MCOM ............................................................ 56

Gambar 3.20 Tems Even ............................................................................. 57


Gambar 3.21 Dua Scrambling code Memegang Komunikasi (AS) .............. 58

Gambar 3.22 SHO Removal Ketika SC Beralih Tanganan .......................... 59

Gambar 3.23 Even Pada Transfer Data ........................................................ 59

Gambar 3.24 Layer 3 Mesagge pada Tems .................................................. 60

Gambar 4.1 Map Cluster Medan Urban 03 ................................................ 62

Gambar 4.2 Coverage Antena Sector 2 ...................................................... 63

Gambar 4.3 Pengukuran Jarak Antar BTS ................................................. 64

Gambar 4.4 Eletrical Dan Mekanikal Tilt Sebelum

Dilakukan Perubahan ............................................................. 66

Gambar 4.5 Elektrikal Tilt Setelah Dirubah. .............................................. 66

Gambar 4.6 Mecanical Tilting Sesudah Di Tilting ..................................... 67

Gambar 4.7 Penggabungan Tilting dengan Mengubah Elektrikal dan

Mekanikal tilting.................................................................... 68

Gambar 4.8 Screen Shoot Pengambilan Data Kuat Sinyal dan Ec/No

dengan Software Terms ......................................................... 69

Gambar 4.9 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada Tilting 0 ..... 70

Gambar 4.10 EcNo Pada Mobile Station Pada Tilting 0 .............................. 70

Gambar 4.11 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada Electrical

Tilting 20................................................................................ 71

Gambar 4.12 EcNo Pada Mobile Station Pada Electrical Tilting 20 ............. 71

Gambar 4.13 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada mecanical

Tilting 20................................................................................ 72

Gambar 4.14 EcNo Pada Mobile Station Pada Mecanical Tilting 20 ............ 72


Gambar 4.15 Perolehan Kuat Sinyal Pada Mobile Station pada Tilt 20

dengan penggabungan electrical dan mecanical tilt……………73

Gambar 4.16 EcNo Pada Mobile Station Pada Tilt 20 dengan penggabungan

electrical dan mecanical tilt……………………………………. 73

Gambar 4.17 Pegukuran Jarak Soft Handover……………………………… 75


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Sistem Konvensional dan Selular .................. 22

Tabel 4.1 Data BTS ............................................................................ 63

Tabel 4.2 Nilai Rata-Rata Penerimaan Sinyal dan Ec/No MS1 ........... 74

Tabel 4.3 Jarak Terjadinya Soft Handover .......................................... 75

Tabel 4.4 Statistik Voice Call ............................................................. 76

Tabel 4.4 Statistik Video Call ............................................................. 77

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Transfer Data ............................................ 77


DAFTAR ISTILAH

AS = Active Set (untuk menandakan komunikasi sedang

dibangun)

CDMA = Code Division Multiple Access

CSSR = Call Setup Ratio

EC/NO = Signal to Noise Ratio (sebuah perbandingan sinyal

terhadap noise)

GOS = Grade of Service (Ukuran keberhasilan seorang

pelanggan dalam mengakses jaringan untuk

menyelesaikan sebuah panggilan)

FDMA = Frequency Division Multiple Access

GPS = Global Positioning System

GSM = Global System for Mobile Communication

GPRS = General Packet Radio System

HLR = Home Location Register

MS = Mobile Station

MSC = Mobile Station Centre/ Mobile Switching Center

ME = Mobile Equipment (merupakan perangkat GSM yang

berada di sisi pengguna atau pelanggan yang

berfungsi sebagai terminal transceiver)

OMC = Operator Maintenance Center

P2MP = Point-to-Multi-Point

PSTN = Public Switched Telephone Network


PSK = Phase Shift Keying

QPSK = Quadrate Phase Shift Keying

SIM = Subcriber Identity Module (adalah sebuah kartu

pintar seukuran prangko yang di taruh di telepon

genggam yang menyimpan kunci pengenal jasa

telekomunikasi)

SC = Scrambling Code (kode Acak)

TDMA = Time Division Multiple Acces

W-CDMA = Wideband Code-Division Multiple Acces


Documents

antenna tilting