Pengolahan Delay Kanal

PROYEK AKHIR

PENGUKURAN DAN PENGOLAHAN EXCESS DELAY KANAL RADIO PROPAGASI INDOOR (NLOS) MENGGUNAKAN SISTEM D - MIMO

NURSANTUSO NRP. 7203.030.008

Dosen Pembimbing : Okkie Puspitorini, ST NIP. 132 134 723 Ari Wijayanti,ST NIP. 132 303 877

JURUSAN TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

PENGUKURAN DAN PENGOLAHAN EXCESS DELAY KANAL RADIO PROPAGASI INDOOR (NLOS) MENGGUNAKAN SISTEM D - MIMO

Proyek Akhir ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Di setujui Oleh Tim Penguji :

Dosen Pembimbing:

1. Ir. Budi Aswoyo, MT NIP. 131 843 379

1. Okkie Puspitorini, ST NIP. 132 134 723

2. Ir. Yoedy Moegiharto, MT NIP. 131 651 259

2. Ari Wijayanti, ST NIP. 132 303 877

3. Arifin, ST, MT NIP. 131 793 754 Mengetahui: Ketua Jurusan Telekomunikasi

Drs. Miftahul Huda, MT NIP. 132 055 257

ii

ABSTRAK Banyak metode transmisi yang digunakan untuk mengatasi problem dalam pemenuhan kanal radio propagasi, salah satu diantaranya adalah menggunakan sistem D-MIMO (Distributed Multi-Input Multi Output). Teknik ini mengeksploitasi propertis dari kanal radio propagasi dalam lingkungan yang penuh dengan multipath (lintasan jamak) dengan posisi antena pemancar yang terdistribusi. Karakteristik sistem DMIMO menggunakan antena array pada posisi pemancar dan penerima. Lintasan jamak dapat juga menyebabkan masalah dalam transmisi yaitu menyebabkan terjadinya ISI (intersymbol interference). Salah satu penyebab terjadinya ISI adalah adanya delay spread akibat dari keadaan multipath. Ada beberapa jenis parameter delay spread yaitu Maximum excess delay, Mean excess delay, RMS delay spread. Dari nilai parameter tersebut dapat dicari nilai maksimal dari simbol rate transmisi data. Dimana nilai simbol rate harus lebih kecil daripada 1/10στ, dimana σt merupakan nilai RMS delay spread. Dalam proyek akhir ini dilakukan pengukuran dan pengolahan excess delay pada kanal radio di laboratorium Mikrowave dengan kondisi NLOS menggunakan sistem D-MIMO (4,2,4) dengan 24 jumlah penerima dengan frekuensi kerja 1700 MHz. Dengan mengunakan teori IFFT data dalam domain frekuensi diubah ke domain waktu kemudian diolah menjadi bentuk PDP untuk menghasilkan nilai parameter – parameter delay spread. Dari hasil pengolahan dihasilkan nilai simbol rate maksimum sebesar 4,83 ns. Sementara bila dilihat rata – rata maksimum delay terhadap masing – masing pemancar maka dapat dilihat bahwa setiap penerima dapat dijangkau oleh salah pemancar sehingga menghasilkan maksimum delay yang kecil terhadap pemancar tersebut. Kata kunci : multipath, delay spread, D-MIMO.

iii

ABSTRACT There are many method to solve problem in accomplistment of canal of radio propagation, one among other is use system D-MIMO (Distributed Multi-Input Multi Output). This technique exploit propertis from canal of radio of propagasi in full multipath environment with position of transmitting antenna which is distributed in more than one antenna position. Mulitpath also cause problem for the transmission like delay spread and ISI (intersymbol interference). Once factor that caused ISI is delay spread effect from multipath phenomenon. There are some type of parameter of delay spread that is Maximum excess delay, Mean Excess delay, RMS Delay spread. From this value, we can find maximum value from symbol rate of data transmission. Where the value of symbol rate must have minimize than 1/10στ, with στ represent the value of RMS delay spread. In this final project, we done the measurement and processing of excess delay of rdio canal in Mikrowave laboratory with the NLOS condition use D-MIMO system (4,2,4) with the 24 receiver and use frequency in 1700 MHz. With used IFFT theory, the measurement of data in frequency domain altered to time domain, then processed to PDP to get the value of delay spread parameter. From the result of processing, we can get the maximum of symbol rate, it is equal to 4,83 ns. If we seen the value of maximum delay from all transmitter, we can seen that all receiver can be reached by one transmitter so that the value of maximum delay is small for this transmitter. Keyword : multipath, delay spread, D-MIMO.

iv

KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum WR.Wb. Alhamdulillah! Saya panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya hingga selesainya kegiatan proyek akhir ini dengan judul : “Pengukuran dan Pengolahan Excess Delay Kanal Radio Propagasi Indoor (NLOS) Menggunakan Sistem D-MIMO” Proyek Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md.) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS). Penulis menyadari bahwa didalam pembuatan buku proyek akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan segala kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak. Penulis berharap agar buku ini dapat memberikan sumbangan yang berarti dan semoga dapat memberikan manfaat bagi para mahasiswa Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS-ITS) pada khususnya serta dapat memberikan nilai lebih bagi para pembaca pada umumnya. Akhir kata, segala kritik dan saran sangat saya harapkan untuk pengembangan proyek akhir selanjutnya. Wassalamu’alaikum WR.Wb.

Surabaya, Agustus 2006

Penulis

v

UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proyak akhir serta penulisan buku proyek akhir ini, dan juga tidak terlepas bantuan dari semua pihak. Oleh sebab itu dengan segala ketulusan serta kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Titon Dutono, M.Eng selaku Direktur Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. 2. Bapak Drs. Miftahul Huda, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Telekomunikasi PENS – ITS Surabaya. 3. Ibu Okkie Puspitorini, ST dan Ibu Ari Wijayanti, ST selaku dosen pembimbing proyek akhir yang selalu memberikan teori beserta penjelasan-penjelasannya dengan sabar. 4. Ibu Ir. Nur Adi Sisandari, MT, Ibu Hani’ah Mahmudah, ST dan Ibu Ir. Wahyu Catur, MT atas saran dan dukungannya. 5. Bapak Ir. Yoedy Moegiharto, MT, Bapak Ir. Budi Aswoyo, MT dan Bapak Arifni, ST, MT selaku Dosen Penguji atas revisi – revisi yang membuat kesempurnaan buku ini. 6. Seluruh keluarga mulai dari bapak, ibu, adik – adikku yang selalu mendukung dan memberi semangat terus untuk mencari ilmu setinggi – tingginya. 7. Seluruh rekan –rekan anggota Tepoz Crew, Goodle crew, Unto Crew serta rekan di lab komdig atas kerjasamanya. 8. Seluruh rekanku di kejawan putih tambak 57 atas dukungan serta do’anya. 9. Teman – teman D4 Telkom angkatan 2003 atas segala dukungan moralnya dan maaf teman, aku duluan. 10. Semua Dosen PENS-ITS dari semua Jurusan. 11. Seluruh staff dan karyawan PENS-ITS yang sabar melayani segala permintaan dan keluhan kami. Rekan-rekan mahasiswa serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

vi

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN ...................................................... ii ABSTRAK................................................................................. iii ABSTRACT............................................................................... iv KATA PENGANTAR .............................................................. v UCAPAN TERIMA KASIH...................................................... vi DAFTAR ISI ............................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ................................................................ ix DAFTAR TABEL ..................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN ....................................................... 1 1.1 LATAR BELAKANG ......................................... 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH ................................. 2 1.3 BATASAN MASALAH....................................... 3 1.4 TUJUAN DAN MANFAAT................................. 3 1.5 METODHOLOGI................................................. 3 1.6 SISTEMATIKA PEMBAHASAN ....................... 4 BAB II TEORI DASAR .......................................................... 5 2.1 U M U M .............................................................. 5 2.2 PROPAGASI GELOMBANG.............................. 5 2.3 ANTENA ARRAY............................................... 8 2.3.1 Antena Array Linier................................... 8 2.3.2 Antana Array Planar .................................. 9 2.4 SISTEM MIMO.................................................... 9 2.5 SISTEM D-MIMO ............................................... 11 2.6 PENGUKURAN KANAL.................................... 13 2.7 PENGOLAHAN DATA STATISTIK.................. 14 2.8 MATLAB ............................................................. 15 2.8.1 Lingkup Matlab.......................................... 16 2.8.2 M File Editor.............................................. 17 2.8.3 Matlab GUI (Graphical User Inerface) ...... 18 BAB III PENGUKURAN DAN DATA HASIL PENGUKURAN.......................................................... 21 3.1 UMUM ................................................................. 21 3.2 SET-UP PENGUKURAN .................................... 21 3.3 PERALATAN YANG DIGUNAKAN................. 23 3.3.1 Network Analyzer...................................... 23 3.3.2 Antena Pemancar dan Penerima ................ 24

vii

3.3.3 Kabel Penghubung..................................... 24 3.4 PROSES PENGUKURAN ................................... 25 3.4.1 Kalibrasi..................................................... 25 3.4.2 Inisialisasi .................................................. 26 3.4.3 Pengukuran dan Pangambilan Data ........... 26 3.5 DATA PENGUKURAN....................................... 28 3.6 PEMBUATAN INTERFACE DENGAN GUI..... 29 BAB IV ANALISA DATA........................................................ 31 4.1 UMUM ................................................................. 31 4.2 TANGGAPAN IMPULS...................................... 31 4.3 PROSES BINNING.............................................. 36 4.4 PENGOLAHAN DATA STATISTIK.................. 38 4.5 HASIL TAMPILAN DENGAN GUI ................... 44 BAB V PENUTUP................................................................... 51 5.1 KESIMPULAN .................................................... 51 5.2 SARAN ................................................................ 51 DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 53 LAMPIRAN A........................................................................... 55 LAMPIRAN B .......................................................................... 59 DAFTAR RIWAYAT HIDUP................................................... 83

viii

DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Refleksi ................................................................ Difraksi ................................................................ ISI (Intersymbol Interference).............................. Susunan elemen antena array planar .................... Blok diagram sistem nirkabel MIMO Generik..... Sistem Distributed MIMO (D-MIMO) dengan M antena pada stasiun penerima bergerak dan N antena pemancar pada masing-masing dari K port radio .......................................................... Gambar 2.7 Tampilan utama Matlab ....................................... Gambar 2.8 Tampilan layout M File........................................ Gambar 2.9 Layout editor dari GUIDE ................................... Gambar 3.1 Set-Up pengukuran dengan Network Analizer .... Gambar 3.2 Skenario ruang pengukuran.................................. Gambar 3.3 Network Analyzer ................................................ Gambar 3.4 (a) Antena Discone, (b) Kabel Penghubung......... Gambar 3.5 Tampilan software interface pada komputer ........ Gambar 3.6 Susunan elemen antena array Planar Sintesis;(a) Konfigurasi elemen array pemancar, (b) Konfigurasi elemen array penerima............................................................... Gambar 3.7 Besar magnitudo dan phase, fungsi Transfer Kanal dalam domain frekuensi............................. Gambar 3.8 Layout editor untuk tampilan pertama ................. Gambar 3.9 Layout editor untuk menu ................................... Gambar 3.10 Layout editor untuk plot....................................... Gambar 4.1 Grafik window Hamming dalam domain Frekuensi.............................................................. Gambar 4.2 Fungsi transfer |H( f )| linier................................ Gambar 4.3 Hasil perkalian antara |H( f )| Linier dan W( f ) . Gambar 4.4 Tanggapan impuls H(τ ) sebelum kalibrasi delay Gambar 4.5 Tanggapan impuls H(τ ) sebelum dan setelah kalibrasi delay ...................................................... Gambar 4.6 Grafik window Hamming dalam domain waktu .. Gambar 4.7 Proses binning tanggapan Impuls domain waktu Gambar 4.8 Proses binning tanggapan impuls domain waktu

ix

6 6 7 9 10

12 16 17 18 21 22 23 24 26

27 28 29 30 30 32 32 33 34 36 36 37 37

Gambar 4.9

Gambar 4.10 Gambar 4.11 Gambar 4.12 Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16 Gambar 4.17 Gambar 4.18 Gambar 4.19 Gambar 4.20 Gambar 4.21 Gambar 4.22 Gambar 4.23 Gambar 4.24 Gambar 4.25 Gambar 4.26

PDP untuk posisi penerima A terhadap masing – masing pemancar, (a) Posisi pemacar 1, (b) Posisi pemancar 2, (c) Posisi pemancar 3, (d) Posisi pemancar 4................................................. Gambar PDP untuk posisi penerima A ................ Gambar PDP untuk ruang laboratorium Mikrowave ........................................................... Tampilan pertama ................................................ Tampilan menu utama.......................................... Tampilan grafik untuk plot fungsi transfer |H(f)| linier pada domain frekuensi................................ Tampilan grafik untuk plot fungsi transfer |H(f)| dalam dB pada domain frekuensi......................... Tampilan grafik untuk plot phase pada domain frekuensi.................................................. Tampilan untuk plot window hamming dalam domain waktu....................................................... Tampilan grafik untuk plot hasil perkalian fungsi transfer |H(f)| liner dengan window Hamming ............................................................. Tampilan grafik untuk plot respon impuls liner pada domain waktu ...................................... Tampilan grafik untuk plot respon impuls liner ternormalisasi pada domain waktu............... Tampilan grafik untuk plot respon impuls dalam dB pada domain waktu .............................. Tampilan grafik untuk plot respon impuls dalam dB ternormalisasi pada domain waktu....... Tampilan grafik untuk plot respon impuls dalam dB ysng sudah ditreshold pada domain waktu.................................................................... Tampilan grafik hasil proses binning ................... Tampilan grafik PDP satu posisi penerima terhadap tiap posisi pemancar .............................. Tampilan grafik PDP untuk tiap posisi penerima terhadap semua pemancar ....................

x

38 41 43 44 44 45 45 45 46 46 46 47 47 47 48 48 48 49

DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel 4.2

Nilai parameter delay apread untuk posisi A........ 40 Nilai parameter delay spread untuk semua titik penerima ............................................................... 42

xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1

LATAR BELAKANG Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi berkembang dengan cepat terutama jaringan wireless (jaringan nirkabel). Hal ini disebabkan semakin meningkatnya kebutuhan masyarakat untuk dapat berkomunikasi dengan mudah. Keadaan tersebut menimbulkan suatu problem pad pemenuhan bandwidth kanal radio radio komunikasi. Hal ini dikarenakan frekuensi merupakan sumber daya yang terbatas sementara permintaan akan bandwidth frekuensi semakin besar. Jaringan wireless mengunakan media gelombang RF sebagai media pengirim data antara pemancar dan penerima. Kualitas yang dihasilkan pada jaringan wireless tergantung dari propagasi gelombang RF yang digunakan. Bila ditinjau dari dari kondisi posisi antara pemancar dan penerima maka propagasi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu kondisi LOS propagation dan NLOS propagation. Untuk mengatasi problem tentang pemenuhan bandwidth kanal radio, banyak metode yang dapat dilakukan untuk mengatasinya salah satu diantaranya adalah menggunakan teknik D-MIMO (Distribution Multi-Input Multi-Output). Sistem D-MIMO merupakan pengembangan dari sistem MIMO yang menggunakan antena array pada sisi pemancar dan penerima. Perbedaan yang mendasar antara teknik MIMO dan DMIMO adalah jumlah dan lokasi dari pemancar dimana pada teknik DMIMO jumlah pemancar yang digunakan lebih dari satu dan tersebar pada beberapa titik. Teknik D-MIMO dapat meningkatkan kapasitas kanal transmisi pada lingkungan yang penuh dengan lintasan jamak (multipath). Teknik ini bekerja dengan cara mengeksploitasi propertis spasial dari kanal radio yang penuh dengan multipath, keadaan ini lah yang menawarkan suatu dimensi baru yang dapat digunakan untuk memperbaiki kinerja dari sistem komunikasi yang ada [1]. Lintasan jamak (Multipath) sendiri terjadi karena adanya pemantulan, pembiasan dan scattering sinyal saat propagasi sinyal antara pemancar dan penerima. Masalah yang dapat ditimbulkan karena adanya multipath antara lain delay spread, intersymbol interference (ISI) [4]. Delay spread merupakan lebar pulsa dari impulse yang dikirimkan antara pemancar dan penerima. Delay spread dapat menimbulkan interferensi antar simbol, karena setiap simbol akan saling bertumbukan

1

2 dengan simbol sebelum dan sesudahnya. Level interferensi antar simbol ini ditentukan oleh kecepatan transmisi bit. Jadi kecepatan transmisi bit atau simbol pada sistem komunikasi bergerak digital dibatasi oleh delay spread. Ada beberapa faktor pada delay spread yang dapat dianalisa untuk dapat menentukan kecepatan bit transmisi agar tidak terjadi ISI yaitu Maximum excess delay, Mean excess delay, RMS delay spread. Pada proyek akhir ini dilakukan pengukuran dan pengolahan excess delay untuk propagasi di dalam ruangan pada kondisi NLOS menggunakan sistem D-MIMO pada frekuensi kerja 1,7 GHz. Untuk menunjukkan bahwa sistem yang dipakai adalah sistem D-MIMO maka pada saat pengukuran antena yang digunakan dibentuk dalam konfigurasi antena array planar sintesis 4x4. Untuk mendapatkan nilai dari parameter delay spread, data hasil pengukuran diolah menggunakan teorema IFFT untuk menghasilkan respon impuls dari kanal radio dalam domain waktu. Dari nilai respon impuls maka dapat dicari jarak antara pemancar dan penerima dan dapat digunakan untuk mendapatkan Power Delay Profile (PDP). Dari nilai PDP inilah dapat diketahui nilai – nilai dari parameter delay spread. 1.2

PERUMUSAN MASALAH Dalam sistem D-MIMO,antena yang digunakan adalah antena array pada sisi penerima dan pemancar. Hal ini dikarenakan sistem ini bekerja dengan cara mengeksploitasi propertis spasial dari kanal radio yang penuh dengan multipath. Multipath mempunyai dua dampak yang bertentangan dalam sistem komunikasi, disatu sisi dapat membantu dalam propagasi gelombang radio untuk sampai pada satu tujuan yang jauh, sementara disisi lain multipath dapat menimbulkan masalah lain yaitu adanya delay spread dalam kanal radio yang berujung pada adanya ISI. Keberadaan ISI inilah yang dapat menimbulkan gangguan pada sistem komunikasi yang dipakai. ISI dapat dihindari bila nilai dari parameter - parameter delay spread dapat diketahui sehingga dapat ditentukan berapa besar kecepatan maksimal pengiriman data agar tidak terjadi keadaan tersebut. Dalam proyek akhir dilakukan pengukuran untuk kondisi kanal radio di dalam ruangan dengan kondisi NLOS menggunakan sistem DMIMO di ruang laboratorium Mikrowave JJ 305. Dari data pengukuran merupakan impuls respon dalam domain frekuensi. Dengan teori IFFT maka data tersebut diubah ke dalam respon impuls dalam domain waktu. Dari nilai respon impuls dalam domain waktu ini dapat dicari nilai dari parameter delay spread dan hubungan jarak antara pemancar dan

3 penerima dengan nilai delay yang dihasilkan. Semua proses perhitungan yang dilakukan dalam tugas akhir ini dilakukan dengan bantuan software Matlab 6.5. 1.3

BATASAN MASALAH Permasalahan yang ditangani pada proyek akhir ini dibatasi pada hal - hal berikut : • Pengukuran dilakukan dengan kondisi NLOS (Non Line of Sigth) di Laboratorium Radiowave dan Propagasi JJ 305 dengan kondisi NLOS menggunakan Network Analyzer. • Konfigurasi antena yang digunakan dalam pengukuran adalah antena array planar syntesis 4x4 dengan frekuensi kerja 1,7 GHz dan antena yang digunakan adalah antena Disc-Conical dengan pola radiasi omnidirectional. • Jumlah pemancar dan penerima adalah 4 dan 24 dengan mengunakan konfigurasi antena array planar syntesis. • Pengolahan data dilakukan menggunakan software matlab sampai mendapatkan nilai jarak pemancar dan penerima, Maximum excess delay, Mean excess delay, RMS delay spread. 1.4

TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan dari proyek akhir ini adalah mengetahui kondisi kanal radio propagasi indoor untuk kondisi NLOS bila menggunakan sistem D-MIMO yang diukur di ruang Laboratorium Radiowave dan Propagasi JJ 305. Kondisi kanal radio dapat diketahui dengan mengetahui distribusi delay dan nilai parameter delay spread untuk kondisi ruangan diatas. Manfaat dari proyek akhir ini adalah memberikan gambaran distribusi delay pada kanal radio propagasi indoor di laboratorium Radiowave dan Propagasi JJ 305 bila pemancar dan penerima tidak diletakkan dalam satu ruangan. Sehingga dapat diketahui kondisi kanal radio di dalam ruangan untuk kondisi seperti diatas untuk sistem DMIMO. 1.5

METODHOLOGI Untuk menyelesaikan proyek akhir ini, dilakukan langkahlangkah sebagai berikut: • Mempelajari dasar teori propagasi gelombang radio sistem D-MIMO.

4 •

• • • • 1.6

Melakukan set up pengukuran,peralatan yang digunakan adalah SSG dan Network Analyser sebagai pemancar dan penerima, dan antena discone. Frekuensi kerja 1700 MHz dan konfigurasi antena yang digunakan untuk Tx dan Rx adalah antena array 2x1 dan 2x2. Mengambil data pengukuran di laboratorium Radiowave dan Propagasi JJ 305 Mengolah data pengukuran menggunakan IFFT (invers fast fourier transform) menggunakan software Matlab 6.5 untuk mendapatkan nilai – nilai parameter delay spread. Menganalisa data hasil pengukuran dengan dasar teori yang ada. Membuat simpulan dan saran dari data yang telah diperoleh.

SISTEMATIKA PEMBAHASAN Buku laporan proyek akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, dimana masing-masing bab mempunyai kaitan satu sama lain, yaitu: BAB 1 : memberikan latar belakang tentang permasalahan, tujuan, masalah dan batasan masalah yang dibahas dalam proyek akhir ini. BAB 2 : memberikan dasar teori untuk menunjang penyelesaian masalah dalam proyek akhir ini. Teori dasar yang diberikan meliputi : propagasi gelombang, antena array, sistem D-MIMO, pengukuran kanal, pengolahan data statistik, Matlab. BAB 3 : memberikan penjelasan tentang set up pengukuran dan data pengukuran serta perencaan pembuatan GUI. BAB 4 : memberikan penjelasan tentang proses dan hasil perhitungan dan pengolahan data serta tampilan yang dihasilkan menggunakan GUI. BAB 5 : memberi kesimpulan tentang hasil yang telah diperoleh dan saran yang layak dilakukan bila proyek akhir ini dilanjutkan

BAB II TEORI DASAR 2.1 U M U M Pada bab ini akan diberikan teori dasar yang melandasi permasalahan dan penyelesaiannya yang diangkat dalam proyek akhir ini. Teori dasar yang diberikan meliputi: propagasi gelombang, antena array, sistem D-MIMO, pengukuran kanal, pengolahan data statistik, Matlab. 2.2 PROPAGASI GELOMBANG Propagasi merupakan proses perambatan gelombang dari satu tempat ke tempat yang lain. Bila dilihat berdasarkan mekanisme propagasi sinyal, propagasi ada beberapa jenis diantaranya adalah free space, refleksi, difraksi, dan scattering. Berikut adalah penjelasan singkat tentang beberapa jenis propagasi : a. Free Space Propagasi free space merupakan propagasi gelombang radio dimana sinyal dari transmitter dapat langsung diterima oleh receiver. Propagasi ini mungkin terjadi bila medium antara pemancar dan penerima tidak terdapat halangan (misal dalam ruang anechoic chamber). Propagasi jenis ini diperlukan sebagai bahan analisa yang ideal dari suatu antena untuk pengukuran antena (gain, impedance, radiation pattern, polarization). Untuk mendapatkan kondisi free space bisa digantikan dengan memakai ruangan tanpa gema / pantulan yang biasa disebut dengan anechoic chamber. b.

Refleksi Refleksi terjadi ketika pancaran dari gelombang elektromagnetik berbenturan dengan suatu objek yang mempunyai dimensi lebih besar jika dibandingkan dengan panjang gelombang dari gelombang elektromagnetik yang dipancarkan. Refleksi terjadi pada permukaan bumi, gedung, dan dinding seperti ditunjukkan pada gambar berikut[5].

5

6

Gambar 2.1 Refleksi c.

Difraksi Difraksi terjadi ketika suatu sinyal menabrak suatu ujung yang tidak dapat ditembus oleh sinyal yang mempunyai panjang gelombang yang relatif lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang sinyal tersebut[5].

Gambar 2.2 Difraksi d.

Scattering Scattering terjadi ketika perambatan gelombang elektromagnetik dihalangi oleh media/ benda yang mempunyai ukuran dimensi lebih kecil jika dibandingkan dengan panjang gelombang yang dikirim dari transmitter. Scattering dihasilkan oleh permukaan yang kasar, benda yang berukuran kecil dan benda – benda lainnya.

Propagasi refleksi, difraksi, dan scattering merupakan jenis propagasi yang dapat menyabakan terjadinya efek multipath. Adanya multipath ini memungkinkan sinyal yang dikirim dapat diterima meskipun lintasan terhalang, tetapi disamping itu dengan adanya multipath kondisi lingkungan akan selalu berubah-ubah, hal ini sangat

7 mempengaruhi pada penerimaan sinyal pada penerima ditambah dengan posisi penerima yang bergerak. Masalah yang dapat ditimbulkan karena adanya multipath antara lain multipath fading, delay spread, Doppler shift dan intersymbol interference. Delay spread merupakan lebar pulsa dari impulse yang dikirimkan antara pemancar dan penerima. Delay spread dapat menimbulkan interferensi antar simbol, karena setiap simbol akan saling bertumbukan dengan simbol sebelum dan sesudahnya. Level interferensi antar simbol ini ditentukan oleh kecepatan transmisi bit. Jadi kecepatan transmisi bit atau simbol pada sistem komunikasi bergerak digital dibatasi oleh delay spread. Ada beberapa faktor pada delay spread yang dapat dianalisa untuk dapat menentukan kecepatan bit transmisi agar tidak terjadi ISI (Intersymbol Interference) yaitu Maximum excess delay, Mean excess delay, RMS delay spread. Sementara untuk ISI terjadi akibat adanya delay spread pada saat pengiriman data. ISI (Intersymbol Interference) menyebabkan kesalahan penerjemahan bit dari informasi yang diterima pada sisi penerima. Hal ini terjadi karena adanya penerimaan sinyal informasi yang berulang dengan waktu yang berbeda (delay), maka dimungkinkan sinyal informasi yang diterima akan bertumpuk dengan data yang dikirimkan kemudian. Transmitted pulse1

Transmitted pulse2

Time atmospheric attenuation

Received LOS pulse1

Received Received multipath pulses1 LOS pulse2

Received multipath pulses2 Time

Gambar 2.3 ISI (Intersymbol Interference)

8 Dari gambar diatas dapat kita amati bahwa komponen sinyal multipath pada pulsa pertama diterima pada sisi receiver bersamaan dengan menerima sinyal pulsa yang kedua, sehingga sinyal kedua terinterferensi oleh sinyal yang indirect path dari sinyal pulsa pertama. Kejadian seperti ini yang dinamakan Intersymbol Interference. 2.3

ANTENA ARRAY Antena didefinisikan sebagai suatu struktur yang berfungsi sebagai media transisi yang mengubah sinyal listrik menjadi gelombang elektromagnetik agar dapat disalurkan melalui ruang bebas (free space) dan sebaliknya. Kinerja dari antena sendiri ditentukan oleh parameterparameter antara lain antara lain penguatan, directivity, pola radiasi, dan faktor array. Untuk mendapatkan pola radiasi yang terarah, beberapa antena dapat disusun dalam jarak tertentu dan dihubungkan satu sama lain. Beberapa antena yang diatur dalam jarak tertentu dan dihubungkan satu sama lain untuk menghasilkan suatu pola radiasi yang diinginkan dinamakan dengan antena array. Konfigurasi element antena array ada 2 macam yaitu array linier dan array planar. 2.3.1 Antena Array Linier Antena array linier merupakan antena array dimana konfigurasi elemen – elemen antena dibentuk dalam suatu garis lurus. Jarak antar elemen dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Bentuk konfigurasi ini merupakan dasar dari pembentukan antena array planar. Ada beberapa halyang harus diperhatikan dalam pembentukan antena array dengan elemen (N) yang berbeda : 1. Semakin banyak N, akan mempersempit main beam atau main lobe. 2. Bertambahnya N, akan memperbanyak jumlah side lobe dalam satu periode. Dimana jumlah keseluruhan lobe baik main lobe maupun side lobe adalah sebesar N-1. Dengan catatan bahwa pada setiap periode terdapat satu main lobe dan sejumlah N-2 side lobe. 3. Lebar dari side lobe adalah 2 π /N, sedangkan lebar main lobe 2 kali lebar side lobe. 4. Level dari side lobe turun sebanding dengan meningkatkan jumlah elemen N, dan level side lobe (SLL) nerupakan hasil pembagian harga maksimum side lobe terbesar dengan harga main lobe.

9 2.3.2 Antana Array Planar Antena array planr merupakan antena array yang tersusun dari beberapa elemen antena array yanf tersusun secara teratur dalam suatu bidang datar. Konfigurasi elemen antena diletakkan pada bidang X–Y dengan konfigurasi elemen MxN. Setiap elemen antena disusun secara teratur dan berderet pada arah X dan Y. Semua elemen antena array diasumsikan merupakan sumber isotropis. Jarak antar elemen yang sejajar pada arah sumbu – X da sumbu – Y berturut – turut dinyatakan dalam dx dan dy.

Gambar 2.4 Susunan elemen antena array planar 2.4

SISTEM MIMO Berdasarkan paper Michel A. Jensen dan Jhon W. Walace yang membahas tentang antena dan propagasi untuk komunikasi nirkabel MIMO. Pada komunikasi multipath MIMO digunakan N element antena array yang harus mengirimkan data ke N pengguna yang berbeda. Gambar 2 menunjukkan blok diagram untuk sistem nirkabel MIMO generik. Apabila melihat hasil dari penelitian yang lain maka penelitian [1] melengkapi kesimpulan yang didapatkan sebelumnya yaitu penambahan jumlah antena pemancar dan penerima akan mempengaruhi kapasitas kanal dengan respons impulse sebagai parameter terukur. Pada pengukuran respon implus dipertimbangkan hanya satu antena

10 penerima dan pemancar pada suatu kantor, sedangkan [1] lebih mewakili kondisi real bahwa sebuah ruangan tidak hanya ada satu pemancar dan penerima melainkan juga memiliki antena yang lebih daripada satu. Penyederhanaan kanal diasumsikan time variant pada interval blok transmisi. Pada gambar 2 dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian bawah menggambarkan pemrosesan sinyal dan coding dan bagian atas merupakan kanal. Komponen RF bearda pada kanal karena mempengaruhui transfer function end-to-end (TF and-to-end). Pada sistem, Q merupakan data independent yang diwakili dengan simbol vektor b(n) dimana n menunjukkan waktu. Data input akan masuk dalam decoder sehingga berubah menjadi NT dalam waktu diskrit imajiner x(n) pada bagian transmitter. Pada block coding data akan diubah menjadi bentuk data NT menjadi sinyal digital satu atau nol. Block pulse-shaping merubah sinyal digital dari block encoder ke domain waktu kontinyu dalam domain x(ω ) dan meletakannya kedalam NT kanal input dari (RF chains and antennas).

Gambar 2.5 Blok diagram sistem nirkabel MIMO Generik Pada X kanal H (ω ) menggabungkan sinyal input untuk memperoleh elemen output NR dalam bentuk vektor y (ω ) . Pada penerima block matched filter akan merubah sinyal ke bentuk diskrit y(n) dan hasilnya

11 akan di-decoder sehingga menghasilkan data Q yang dikirimkan dar transmiter dalam bentuk vektor b(n). Untuk elemen kanal linier, hubungan input dan output dapat dituliskan sebagai berikut :

y(ω) = H(ω) x(ω)+η(ω) NR x1

NR xNT

NR x1

NR x1

(2.1)

Dimana η (ω ) merupakan noise adaptive yang timbul dari kanal, dan Hij( ω ) merupakan fungsi transfer antara antena transmit ke-j dan antena receive ke-i. 2.5

SISTEM D-MIMO Seiring dengan kenaikan permintaan akan kualitas tinggi dan peningkatan kapasitas untuk sistem komunikasi nirkabel masa depan, sistem antena terdistribusi (DAS = Distributed Antenna System) memberikan gambaran yang memungkinkan sejak hal ini dapat menanggulangi fading skala besar, memperbaiki cakupan area, kualitas link dan kapasitas sistem karena diversity macroscopic dan rata-rata jarak akses diperpendek. Sistem ini yang disebut sebagai sistem MIMO terdistribusi (D-MIMO), dapat menanggulangi banyak problem penting yang berkaitan dengan MIMO konvensional yang dikenal sebagai colocated MIMO (C-MIMO). Sistem ini diyatakan dengan antena penerima co-located sejumlah M, dikelilingi dengan K port antena pemancar yang memiliki N antena per port sehingga sistem D-MIMO dinyatakan dalam (M,N,K) (gambar 2.6) Pada sistem D-MIMO banyak port berfungsi sama sebagai sebuah base station pada sistem seluler saat ini, atau bisa direalisasikan sebagai antena jarak jauh seperti perangkat kecil yang mengandung antena dan konverter optik-elektrik yang me-relay sinyal radio menuju unit kontrol pada jaringan aksess. Bisa juga diasumsikan bahwa multiple port pada D-MIMO dihubungkan dengan high speed backbone yang mengijinkan informasi untuk saling bertukar diantara mereka dan joint serta cooperative processing memungkinkan terjadi.Setiap port yang ada saling mengirimkan informasi pada satu penerima dengan cara tertentu. Perbedaan utama antara sistem D-MIMO dan C-MIMO adalah terletak pada banyaknya antena yang berada pada satu sisi (pada kasus ini pada sisi pemancar) yang letaknya terdistribusi diantara port-port yang terpisah secara lebar (multiple widely separated radio ports) dan

12 fading yang terjadi berupa fading skala kecil dan besar akan diukur pada masing-masing link antara port-port radio tersebut. 1…..N 1…..N H2

H1 1….M PORT 1

PORT 2

1….M

MOBILE

1…..N

1…..N H3

1….M

H4

PORT K

PORT 3

Gambar 2.6 Sistem Distributed MIMO (D-MIMO) dengan M antena pada stasiun penerima bergerak dan N antena pemancar pada masingmasing dari K port radio Pada model kanal realistis, kanal berada pada lingkungan penuh dengan scattering, Faktor penting yang mempengaruhi kapasitas sistem MIMO adalah jumlah kondisi kanal ĸ dengan nilai ĸ bergantung pada perbandingan

κ=

max λr min λt

(2.2)

yang merupakan distribusi singular value dari kanal matrik. Sebagai catatan bahwa pembagian daya yang seimbang diantara mode eigen akan menghasilkan unjuk kerja optimal dengan SNR yang tinggi. Berdasarkan Jensen inequality bahwa pada kanal dengan ĸ =1 didapatkan kapasitas terbesar dengan konstrain daya total yang sama.. Pada kindisi berscattering penuh, matrik kanal H diasumsikan sebagai kanal normalisasi i.i.d complex Gaussian. Pada kondisi realistis , kanal berada pada kondisi buruk sehubungan dengan korelasi fading yang dihasilkan dari keberadaan beberapa scatterer yang dominant, sudut penyebaran (angle spread) yang kecil dan ketidak-cukupan jarak antenna. Dari persamaan y = Hx + n , apabila didapat nilai eigen λt2<<1

13 maka secara mendasar tidak berguna meskipun kanal berada dalam kondisi full rank. Karena permasalahan itu maka prediksi yang paling baik untuk gain kapasitas MIMO adalah berdasar asumsi i.i.d Gaussian yang secara praktis memiliki keterbatasan yang sangat besar. Untuk MIMO konvensional atau dikenal sebagai Colocated MIMO(C MIMO) terdapat beberapa kasus khusus yang terjadi yaitu a.

Kanal C MIMO ideal Ketika fading tidak berkorelasi pada kedua sisi pemancar dan penerima dan terdapat sejumlah besar jalur independent antara keduanya ( L→∞), dengan teori central limit matriks kanal yang mempunyi tipe full rank dan dalam keadaan baik dapat ditulis sebagai berikut : H = ΦH w

b.

(2.3)

Korelasi Fading. Ketika fading berkorelasi pada kedua sisi yang berkaitan dengan ketidak sesuaian scattering, jarak antena atau sebaran sudut, tetapi masih dalam keadaan L→∞, kanal matriks pada 2.3 menjadi H = cij ΦRr1/ 2 H w Rt1/ 2

(2.4)

2.6

PENGUKURAN KANAL Untuk kinerja MIMO dalam lingkungan yang sebenarnya membutuhkan diskripsi yang jelas dari kanal multipath. Diskripsi tersebut berdasarkan pada pengukuran secara akurat yang dinyatakan dalam fungsi transfer matriks. Ada banyak cara pengukuran matriks transfer antara lain adalah sebagai berikut [1]: a. Desaign Switch Array Desain switched array menggunakan transmitter tunggal dan receiver tunggal untuk mengukur fungsi transfer. Digunakan peralatan elektronik untuk switcing time dengan durasi 2 μs sampai 100 μs . b.

Virtual Array Virtual array instrument menggunakan penempatan presisi atau rotasi dari elemen antena tunggal untuk menetukan

14 lokasi. Keuntungan metode ini adalah mengeliminasi mutual coupling tetapi kerugiannya adalah pengukuran matrik kanal lengkap membutuhkan waktu beberapa detik atau beberapa menit. Karena itu virtual array sangat cocok untuk pengukuran dalam ruang yang fixed ketika aktivitas rendah.

2.7

PENGOLAHAN DATA STATISTIK Dalam suatu pengukuran biasanya didapat suatu persamaan hasil yang dinamakan dengan fungsi transfer kanal dalam domain frekuensi H ( f ) , yang kemudian diolah dengan IFFT (invers fast fourier transform) untuk mendapatkan respon impulse yang merupakan fungsi transfer kanal dalam domain waktu. Pada umumnya pengukuran dilakukan pada sistem tetap (fixed), maka respon impulse dimodelkan sebagai Response Impulse Time Invariant. Jadi observasi hanya dilakukan terhadap delay (τ ) saja. Secara matematis dapat dituliskan [2][3] : N jθ k δ (τ − τ k ) h (τ ) = ∑ a k e (2.5) k =1 Keterangan : h (τ )

: fungsi transfer kanal dalam domain waktu

ak

: magnitudo

θ

: phase : excess delay : fungsi delta δ (. ) Dari persamaan fungsi transfer kanal dalam domain waktu di atas, maka dapat dicari nilai PDP, PDP (Power Delay Profile) adalah daya terima per satuan waktu dengan excess delay tergantung pada panjang respon impulse rata-rata. Dari PDP, maka bisa didapatkan beberapa parameter delay statistik yang berupa maximum excess delay, mean excess delay, rms delay spread[2][3].

τ

a.

Maximum Excess Delay

Maximum excess delay adalah rentang delay, waktu antara munculnya impulse pertama sampai impulse terakhir pada

15 power delay profile. Secara rumus matematis dituliskan sebagai berikut : (2.6) Maximum excess delay = τ −τ (max)

b.

(1)

Mean Excess Delay

Mean excess delay (τ ) adalah momen pertama dari PDP yang dinormalisasi dengan daya sinyal rata-rata, dan secara matematis diberikan rumus seperti di bawah ini :

Mean Excess Delay (τ ) =

N ∑ τ k P(τ k) k =1 N 1 ∑ P(τ k) N k =1

1 N

N ∑ τ k P (τ k ) =1 k (2.7) = N ∑ P (τ k ) k =1 dengan τ k delay waktu relatif (dalam S) terhadapa τ = 0 (waktu pertama munculnya APDP), P adalah daya sinyal (dalam W) dan N adalah jumlah titik pengamatan PDP.

c.

RMS Delay Spread Momen kedua dari mean excess delay disebut sebagai RMS delay spread ( στ ) dan dapat dihitung berdasarkan persamaan di berikut ini : ⎡ ⎢ RMS delay spread = στ = ⎢ ⎢ ⎢ ⎣

2.8

(

)

N 2 ∑ τ k − τ P(τ k ) k =1 N ∑ P (τ k ) k =1

1/ 2 ⎤ ⎥ (2.8) ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

MATLAB Matlab 6.5 merupakan software program aplikasi yang digunakan untuk komputasi teknik. Matlab merupakan singkatan dari MATrix LABoratory. Matlab mampu mengintegrasikan komputasi, visualisasi,

16 dan pemrograman untuk dapat digunakan secara mudah. Penggunaan Matlab diantaranya adalah pada: 1. Matematika dan Komputansi 2. Pengembangan algoritma 3. Pemodelan, simulasi, dan prototyping 4. Analisa, eksplorasi, dan visualisasi data 5. Pengolahan grafik untuk sains dan teknik 6. Pengembangan Aplikasi berbasis GUI (Graphical User Interface) Pada proyek akhir ini Matlab 6.5 digunakan untuk proses pengolahan data, yakni proses yang berkaitan dengan analisa, visualisasi data, dan pengembangan aplikasi berbasis GUI.

Gambar 2.7 Tampilan utama Matlab 2.8.1 Lingkup Matlab Ada beberapa tools yang disediakan oleh Matlab 6.5 diantaranya sebagai berikut: • Command Window, yang berfungsi untuk tempat memasukkan dan menjalankan variabel (fungsi) dari Matlab dan M File. • Command History, yang berfungsi menampilkan fungsifungsi yang telah dikerjakan pada command window.

17 •

Launch Pad, yang berfungsi untuk akses tools, demo, dan dokumentasi semua produk Math Works. • Help Browser, yang berfungsi untuk menampilkan dan mencari dokumentasi yang ada pada Matlab. • Current Directory Browser, yang berfungsi menampilkan file-file Matlab dan file yang terkait serta mengerjakan operasi file seperti membuka dan mencari isi file. • Workspace Browser, yang memuat variabel-variabel yang dibuat dan yang disimpan dalam memori saat penggunaan Matlab. • Editor / Debugger, yang berfungsi untuk membuat dan memeriksa M File Beberapa tools ini merupakan tools yang secara umum digunakan pada Matlab, namun sebenarnya selain itu ada banyak tools tambahan lainnya pada Matlab. 2.8.2 M File Editor M File merupakan file teks yang memuat variabel- variabel dan fungsi yang ada pada Matlab. M File berupa nama file script dalam Matlab yang disimpan dengan ekstensi ‘.m’. M File memudahkan dalam penulisan (pembuatan) program dalam Matlab. Dimana fungsi-fungsi yang ada pada M File tersebut dapat mengakses semua variabel Matlab dan menjadi bagian dari ruang kerja Matlab.

Gambar 2.8 Tampilan layout M File

18 2.8.3 Matlab GUI (Graphical User Inerface) GUI (Graphical User Interface) merupakan software aplikasi dari Matlab yang mampu menampilkan secara visualisasi program yang telah dibuat pada Matlab (M-File), dengan melalui bantuan komponenkomponen yang ada seperti icons, pushbutton, radio button, dan sebagainya. GUIDE (GUI Development Environtment) merupakan tools Matlab yang diaplikasikan untuk pembuatan Gui. Guide menyediakan seperangkat tools yang digunakan untuk mendesain dan menampilkan GUI. Salah satunya adalah tools Layout Editor, yang berfungsi sebagai tempat peletakan komponen-komponen yang dibutuhkan. Dimana ukuran, jarak antar komponen dan align dari komponen tersebut dapat diatur. Tools ini secara otomatis tampil, pada saat pertama kali menjalankan software aplikasi GUI pada Matlab 6.5.

Gambar 2.9 Layout editor dari GUIDE Programer dapat memanfaatkan tools dan komponen Guide lainnya yang merupakan bagian dari user interface control (uicontrols) dan user interface menus (uimenus) untuk memudahkan dalam pembuatan GUI. Beberapa tools dasar dari Guide, antara lain: ƒ Layout Editor, digunakan untuk menambah atau mengatur object pada figure window. ƒ Aligment Tool, digunakan untuk mengatur jarak antar object.

19 ƒ

Property Inspector, digunakan untuk mengatur properti dari object ƒ Object Browser, digunakan untuk menampilkan secara hirarki object yang sedang digunakan dalam layout. ƒ Menu Editor, digunakan untuk menambahkan menu dan contect yang ada didalamnya pada layout. Sementara dalam component pallete terdapat beberapa object yang bisa digunakan untuk tampilan pada figure yang akan dibuat. Object – object tersebut adalah Select, Push Button, Toggle Button, Radio Button, Checkbox, Edit Text, Static Text, Slider, Frame, Listbox, Popup Menu, dan Axes. Objects tersebut mempunyai fungsi sebagai berikut : 1. Radio Button berfungsi untuk memilih satu pilihan dari beberapa pilihan. 2. Check Box sama seperti radio button namun dapat berfungsi untuk memilih lebih dari satu pilihan dari beberapa pilihan. 3. Push Button berfungsi untuk menjalankan eksekusi seketika jika ditekan. 4. Toggle Button berfungsi untuk menjalankan eksekusi secara on ,off. 5. List Box berfungsi menampilkan keseluruhan list. 6. Editable Text berfungsi untuk menampilkan teks dan teks ini dapat sewaktu-waktu diedit. 7. Frame berguna untuk menampilkan dan mengelompokkan beberapa kontrol fungsi yang masih berkaitan. 8. Pop Up Menu untuk memilih satu list dari beberapa list yang ada (ditampilkan). 9. Slider digunakan untuk menampilkan range suatu nilai dan kita dapat memilih nilai yang diinginkan dengan melakukan drag. 10. Static Text berfungsi untuk menampilkan teks secara statis. 11. Axes berfungsi untuk menampilkan gambar atau grafik. 12. Figure merupakan tempat untuk meletakkan komponen Gui yang telah didesain dengan Layout Editor.

Semua object diatas dikendalikan lewat command dalam fungsi callback untuk setiap browser yang berada pada file tipe “.m“ dari figure yang dibuat. Sementara data yang digunakan dalam mendesign figure disimpan dalam struktur handles.

20

----- Halaman ini sengaja dikosongkan -----

BAB III PENGUKURAN DAN DATA HASIL PENGUKURAN 3.1

UMUM Pada bagian ini akan menjelaskan prosedur pengukuran yang dilakukan untuk dapat mengambil data dari kanal radio. Dibagian ini pula akan digambarkan skenario ruangan, blok diagram pengukuran serta penjelasan tentang peralatan yang digunakan pada saat pengukuran dilakukan serta pembuatan GUI menggunakan GUIDE. 3.2

SET-UP PENGUKURAN Set-up pengukuran dapat digambarkan pada Gambar 3.1, pengukuran menggunakan network analyzer (NA) dalam domain frekuensi dengan scattering parameter (S21) dengan antena discone yang dibentuk dalam antena array planar sintesis 2x4. NA digunakan untuk mengambil sampel data transfer function kanal radio dalam ruang yaitu H(f). Pengukuran dilakukan dengan cara menghubungkan antena pemancar pada port 1 dan antena penerima pada port 2 dengan kabel koaksial.

Gambar 3.1 Set-Up pengukuran dengan Network Analizer

21

22

Gambar 3.2 Skenario ruang pengukuran Keterangan :

: Meja kayu : Kursi Panjang : Almari Besi : Almari Rak

23 Sementara untuk skenario ruangan yang digunakan dalam pengukuran dapat dilihat pada Gambar 3.2. Dari gambar tersebut dapat dilihat setting posisi letak antena pemancar dan penerima dimana setiap titik lokasi pemancar dan penerima mewakili posisi antena array yang digunakan. Ruangan yang digunakan mempunyai dimensi ukuran ruang 9,27 m x 13,8 m. 3.3

PERALATAN YANG DIGUNAKAN Berdasarkan gambar set-up pengukuran, seperti ilustrasi yang ditunjukkan pada Gambar 3.1. Ada beberapa peralatan yang digunakan dalam pengukuran antara lain Network Analyzer (NA), 2 buah antena sebagai pamancar dan penerima dan kabel koaksial sebagai penghubung. 3.3.1 Network Analyzer Network analyzer adalah suatu peralatan yang terdiri dari beberapa sistem yang terintegrasi satu sama lain, sehingga peralatan ini dapat digunakan untuk pengukuran sistem yang komplek. NA yang digunakan pada saat melakukan pengukuran adalah NA dengan tipe HP 8753 ES, yang mempunyai sumber gelombang dengan frekuensi antara 0,3.– 6000.MHz.

Gambar 3.3 Network Analyzer

24 Selama melakukan pengukuran, peralatan dapat dikontrol dengan komputer melalui GPIB Card yang dipasang pada komputer. Untuk menghubungkan peralatan (NA) dengan GPIB Card digunakan kabel paralel. Fungsi dari NA yaitu digunakan untuk mengukur suatu sistim yang belum diketahui karakteristiknya, oleh karena itu ada beberapa parameter pada NA yang dapat digunakan antara lain parameter H, Y, Z dan S. Sedangkan untuk pengukuran dengan frekuensi tinggi digunakan parameter S. 3.3.2 Antena Pemancar dan Penerima Pada saat melakukan pengkuran digunakan 2 buah antena, dimana masing-masing berfungsi sebagai pemancar dan penerima. Penggunaan antena ini berdasarkan frekuensi yang digunakan pada saat pengukuran. Pada penelitian ini digunakan antena discone dengan frekuensi kerja 1,7 GHz dengan lebar bandwith 200 MHz maka range frekuensi yang digunakan adalah 1600.MHz sampai dengan 1800 MHz. Antena ini memiliki pola radiasi omnidirectional.

Gambar 3.4 (a) Antena Discone, (b) Kabel penghubung 3.3.3 Kabel Penghubung Agar antena dapat digunakan, maka harus dihubungkan dengan NA. Untuk menghubungkan masing-masing antena ini digunakan kabel coaxial tipe RG-58, dengan panjang masing-masing kabel 10 meter. Dimana kabel ini memiliki redaman sebesar 17 dB/100 feet pada frekuensi 1 GHz, dengan impedansi 50 Ω .

25 3.4

PROSES PENGUKURAN Ada beberapa langkah yang harus dilakukan pada saat melakukan pengukuran menggunakan Network Analyzer, antara lain kalibrasi, inisialisasi dan pemilihan parameter scattering yang digunakan. Secara umum tahapan pengukuran dapat dituliskan sbb: 1. Menghidupkan semua peralatan seperti Network Analyzer dan komputer. 2. Mengkalibrasi Network Analyzer beserta semua kabel dan peralatan tambahan yang digunakan. 3. Memanggil software interface dan memberikan inisialisasi sebelum dilakukan pengukuran. 4. Menghubungkana antara kabel untuk antena pemancar pada port 1 dan kabel untuk antena penerima pada port 2 Network Analyzer. 5. Membuat nama file pada worksheet software interface, untuk membuat ”data base” (pengumpulan data hasil pengukuran). 6. Melakukan pengukuran swept frekuensi, dengan menekan icon start measurement pada tampilan dilayar monitor PC. 7. Data hasil pengukuran akan tampil pada layar, dan akan tersimpan secara otomatis pada library software interface. 3.4.1 Kalibrasi Kalibrasi menjadi sesuatu yang penting yang harus dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi redaman kabel, pemilihan jumlah sampling pengukuran, dan penentuan jenis parameter dan lain – lain pada saat pengukuran dilakukan. Prosedur kalibrasi Network Analyzer adalah sebagai berikut : 1. Tekan preset untuk all memory clear 2. Tekan tombol Meas (S- Parameter) 3. Tekan start (pilih mulai dengan menekan angka pada blok entry) 4. Tekan stop (pilih mulai dengan menekan angka pada blok entry) 5. Tekan AVG Æ IF BW -Æ 30Hz (IF Bandwidth 30Hz) 6. Tekan tombol power Æ 10 dBm (test port power) 7. Tekan tombol sweep set up Æ number of point 401 8. Tekan tombol call Æ calibrates menu Æ respon Æ thru 9. Tekan tombol save / recall. 10. Tekan tombol save state Æ recall state

26 3.4.2 Inisialisasi Inisialisasi pengukuran dilakukan melalui software interface pada PC dengan tujuan untuk menyesuaikan software dengan kalibrasi yang telah dilakukan pada langkah sebelumnya. Hal – hal yang perlu diinisialisasi adalah : • Number of Point : 401 • Frekuensi start : 1600 MHz • Frekuensi stop : 1800 MHz • Jenis parameter : S21 • Lokasi penyimpanan data • Nama file

Gambar 3.5 Tampilan software interface pada komputer 3.4.3 Pengukuran dan Pangambilan Data Setelah melakukan proses kalibrasi dan inisialisasi maka pengukuran baru dapat dilakukan. Dalam pengukuran antena diletakkan pada ketinggian 0,9 m dari permukaan lantai dan range frekuensi yang digunakan adalah 1600 MHz sampai dengan 1800 MHz dengan lebar pita frekuensi 200 MHz. Konfigurasi antena yang digunakan adalah antena array planar sintesis dengan konfigurasi 2x1 untuk pemancar dan 2x2 untuk penerima yang diasumsikan dengan perpindahan antena pada posisi pemancar dan penerima. Jarak antar elemen array yang

27 λ

, bila frekuensi kerja yang digunakan adalah 2 1,7GHz maka jarak antar elemen array adalah sbb: c λ= dimana f = 1,7 × 10 9 Hz (3.1) f 3 × 108 = 0,17 m λ= 1,7 × 109 digunakan adalah

Gambar 3.6 Susunan elemen antena array Planar Sintesis; (a) Konfigurasi elemen array pemancar, (b) Konfigurasi elemen array penerima

Pemilihan jarak anter elemen antena menggunakan panjang 0,5λ adalah untuk menghindari korelasi antar path. Hal ini karena adanya keterbatasan sudut antara pemancar dengan penerima. Jarak antar element yang memungkinkan agar tidak terjadi korelasi antar path adalah 0,5λ [7]. Dengan kondisi diatas maka untuk pengukuran satu posisi penerima terhadap satu posisi pemancar akan dilakukan pengukuran sesuai dengan hasil kombinasi elemen antena array pemancar dan penerima yaitu sebanyak 8 kali pengukuran. Jumlah posisi penerima yang digunakan adalah 4 buah dan jumlah posisi pemancar adalah 24 buah. Jadi pengukuran dilakukan sebanyak 768 kali pengukuran yang juga berarti bahwa terjadi perpindahan antena pemancar dan penerima sejumlah tersebut. Setiap kali pengukuran diambil sampel data sebanyak 401 point dan disimpan dalam sebuah file dengan tipe TXT. Sementara nama file yang digunakan dibuat dengan aturan sebagi berikut :

28 nama file = ABCDX

(3.2)

Dimana : A : Lokasi Penerima ( A s/d X ) B : Lokasi Pemancar ( 1 s/d 4 ) C : Array Pemancar ( 1 s/d 2 ) D : Array Penerima ( 1 s/d 4 ) X : Jenis scattering dan tipe file ( S21.txt ) Misalkan pengukuran dilakukan pada lokasi penerima 1, lokasi pemancar 2, posisi array penerima 1 dan posisi array pemancar 1 maka file yang dihasilkan adalah ”A211S21.txt”. Setiap data yang dihasilkan pada saat pengukuran adalah mempunayai 3 buah parameter yaitu frekuensi, magnitudo H( f ) dan phase H( f ). 3.5

DATA PENGUKURAN Data hasil pengukuran meruapakan respon kanal dalam domain frekuensi ( H ch ( f ) ). H ch ( f ) merupakan besaran vektor yang terdiri

dari magnitudo dan phase dalam bentuk komplek yang dituliskan dalam persamaan sbb : jθ H ch ( f ) = H ( f ) ⋅ e (3.3) dengan, H ( f ) adalah magnitudo (dB) dan θ adalah phase (derajat).

Gambar 3.7 Besar magnitudo dan phase, fungsi Transfer Kanal dalam domain frekuensi

29 3.6

PEMBUATAN INTERFACE DENGAN GUI Untuk membantu proses analisis data, maka dibuat interface menggunakan GUIDE untuk kondisi ini. Ada 3 macam figure utama yang dipakai dalam interaface ini yaitu : 1. Tampilan pertama (splash) Komponen yang digunakan : • Tipe object = text, tag = text1, string = ”PENGUKURAN DAN PENGOLAHAN EXCESS DELAY KANAL RADIO PROPAGASI INDOOR (NLOS) MENGGUNAKAN SISTEM D-MIMO”. • Tipe object = axes1. • Tipe object = text, tag = text3, string = ”NURSANTUSO”. • Tipe object = text, tag = text4, string = ” 7203.030.008”. • Tipe object = text, tag = text4, string = ” Powered by : Matlab 6.5”.

Gambar 3.8 Layout editor untuk tampilan pertama

2.

Tampilan menu Komponen yang digunakan : • Tipe object = text, tag = text1, string = ”D – MIMO System (4,2,4)”. • Tipe object = text, tag = text2, string = ”NLOS”. • Tipe object = text, tag = text3, string = ” Current Directory :”. • Tipe object = text, tag = text4, string = ” ....”.

30

Gambar 3.9 Layout editor untuk menu • • • • • •

3.

Tipe object = text, tag = text5, string = ” Grafic Type :”. Tipe object = text, tag = text6, string = ” Receiver Location :”. Tipe object =popupmenu, tag = tipe. Tipe object =popupmenu, tag = letak. Tipe object =checkbox, tag = Cgrid, string = “Grid”. Tipe object =pushbutton, tag = pushbutton1, string = “Plot”.

Tampilan untuk plot

Gambar 3.10 Layout editor untuk plot

Komponen yang digunakan : • Tipe object = pushbutton, tag = pushbutton1, string = ” Ok”.

BAB IV ANALISA DATA 4.1

UMUM Pada bab ini akan dibahas proses pengolahan data mulai dari tahap awal sampai didapatkan parameter – parameter delay statistik. Proses dimulai dari mendapatkan tanggapan impuls kanal dalam domain waktu, proses binning, distribusi delay spread pada kanal dan proses perhitungan untuk mendapatkan parameter delay spread. Proses pengolahan data dilakukan adalah mengolah data per 8 path. Hal ini dilakukan dengan cara mengolah 8 buah data terhadap sebuah pemancar secara bersama. Pada bagian akhir juga ditunjukkan tampilan yang GUI yang telah dibuat menggunakan GUIDE. 4.2

TANGGAPAN IMPULS Dari data hasil pengukuran H( f ) merupakan nilai transfer function dari kanal dalam domain frekuensi. Untuk menghasilkan impuls respon domain waktu, maka data diproses sedemikian hingga mengunakan teorema IFFT (Inverse Fast Fourier Transform). Sebelum menggunakan teorema IFFT data hasil pengukuran harus diubah dulu dalam bentuk linier dan dikalikkan dengan window W( f ). Proses IFFT dilakukan saat data berada dalam bentuk linier atau H( f ) linier. Proses merubah data ke bentuk linier dilakukan menggunakan anti-log dari data hasil pengukuran. Perkalian antara data dan window dimaksudkan untuk menghilangkan efek kontinyu pada saat proses IFFT berlangsung. Hasil perkalian antara H( f ) linier dan W( f ) merupakan fungsi terestimasi Hestimasi( f ). Secara matematis dapat dituliskan sbb : H estimasi ( f ) = H ch ( f ) • W ( f ) (4.1) Jenis window yang digunakan dalam proses ini adalah window Hamming. Pemilihan jenis window ini karena window Hamming tersebut memiliki lebar pita frekuensi main lobe (lobe utama) yang lebar yaitu -43 dB sehingga time resolusinya kecil. Hal ini sangat perlu untuk diperhatikan karena mengingat pada proyek akhir ini menggunakan teknik pengukuran wideband (pita lebar). Secara matematis window Hamming dapat didefinisikan sbb :

31

32 ⎧0.54 − 0.46 cos( 2πf ), W Ham ( f ) = ⎨ 0 ⎩

f1 ≤ f ≤ f 2 f lainnya

(4.2)

Berikut ini adalah grafik window Hamming dalam domain frekuensi dan contoh Hestimasi( f ) untuk salah satu data hasil pengukuran pada posisi penerima A terhadap posisi antena pemancar 1, data inilah yang selanjutnya akan digunakan sebagai contoh pengolahan selanjutnya.

Gambar 4.1 Grafik window Hamming dalam domain frekuensi

Gambar 4.2 Fungsi transfer |H( f )| linier

33

Gambar 4.3 Hasil perkalian antara |H( f )| Linier dan W( f ) Setelah memperoleh data Hestimasi( f ) maka proses IFFT dapat dilakukan untuk memperoleh data Hestimasi( τ ). Secara matematis proses transformasi yang digunakan dapat dituliskan dalam persamaan berikut: ∞

hestimasi (τ ) =

∫H

ch (

f ) ⋅ W ( f ) ⋅ e j 2πf df

−∞

f1

=

∫H

ch (

f ) ⋅ W ( f ) ⋅ e j 2πf df

f2

= hch (τ ) ∗ w(τ )

(4.3)

Setelah proses transformasi data dari domain frekuensi ke domain waktu menggunakan teorema IFFT menghasilkan akan menghasilkan tanggapan impuls sebagai pada Gambar 4.4. Pada Gambar 4.4, tanggapan pertama dari impuls kanal berada pada ± 120 ns. Hal ini karena pada data tersebut masih terdapat delay lintasan kabel pada saat pengukuran. Delay kabel yang dihasilkan tergantung dari kabel koaksial yang dipakai pada saat pengukuran. Untuk mengetahui besar delay kabel yang digunakan maka jarak antara pemancar dan penerima atau jarak link propagasi harus diketahui lebih dahulu.

34

Gambar 4.4 Tanggapan impuls H( τ ) sebelum kalibrasi delay Untuk memperoleh jarak dari link propagasi, maka harus diketahui lebih dahulu impuls pertama kali yang datang dalam satu kanal. Keadaan ini dideteksi dengan melihat nilai delay yang terkecil dari 8 path yang berada dalam satu kanal yang kemudian disebut dengan total delay kedatangan komponen pertama (Δτ1). Untuk menghitung jarak link propagasi dapat dicari menggunakan rumus : ⎛⎛ ⎛ d = ⎜ ⎜ Δτ 1 − ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎝⎝

l1 + l 2 0.66 × c

⎞ ⎞ ⎞⎟ ⎟⎟ × c − λ ⎟⎟ ⎟ ⎠⎠ ⎠

(4.4)

Dimana : Δτ1 : Total delay kedatangan komponen pertama : Jarak link propagasi d l1 ,l 2 : Panjang kabel yang digunakan pada port 1 dan port 2 : Cepat rambat gelombang dalam ruang bebas c 8 −1 ( 3 x10 meter sec ) λ : Panjang gelombang, dengan f = 1,7 GHz maka c 3x10 8 = = 0,765m λ= (4.5) f 1.7 x10 9 Nilai 0.66 dalam rumus perhitungan diatas merupakan nilai velocity vactor kabel koaksial yang digunakan yaitu 66%. Sementara panjang

35 kabel yang digunakan adalah bervariasi oleh karena itu panjang kabel harus disesuaikan dengan kabel yang digunakan pada saat pengukuran. Untuk kondisi ini jumlah panjang kabel yang digunakan adalah 18 m. Sehingga jarak yang dihasilkan adalah : ⎛⎛ ⎛ d = ⎜ ⎜ Δτ 1 − ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎝⎝

l1 + l 2 0.66 × c

⎛⎛ ⎛ = ⎜ ⎜⎜120 ⋅10 −9 − ⎜ ⎜ ⎝ ⎝⎝ = 8,5508 m

⎞ ⎞ ⎞⎟ ⎟⎟× c − λ ⎟⎟ ⎟ ⎠⎠ ⎠

⎞ ⎞⎞ ⎟ ⎟⎟ × 3 ⋅10 8 ⎟⎟ − 0,1765 ⎠⎠ ⎠

18 0.66 × 3 ⋅10 8

Untuk hasil perhitungan dari proses mencari jarak link propagasi selengkapnya dapat dilihat pada lampiran. Setelah mencari jarak dari link propagasi maka dapat dicari nilai delay kabel dapat dicari. Untuk mencari nilai delay kabel (Δt)dapat menggunakan rumus sebagai berikut : ⎛ Δt = ⎜⎜ ⎝

l1 + l 2 0.66 × c

⎞ ⎛ ⎟+⎜ ⎟ ⎝ ⎠

d +λ c

⎞ ⎟ ⎠

(4.6)

Dengan nilai d yang sudah dicari sebelumnya dan nilai konstanta yang dipakai sama dengan nilai yang dipakai saat mencari nilai jarak link propagasi, maka delay kabel untuk data diatas adalaha sebagai berikut : Δt

⎛

= =

l1 + l 2 0.66 × c

⎞ ⎛ d +λ ⎞ ⎟+⎜ ⎟ ⎟ ⎝ c ⎠ ⎝ ⎠ 9+9 ⎛ ⎞ ⎛ 8.5508 + 0,1675 ⎜ ⎟+⎜ 8 3 x10 8 ⎝ 0.66 × 3 x10 ⎠ ⎝ 119,97 ns

= ⎜⎜

⎞ ⎟ ⎠

Setelah mencari nilai delay kabel maka komponen pertama dari tanggapan impuls dapat diset pada τ0 dengan cara mengurangi nilai delay data dengan delay kabel yang sudah dicari. Jadi komponen pertama dari impuls dapat terletak pada nilai τ0 seperti gambar berikut:

36

Gambar 4.5 Tanggapan impuls H( τ ) sebelum dan setelah kalibrasi delay 4.3

PROSES BINNING Proses selanjutnya adalah proses binning yang bertujuan untuk menghilangkan pengaruh dari perkalian window sehinngga diperoleh respon impuls yang murni. Data tanggapan impuls dalam domain waktu yang sudah dikalibrasi yang akan di-binning adalah hanya data yang berada pada level di atas -40dB dengan cara men-threshold data pada level -40dB, data yang berada di bawah -40dB tidak diikutsertakan (dihilangkan)[2][3]. Batasan ambang (threshold) sebesar -40dB ini berdasarkan pemilihan window yang dipakai pada proses awal (windowing). Batasan ambang harus lebih besar dari amplitudo maksimum dari window side lobe sehingga impuls yang dihasilkan merupakan impuls yang murni.

Gambar 4.6 Grafik window Hamming dalam domain waktu

37 Karena window hamming mempunyai amplitudo maksimum dari window side lobe sebesar -43dB maka pemilihan ambang ditentukan sebesar -40dB. Proses bining adalah dengan membagi excess delay tanggapan impuls dengan resolusi window, setiap satu resolusi window mengandung satu komponen lintasan jamak. Proses ini dinamakan sebagai proses binning yang dalam persamaan matematikanya dituliskan sebagai berikut : h(τ ) =

1 N

N

∑ h (τ ) n

(4.7)

n =1

dengan N adalah jumlah komponen lintasan jamak dalam satu resolusi waktu dari window hamming. Ilustrasi proses binning digambarkan sebagai berikut :

Gambar 4.7 Proses binning tanggapan Impuls domain waktu

Gambar 4.8 Proses binning tanggapan impuls domain waktu

38 4.4

PENGOLAHAN DATA STATISTIK Untuk mencari nilai dari parameter delay spread maka terlebih dahulu harus diketahui nilai dari PDP (Power Delay Profile). PDP merupakan daya terima per satuan waktu dengan excess delay tergantung pada panjang respon impuls rata-rata. Untuk pangolahan pada tahap ini data yang digunakan adalah data pada posisi penerima A terhadap 4 pemancar (A1, A2, A3, A4). Dari masing – masing pemancar dapat dicari nilai PDP-nya dengan menggunakan rumus :

PDPτ = h(τ )

2

(4.8) ss

Dengan rumus diatas maka dapat dicari nilai PDP untuk tiap pemancar untuk ss = 8. Dari nilai PDP tersebut maka data akan ditreshold -40 dB, dari sini nilai nilai maksimum delay untuk masing masing pemancar dapat dicari. Berikut adalah PDP ang dihasilkan untuk masing – masing pemancar :

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 4.9 PDP untuk posisi penerima A terhadap masing – masing pemancar, (a) Posisi pemacar 1, (b) Posisi pemancar 2, (c) Posisi pemancar 3, (d) Posisi pemancar 4

39 Dari nilai PDP tersebut dapat dicari nilai dari parameter delay spread untuk masing pemancar. Berikut adalah contoh untuk data A1 : • Maksimum Excess Delay Nilai maksimum excess delay dapat dicari manggunkan rumus (2.6). Dari gambar 4.8 diperoleh nilai τakhir = 30 ns dan nilai τawal = 5 ns. Maka nilai maksimum excess delay yang dihasilkan adalah sebagai berikut : Maksimum Excess Delay = τakhir - τawal = 30 -5 = 25 nS •

Mean Excess Delay Untuk nilai mean excess delay dapat dicari menggunakan rumus (2.7). N ∑ τ k P(τ k ) A =1 k Mean excess delay = = N B ∑ P(τ k ) k =1 A={(5x6,2317)+(10x1,0773)+(15x0,25194)+(20x0,24905)+ (25x0,14304)+(30x0,079576)}x10-9 = 5,67 x 10-17 B ={6,2317+1,0773+0,25194+0,24905+0,14304+ 0,079576)}x10-9 = 8,03 x 10-9 Mean Excess Delay =

•

5,67 × 10 −17

= 7,05 ns.

8,03 × 10 −9

RMS Delay Spread Sementara untuk mencari nilai RMS delay Spread rumus yang digunakan adalah (2.8). ⎡ ⎢ RMS delay spread = στ = ⎢ ⎢ ⎢ ⎣

⎡ = ⎢ ⎣

(

)

N 2 ∑ τ k − τ P(τ k ) k =1 N ∑ P (τ k ) k =1

A B

⎤ ⎥ ⎦

1/ 2

1/ 2 ⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

40 A={((5-7,05)2x6,2317)+((10-7,05)2x1,0773)+((15-7,05)2x 0,25194) + ((20-7,05)2x0,24905) + ((25-7,05)2x 0,14304) + ((30-7,05)2x0,079576)}x10-18 = 1,81x 10-25 B ={6,2317+1,0773+0,25194+0,24905+0,14304+ 0,079576)}x10-9 = 8,03 x 10-9 1,81× 10 −25

= 4,75 ns 8,03 × 10 −9 Untuk posisi penerima A nilai ketiga pemancar diatas dan jarak link propagasi adalah sebagai berikut : RMS Delay Spread =

Tabel 4.1 Nilai parameter delay spread untuk posisi A

Parameter Delay Spread

Posisi Pemancar 1

2

3

4

Maksimum Excess Delay (ns)

8,5508 25

5,5508 110

17,551 45

15,975 50

Mean Excess Delay (ns)

7,0531

24,724

10,808

11,864

RMS Delay Spread (ns)

4,7502

24,114

9,4426

11,328

Jarak (m)

Sementara untuk hasil pada posisi penerima yang lain terdapat pada lampiran. Dari data pada bagian ini jarak link propagasi mempengaruhi besar maksimum delay yang dihasilkan, keadaan ini bila dilihat secara SISO artinya bila dilihat tiap pemancar terhadap posisi penerima. Misalkan pada pemancar 1, pada posisi A dengan jarak 8,5508 m akan mengalami delay sebesar 25 ns sementara pada posisi W dengan jarak 16,051 m akan mengalami delay sebesar 60 ns. Dari sini dapat dikatakan bahwa pada sistem SISO semakin jauh jarak antara penerima dan pemancar maka delay yang dihasilkan akan semakin lama. Namun dengan sistem D-MIMO setiap posisi penerima akan dijangkau oleh 4 pemancar secara bersama – sama, sehingga setiap penerima akan mendapatkan nilai maksimum delay yang kecil dari sebuah pemancar dari keempat pemancar yang digunakan diposisi manapun dalam ruangan. Misalkan pada titik A akan memiliki delay

41 yang kecil terhadap pemancar A dengan jarak 8,5508 m. Sementara untuk titik P memiliki maksimum delay yang kecil terhadap pemancar 3 dengan jarak 10,051 m dan pada titik V memiliki maksimum delay yang kecil terhadap pemancar 4 dengan jarak 3,975 m. Dari kondisi diatas nampak bahwa untuk sistem D-MIMO dengan kondisi ruang dan posisi antena pada tiap sudut, bisa menjangkau semua posisi penerima dengan dengan delay propagasi yang rendah. Masih dengan data yang ada untuk kondisi penerima diposisi A, dapat pula dihasilkan PDP terhadap semua pemacar dengan menggunakan rumus (4.8) dengan nilai ss = 32. Nilai parameter delay spread yang lain juga dapat dihasilkan dengan menggunkan rumus yang sama dan cara yang sama seperti data pada A1. Nilai PDP yang dihasilkan merupakan nilai rata – rata dari 32 respon impuls dari tiap posisi pemancar terhadap satu posisi penerima. Grafik PDP untuk titik A dan nilai parameter delay spread dapat digambarkan pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Gambar PDP untuk posisi penerima A

Untuk posisi penerima yang lain, nilai parameter – parameter delay spread dapat dilihat pada Tabel 4.2.

42 Tabel 4.2 Nilai parameter delay spread untuk semua titik penerima

Posisi Penerima A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X

Maksimum Delay (ns) 65 75 30 130 85 75 80 95 100 80 80 90 65 105 105 95 85 70 65 85 45 45 65 80

Mean Delay (ns) 15,31 20,618 9,2476 39,555 17,73 26,659 19,529 26,66 23,361 21,06 22,134 26,077 17,837 33,82 27,814 27,222 25,787 22,779 15,357 19,949 11,438 12,673 10,612 17,422

RMS Delay Spread (ns) 14,787 22,805 8,2484 26,706 19,759 22,611 22,521 22,471 22,543 21,011 22,237 22,538 19,789 24,534 27,22 26,686 26,672 22,459 19,056 18,778 9,8237 8,7608 12,102 19,088

Dari data diatas dapat dipelajari bahawa untuk titik – titik yang berada pada tengah ruang akan memiliki rata – rata nilai maksimum delay yang lebih besar bila dibandingkan dengan posisi penerima yang berada pada tepi ruang atau yang dekat dengan pemancar. Misalkan pada posisi A dan posisi P yang berada ditengah ruang. Nilai maksimum delay yang dihasilkan lebih besar pada posisi P daripada posisi A.

43 Dengan nilai PDP yang ada untuk masing – masing penerima dapat dicari nilai PDP untuk seluruh ruang dan nilai parameter delay spread untuk seluruh ruang juga dapat dicari dengan rumus (4.8) dengan ss = 768. Berikut adalah grafik dari PDP untuk satu ruang pengukuran :

Gambar 4.11 Gambar PDP untuk ruang laboratorium Mikrowave

Dari gambar diatas dapat dilihat nilai RMS delay spread untuk satu ruang pengukuran yaitu 20,7035 ns. Dari nilai ini maka dapat dicari nilai periode simbol yang harus dikirimkan agar tidak terjadi ISI. Untuk kondisi pengukuran ini dimana frekuensi kerja yang digunakan tetap maka nilai periode simbol (Ts) yang digunakan harus lebih besar daripada 10στ sehingga penggunaan simbol rate harus lebih kecil daripada 1/Ts. Sehingga bila στ dari data pengukuran untuk ruangan laboratorium Mikrowave adalah 20,7035 ns maka penggunaan simbol rate transmisi dapat dihitung sebagai berikut : Jika : στ = 20,7035 ns Maka : Ts ≥ 10 στ Ts ≥ 10 x 20,7035x10-9 Ts ≥ 20,7035x10-8

44 Dengan nilai Ts = 20,7035x10-8 maka besar laju simbol rate maksimum adalah : 1 Laju simbol rate ≤ Ts ≤

1

20,7035x10 −8 ≤ 4,83 Mbps Jadi untuk pengiriman simbol yang digunakan untuk menghindari terjadinya ISI untuk ruangan seperti laboratorium Mikrowave dengan menggunakan sistem D-MIMO harus lebih kecil daripada 4,83 Mbps.

4.5

HASIL TAMPILAN DENGAN GUI Berikut adalah tampilan gui yang dihasilkan dari program GUI yang telah dibuat. Data yang ditampilkan adalah data yang terletak pada posisi penerima dititik A.

Gambar 4.12 Tampilan pertama

Gambar 4.13 Tampilan menu utama

45

Gambar 4.14 Tampilan grafik untuk plot fungsi transfer |H(f)| linier pada domain frekuensi

Gambar 4.15 Tampilan grafik untuk plot fungsi transfer |H(f)| dalam dB pada domain frekuensi

Gambar 4.16 Tampilan grafik untuk plot phase pada domain frekuensi

46

Gambar 4.17 Tampilan untuk plot window hamming dalam domain waktu

Gambar 4.18 Tampilan grafik untuk plot hasil perkalian fungsi transfer |H(f)| liner dengan window Hamming

Gambar 4.19 Tampilan grafik untuk plot respon impuls liner pada domain waktu

47

Gambar 4.20 Tampilan grafik untuk plot respon impuls liner ternormalisasi pada domain waktu

Gambar 4.21 Tampilan grafik untuk plot respon impuls dalam dB pada domain waktu

Gambar 4.22 Tampilan grafik untuk plot respon impuls dalam dB ternormalisasi pada domain waktu

48

Gambar 4.23 Tampilan grafik untuk plot respon impuls dalam dB ysng sudah ditreshold pada domain waktu

Gambar 4.24 Tampilan grafik hasil proses binning

Gambar 4.25 Tampilan grafik PDP satu posisi penerima terhadap tiap posisi pemancar.

49

Gambar 4.26 Tampilan grafik PDP untuk tiap posisi penerima terhadap semua pemancar

50

----- Halaman ini sengaja dikosongkan -----

BAB V PENUTUP 5.1

KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengukuran, pengolahan data dan analisa data pada tugas akhir ini maka dapat disimpulkan beberapa hal yaitu : 1. Dalam sistem D-MIMO didalam ruang dengan kondisi NLOS dengan 4 pemancar disetiap sudut ruangan, dapat menjangkau seluruh posisi penerima dalam ruangan dengan nilai maksimum delay yang kecil. 2. Besar laju transmisi symbol rate yang harus digunakan agar tidak terjadi ISI untuk transmisi data menggunakan sistem DMIMO di ruang laboratorium Mikrowave harus lebih kecil daripada 4,83 Mbps. 5.2

SARAN Ada beberapa saran untuk pengembangan tugas akhir ini diantaranya adalah : 1. Pengukuran digunakan untuk kondisi pemacar dan penerima tidak dalam satu lokasi ruang. 2. Pengukuran menggunakan konfigurasi antena array yang berbeda dan dengan frekuensi kerja yang berbeda.

51

52

----- Halaman ini sengaja dikosongkan -----

DAFTAR PUSTAKA [1] Michael A. Jensen and Jon W. Wallace, “A Review of Antennas and Propagation for MIMOWireless Communications”. [2] Nur Adi Siswandari, “Analisa Korelasi Spatial Propagasi Kanal Radio 1,7 GHz Dalam Ruang Menggunakan Antena Array Planar Sintesis”, Journal IES, 2003. [3] Nur Adi S, Gamantyo H, “Analisa Propagasi Kanal Radio Dalam Gedung Pada Frekuensi 1,7 GHz”, SEE 2003, UAD-Yogyakarta, Oktober 2003. [4] Nashrudin Ismail, “Kanal Rayleigh Fading pada Komunikasi CDMA”, Elektro Indonesia, Maret 1998. [5] Rapaport Theodore S., Wireless Communication – Principle & Practice, IEEE Press, pp 71-131, 1996. [6] Refaat Yousef Al Ashi, Ahmed Al Ameri, ”Introduction to Graphical

User

University.College

Interface Of

(GUI)

MATLAB

Engineering.Electrical

6.5”,

UAE

Engineering

Department.IEEE UAEU Student Branch. [7] Simon R. Saunders, “Antenna and propagation for wireless communication systems”, John Wiley & Sons Ltd, England, August 2004.

53

54

----- Halaman ini sengaja dikosongkan -----

LAMPIRAN A DATA HASIL PENGOLAHAN DATA A.1 Tabel jarak link propagasi terhadap semua posisi pemancar Posisi Penerima A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X

Tx 1 8,5508 10,051 8,5508 13,051 7,0508 9,9144 9,9144 11,414 14,414 14,414 15,914 11,414 11,414 8,5508 14,414 12,914 11,551 11,551 11,551 14,551 14,551 16,051 16,051 16,051

Jarak (m) Tx 2 Tx 3 5,5508 17,551 5,5508 16,051 7,0508 16,051 4,0508 17,551 8,5508 11,551 8,5508 11,551 7,0508 13,051 7,0508 13,051 7,0508 13,051 10,051 11,551 8,5508 11,551 8,5508 11,551 10,051 10,051 11,414 10,051 12,914 10,051 11,414 10,051 14,414 8,5508 12,914 8,5508 12,914 8,5508 12,914 10,051 14,414 8,5508 15,914 8,5508 17,414 4,0508 17,414 5,5508

55

Tx 4 15,975 17,475 15,975 12,975 12,975 12,975 12,975 11,475 9,975 8,475 8,475 11,475 11,475 11,475 6,975 8,475 8,475 8,475 6,975 5,475 5,475 3,975 6,975 3,975

56 A.2 Tabel parameter delay spread untuk setiap posisi penerima terhadap setiap posisi pemancar. Parameter Delay Spread

Maksimum Excess Delay (ns)

Mean Excess Delay (ns)

Posisi Penerima A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X A B C D E F

1 25 10 20 40 50 35 90 95 85 30 50 35 10 75 20 55 25 85 50 70 70 50 65 60 7,0531 5,5988 6,5397 12,299 12,078 9,4272

Posisi Pemancar 2 3 110 45 100 95 60 60 40 60 40 50 10 60 10 65 30 55 50 50 25 30 65 65 30 60 15 55 70 85 90 70 40 15 20 55 20 30 35 30 105 90 105 90 130 45 30 25 40 90 24,724 10,808 26,267 25,158 20,563 15,518 10,759 14,096 9,0643 11,078 5,7389 18,34

4 50 75 60 75 75 85 115 110 80 95 90 75 105 70 70 95 90 90 110 40 40 35 105 35 11,864 15,314 15,533 24,937 20,57 27,724

57

RMS Delay Spread (ns)

G H I J K L M N O P Q R S T U V W X A B C D E F G H I J K L M N O P Q

23,707 21,095 18,383 7,3598 11,922 9,9287 6,5574 18,374 8,5093 11,77 7,018 26,052 12,503 17,512 17,512 11,908 25,639 12,697 4,7502 1,8437 3,3432 9,0505 10,642 5,9457 24,9 19,464 19,271 6,089 11,816 6,6621 2,6526 20,154 4,8051 13,634 4,7505

5,8165 8,6818 10,006 6,58 16,184 7,4065 6,7224 16,955 24,033 8,4938 6,1994 7,3989 8,3232 24,184 24,184 29,556 8,686 10,328 24,114 24,94 14,67 8,7139 8,3838 2,2879 2,1463 5,7506 8,8886 4,4719 16,169 4,7691 3,0952 18,259 20,324 8,51 3,2902

26,544 19,032 12,945 11,735 16,424 16,858 11,956 23,797 15,058 5,8044 9,8517 7,2621 6,9757 20,596 20,596 13,984 7,6987 19,616 9,4426 22,848 15,139 14,249 12,302 17,668 19,252 15,327 11,55 7,8973 17,927 15,539 13,763 23,398 15,956 2,6871 11,567

27,765 27,754 19,725 26,828 23,68 17,406 26,178 12,803 16,837 24,558 26,226 16,076 26,823 12,717 12,717 9,1937 26,106 8,6552 11,328 15,761 13,195 19,676 17,388 18,305 22,829 24,3 19,212 24,249 25,01 18,619 23,477 15,049 16,157 23,116 27,482

58 R S T U V W X

21,171 13,292 12,082 12,082 8,6536 18,496 11,894

3,228 7,6522 22,068 22,068 24,393 5,6439 8,6761

5,5502 5,4688 21,198 21,198 8,84 4,2117 20,914

20,76 23,632 9,0233 9,0233 6,9389 19,694 6,1195

LAMPIRAN B LISTING PROGRAM MATLAB GUI 9 Program tampilan pertama : %nama file : Tugasakhir.m function varargout = Tugasakhir(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @Tugasakhir_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @Tugasakhir_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function Tugasakhir_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); set(handles.figure1,'WindowStyle','modal') function varargout = Tugasakhir_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; gbr=imread('gambar/logo baru.jpg','jpg'); axis off; imshow(gbr); t = timer('StartDelay',4,'TimerFcn','close'); start(t); wait(t); Tugasakhir1(handles);

59

60 9 Program menu utama %program Tugasakhir1.m function varargout = Tugasakhir1(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @Tugasakhir1_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @Tugasakhir1_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function Tugasakhir1_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); guidata(hObject, handles); FigPos=get(0,'DefaultFigurePosition'); OldUnits = get(hObject, 'Units'); set(hObject, 'Units', 'pixels'); OldPos = get(hObject,'Position'); FigWidth = OldPos(3); FigHeight = OldPos(4); if isempty(gcbf) ScreenUnits=get(0,'Units'); set(0,'Units','pixels'); ScreenSize=get(0,'ScreenSize'); set(0,'Units',ScreenUnits); FigPos(1)=1/2*(ScreenSize(3)-FigWidth); FigPos(2)=2/3*(ScreenSize(4)-FigHeight); else GCBFOldUnits = get(gcbf,'Units'); set(gcbf,'Units','pixels');

61 GCBFPos = get(gcbf,'Position'); set(gcbf,'Units',GCBFOldUnits); FigPos(1:2) = [(GCBFPos(1) + GCBFPos(3) / 2) - FigWidth / 2, ... (GCBFPos(2) + GCBFPos(4) / 2) - FigHeight / 2]; end FigPos(3:4)=[FigWidth FigHeight]; set(hObject, 'Position', FigPos); set(hObject, 'Units', OldUnits); function varargout = Tugasakhir1_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; function tipe_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc set(hObject,'BackgroundColor','white'); else set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor' )); end function tipe_Callback(hObject, eventdata, handles) function letak_CreateFcn(hObject, eventdata, handles) if ispc set(hObject,'BackgroundColor','white'); else set(hObject,'BackgroundColor',get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor' )); end function letak_Callback(hObject, eventdata, handles) function file_Callback(hObject, eventdata, handles) function file_open_Callback(hObject, eventdata, handles) dname = uigetdir('start_path','dialog_title');

62 handles.nama_directory = dname; %cara melewatkan data melalui handles structure guidata(hObject,handles); set(handles.letak, 'String', {'A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L','M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V',' W','X'}); set(handles.text4,'String',dname); set(handles.tipe, 'String', {'Magnitudo (dB)','Phase','Fungsi Transfer |H(f)| Linier','Window','Fungsi Transfer |H(f)| estimasi','Impulse Respon (Linier)','Impulse Respon (Normalised)','Impulse Respon (dB)','Impulse Respon (dB & Normalised)','Impulse Respon (Tresholded)','Binning','PDP untuk tiap pemancar','PDP terhadap semua pemancar'}); function file_close_Callback(hObject, eventdata, handles) close all; function Cgrid_Callback(hObject, eventdata, handles) function view_Callback(hObject, eventdata, handles) function view_set_Callback(hObject, eventdata, handles) pos_size = get(handles.utama,'Position'); user_response = mdlsetup('Title','Gambar Pengukuran'); function help_Callback(hObject, eventdata, handles) function help_pros_Callback(hObject, eventdata, handles) pos_size = get(handles.utama,'Position'); user_response = mdlhow('Title','Prosedur'); function help_ket_Callback(hObject, eventdata, handles) keterangan; function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) direcnam=num2str(handles.nama_directory); f=2e8; tn=1:401; time=tn./f; posr=num2str(get(handles.letak,'value'));

63 for m=1:4, post=num2str(m); [in,tp1,tpertama,freq,mag,pha,time,wnd,maglin,wmag,hmifft,hifftnorn,h ifftlog,hifftlogn,jrak,tres,kpas,maksdlay,meandelay,rmsdelay,spas]=hitu ng1(direcnam,posr,post); data1(:,m)=mag(:,in); %data magnitudo murni hasil pengukuran data2(:,m)=tpertama; %data delay data3(:,m)=pha(:,in); %data nilai phase yang digunakan data4(:,m)=maglin(:,in); %data nilai magnitudo linier data5(:,m)=hmifft(:,in); %data nilai hasil dari ifft magnitudo data6(:,m)=hifftnorn(:,in); %data hasil ifft yang sudah dinormalisasi data7(:,m)=hifftlog(:,in); %data magnitudo dalam bentuk DB data8(:,m)=hifftlogn(:,in); %data magnitudo dalam DB yang ternormalisasi data9(:,m)=jrak; %jarak yang didapatkan data10(:,m)=wmag(:,in); data11(:,m)=tres(:,in); data12(:,m)=spas(:,1); data16(:,m)=kpas(:,1); %data pdp tuk tiap pemancar data17(:,m)=maksdlay; data18(:,m)=meandelay; data19(:,m)=rmsdelay; data20(:,m)=tp1; end [data12,data13,data14,data15,tp]=hitung2(data12,time); posrn=get(handles.letak,'string'); ntitlen =get(handles.tipe,'string'); ntitle = get(handles.tipe, 'Value'); cr=0; if (get(handles.Cgrid,'Value') == get(handles.Cgrid,'Max')) cr=1; else cr=0; end save('lokasi','direcnam'); nama=[direcnam '\data'];

64 save(nama,'data20','data1','data16','data17','data18','data19','data2','data3' ,'data4','data5','data6','data7','data8','data9','data10','data11','posrn','posr',' ntitle','ntitlen','freq','cr','wnd','time','data12','data13','data14','data15','tp'); Gambarkan(handles); Program hitung1.m %nama file : hitung1.m function [index,tp1,tpertama,freq,mag,pha,time,window,maglin,wmag,hmifft,hiff tnorn,hifftlog,hifftlogn,jrak,tres,kpas,maksdlay,meandelay,rmsdelay,spa s]=hitung1(letak,psr,pst) var='N'; ext='S21.txt'; f=2e8; tn=1:401; time=tn./f; kch=3e8; lamda=kch/1.7e9; z=1; for j=1:2, apemancar=num2str(j); for k=1:4, apenerima=num2str(k); nama=[letak '\' var psr pst apemancar apenerima ext]; a(:,:,z)=load(nama); z=z+1; end end freq(:,1)=a(:,1,1); for j=1:8, %penyusunan matrik magnitudo untuk setiap pojok Tx mag(:,j)=a(:,2,j); end n=length(mag); for j=1:8, %penyusunan matrik phase untuk setiap pojok Tx pha(:,j)=a(:,3,j); end pst1=str2num(pst); psr1=str2num(psr); switch pst1 case 1

65 if ((psr1 >= 6 & psr1 <=13) | psr1==15 | psr1==16) kbl=27; else kbl=18; end case 2 if ((psr1 >= 1) & (psr1 <= 13)) kbl=18; else kbl=27; end case 3 kbl=18; case 4 kbl=23; end %==========perhitungan IFFT====================== window=hamming(401); %Mulai untuk mencari nilai hamming for k=1:8; wind(:,k)=window(:,1); end antlogmag=10.^(mag./20); maglin = antlogmag.*exp(i*pha*(pi/180)); %proses melinierkan wmag=maglin.*wind; hmifft=ifft2(wmag,n,8); %proses untuk IFFT magnitudo for m=1:8; maksi=max(abs(hmifft(:,m))); hifftnorn(:,m)=(abs(hmifft(:,m)))./maksi; hifftlog=20*log10(abs(hmifft)); %merubah ke bentuk log maks=max(hifftlog(:,m)); ind(m,1)=maks; hifftlogn(:,m)=(hifftlog(:,m))-maks; %magnitudo hasil IFFT dalam dB end %======cari nilai delay terkecil dan range delay dari path======== for i=1:401; for j=1:8; [baris,kolom]= find(hifftlogn==0); kbaris=baris'; b=sort(baris');

66 dmin=b(:,1); %yang terbesar mag pada b tpertama=time(dmin); %delaykabel terukur yang nilai mabdb terbesar del(j,1)=time(baris(j,1)); end end x=tpertama-(kbl/(0.66*kch)); jrak=(x*kch)-lamda; %jarak pada saat delay terkecil baris=sort(baris); tt=tpertama; if jrak <= 0 for p=1:8, tpertama=time(baris(p,1)); if (tpertama==tt) continue; else x=tpertama-(kbl/(0.66*kch)); jrak=(x*kch)-lamda; dmin=baris(p,1); end break; end end [a1,a2]=find(del==tpertama); index=min(a1); for m=1:8 for p=1:401, %cara sederhana untuk treshold if (abs(hifftlogn(p,m)) >= 40) tres(p,m)=-40; else tres(p,m) = (hifftlogn(p,m)); end end end %bentuk liner untuk diplot c=0; %mulai pdp kmw=(abs(hmifft)).^2; %kmw=kumpulan magnitud domain waktu yg dikuadratkan kmwdB=20*log10(kmw); for i=1:401,

67 x=0; for j=1:8, x=x+kmw(i,j); end rtakmw(i)=x/8; end spas=rtakmw'; %nilai rata impuls spasdb=20*log10(spas); spasdbn=spasdb-(max(spasdb)); for i=1:401; %tertreshold -40dB if spasdbn(i,1)>=-40; spast(i,1)=spasdbn(i,1); else spast(i,1)=-40; end end for j=1:401 kpas(j,1)=-40; end [a1,a2]=find(spast==0); for j=a1:401 if spast(j,:)~=-40 || spast(j,:)==0; kpas(j,:)=spast(j,:); else break; end end tawl=a1; [a3,a4]=find(kpas~=-40); takhr=max(a3); r=0; for q=tawl:takhr; r=r+1; %tuk set r nilai awal matrik ke posisi 1 tmes(r)=time(r); kmwsmt(r)=spas(q); end tp1=time(tawl); [a b]=size(tmes); maksdlay=(tmes(b)-tmes(a))*1e9; %nilai maksimum delay

68 rkmwsmt=mean(kmwsmt); %rkmwsmt=rata2 dari nilai kumpulam magnitud waktu smtara rwkm=mean((tmes.*kmwsmt)); %rwkm=hasil perkalian magnitu smt dengan waktu meandelay=rwkm/rkmwsmt; sa=mean(((tmes-meandelay).^2).*kmwsmt); rmsdelay=(sqrt(sa./rkmwsmt)); Program hitung2.m %nama file : hitung.m function [kpas,maksdlay,meandelay,rmsdelay,tp]=hitung2(pas,time); for i=1:401, x=0; for j=1:4, x=x+pas(i,j); end spas(i,1)=x/4; end spasdb=20*log10(spas); spasdbn=spasdb-(max(spasdb)); for i=1:401; %tertreshold -40dB if spasdbn(i,1)>=-40; spast(i,1)=spasdbn(i,1); else spast(i,1)=-40; end end for j=1:401 kpas(j,1)=-40; end [a1,a2]=find(spast==0); for j=a1:401 if spast(j,:)~=-40 || spast(j,:)==0; kpas(j,:)=spast(j,:); else break; end end tawl=a1; [a3,a4]=find(kpas~=-40);

69 takhr=max(a3); r=0; for q=tawl:takhr; r=r+1; %tuk set r nilai awal matrik ke posisi 1 tmes(r)=time(r); kmwsmt(r)=spas(q); end [a b]=size(tmes); maksdlay=(tmes(b)-tmes(a))*1e9; %nilai maksimum delay rkmwsmt=mean(kmwsmt); %rkmwsmt=rata2 dari nilai kumpulam magnitud waktu smtara rwkm=mean((tmes.*kmwsmt)); %rwkm=hasil perkalian magnitu smt dengan waktu meandelay=(rwkm/rkmwsmt); sa=mean(((tmes-meandelay).^2).*kmwsmt); rmsdelay=(sqrt(sa./rkmwsmt)); tp=time(tawl); 9 Program untuk plot grafik %program Gambarkan.m function varargout = Gambarkan(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @Gambarkan_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @Gambarkan_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function Gambarkan_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)

70 handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); function varargout = Gambarkan_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; lok=load('lokasi'); data=load([lok.direcnam '\data']); switch data.ntitle case 1 %magnitudo hasil pengukran namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n); plot(data.freq,(data.data1(:,n))); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Magnitudo (dB)'); xlabel('Frekuensi (MHz)'); end case 2 %phase namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n); plot(data.freq,abs(data.data3(:,n))); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Phase'); xlabel('Frekuensi (MHz)'); end case 3 %H(f) linier namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n); plot(data.freq,abs(data.data4(:,n))); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo (v)'); xlabel('Frekuensi (MHz)'); end case 4 %window fre,waktu

71 subplot(1,2,1); plot(data.freq,data.wnd); cekgrid(data.cr,handles); set(handles.gambar,'name','Grafik window Hamming'); title('Domain Frekuensi'); ylabel('Amplitudo Normalisasi'); xlabel('Frekuensi (MHz)'); [y,norm]=windo; subplot(1,2,2); plot(y,norm); axis([-25 25 -60 0]); cekgrid(data.cr,handles); title('Domain Waktu'); xlabel('Time(ns)'); ylabel('Amplitudo (dB)'); case 5 %H(f)estimasi namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n); plot(data.freq,abs(data.data10(:,n))); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo (v)'); xlabel('Frekuensi (MHz)'); end case 6 %impulse liner namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n); plot(data.time*1e9,abs(data.data5(:,n))); cekgrid(data.cr,handles); axis tight; title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo (V)'); xlabel('Excess Delay (ns)'); end case 7 %impulse normalisasi namatas(data,handles); for n=1:4, x1=data.data2(:,n);

72 timeq=data.time-x1; subplot(2,2,n); plot(timeq*1e9,data.data6(:,n));hold on; plot(data.time*1e9,data.data6(:,n),':r'); legend('sesudah kalibrasi','sebelum kalibrasi'); cekgrid(data.cr,handles); axis([-100 500 0 1]); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo Normalisasi'); xlabel('Excess Delay (ns)'); end case 8 %impulse (dB) namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n); plot(data.time*1e9,data.data7(:,n)); cekgrid(data.cr,handles); axis tight; title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo (dB)'); xlabel('Excess Delay (ns)'); end case 9 %impulse (dB normalisasi) namatas(data,handles); for n=1:4, x1=data.data2(:,n); timeq=data.time-x1; subplot(2,2,n); plot(timeq*1e9,data.data8(:,n));hold on; plot(data.time*1e9,data.data8(:,n),':r'); legend('sesudah kalibrasi','sebelum kalibrasi'); axis([-100 500 -40 0]); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo Normalisasi '); xlabel('Waktu (s)'); end case 10 %treshold namatas(data,handles); for n=1:4,

73 x1=data.data2(:,n); timeq=data.time-x1; [tout,dout,tout1,dout1]=hitung6(data.data11(:,n),timeq); subplot(2,2,n); plot(tout*1e9,dout);hold on; stairs((tout-2.5e-9)*1e9,dout,':r');hold on; axis([-100 500 -40 0]); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo (dB) '); xlabel('Excess Delay (ns)'); end case 11 %binning namatas(data,handles); for n=1:4, x1=data.data2(:,n); timeq=data.time-x1; [tout,dout,tout1,dout1]=hitung6(data.data11(:,n),timeq); subplot(2,2,n); stem(tout1*1e9,dout1); axis([-10 400 0 1]); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); ylabel('Amplitudo (dB) '); xlabel('Excess Delay (ns)'); end case 12 %PDP tiap pemancar namatas(data,handles); for n=1:4, subplot(2,2,n) plot((data.time-data.data20(:,n))*1e9,data.data16(:,n)); axis([-50 500 -40 0]); cekgrid(data.cr,handles); title(['Posisi Pemancar ' num2str(n)]); xlabel('Excess Delay (ns)'); ylabel('Received Power (dB)'); text(100,-8,['Maximum Excess Delay = ',num2str(data.data17(:,n)) ' nS']); hold on text(100,-11,['Jarak = ',num2str(data.data9(:,n)) ' m']);

74 end case 13 %PDP semua pemancar namatas(data,handles); subplot(1,1,1); plot((data.time-data.tp)*1e9,data.data12); axis([-50 500 -40 0]); cekgrid(data.cr,handles); xlabel('Excss delay (nS)'); ylabel('Recieved Power (db)'); text(250,-8,['Maximum Excess Delay = ',num2str(data.data13) ' nS']); hold on text(250,-11,['RMS Delay Spread = ',num2str(data.data15*1e9) ' nS']); hold on; end function cekgrid(x,handles) if (x==1) grid on else grid off end function namatas(data,handles) n1=str2num(data.posr); nn1=char(data.posrn(n1,1)); n2=data.ntitle; nn2 = char(data.ntitlen(n2,1)); pesan=['Grafik ' nn2 ' pada posisi penerima ' nn1]; set(handles.gambar,'name',pesan); function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) close Program hitung6.m %program hitung6.m function [tout,dout,tout1,dout1]=hitung6(dinp,timeq) for j=1:401 hala(j,1)=-40;

75 end [a1,a2]=find(dinp==0); for j=a1:401 if dinp(j,:)~=-40 || dinp(j,:)==0; hala(j,:)=dinp(j,:); else break; end end tawl=a1-1; [a3,a4]=find(hala~=-40); takhr=max(a3)+1; r=0; for q=tawl:takhr; r=r+1; %tuk set r nilai awal matrik ke posisi 1 dout(r)=hala(q); tout(r)=timeq(q); end tawl=a1; [a3,a4]=find(hala~=-40); takhr=max(a3); r=0; for q=tawl:takhr; r=r+1; %tuk set r nilai awal matrik ke posisi 1 dout3(r)=hala(q); tout1(r)=timeq(q); end dout1=10.^(dout3./20); Program windo.m %nama file : windo.m function [y,norm]=wind y=-256:1:255; band1=2e8; t2=(1/band1); x=t2*y; hamm=hamming(401); hammt=ifft(hamm,512); wt=ifftshift(hammt); wt2=abs(wt);

76 h=20*(log10(wt2)); maxt=max(h); norm=h-maxt; 9 Program untuk tampilan set up ruangan %program mdlsetup.m function varargout = mdlsetup(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @mdlsetup_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @mdlsetup_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function mdlsetup_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); FigPos=get(0,'DefaultFigurePosition'); OldUnits = get(hObject, 'Units'); set(hObject, 'Units', 'pixels'); OldPos = get(hObject,'Position'); FigWidth = OldPos(3); FigHeight = OldPos(4); if isempty(gcbf) ScreenUnits=get(0,'Units'); set(0,'Units','pixels'); ScreenSize=get(0,'ScreenSize'); set(0,'Units',ScreenUnits); FigPos(1)=1/2*(ScreenSize(3)-FigWidth); FigPos(2)=2/3*(ScreenSize(4)-FigHeight); else

77 GCBFOldUnits = get(gcbf,'Units'); set(gcbf,'Units','pixels'); GCBFPos = get(gcbf,'Position'); set(gcbf,'Units',GCBFOldUnits); FigPos(1:2) = [(GCBFPos(1) + GCBFPos(3) / 2) - FigWidth / 2, ... (GCBFPos(2) + GCBFPos(4) / 2) - FigHeight / 2]; end FigPos(3:4)=[FigWidth FigHeight]; set(hObject, 'Position', FigPos); set(hObject, 'Units', OldUnits); function varargout = mdlsetup_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; handles.hala=1; guidata(hObject,handles); gam(handles); function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) close; function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) i=handles.hala; i=i+1; if i==7; i=1; end handles.hala=i; guidata(hObject,handles); gam(handles); function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata, handles) i=handles.hala; i=i-1; if i==0 i=6; end handles.hala=i; guidata(hObject,handles); gam(handles);

78 function gam(handles) ket={'Komputer dan Network Analyzer' 'Antena Discone' 'Kabel Koaksial' 'Set up Ruangan Laboratorium Mikrowave' 'Set up Antena Pemancar' 'Set up Antena Penerima'}; i=handles.hala; nam=char(ket(i)); a=mod(i,7); nama=['gambar/gambar' num2str(i) '.jpg']; gbr=imread(nama,'jpg'); axis off; imshow(gbr); set(handles.text1,'string',nam); 9 Program untuk menu help prosedur %program mdlhow.m function varargout = mdlhow(varargin) gui_Singleton = 1; gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @mdlhow_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @mdlhow_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function mdlhow_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = 'Yes'; guidata(hObject, handles); if(nargin > 3) for index = 1:2:(nargin-3), if nargin-3==index break, end switch lower(varargin{index}) case 'title'

79 set(hObject, 'Name', varargin{index+1}); case 'string' set(handles.text1, 'String', varargin{index+1}); end end end FigPos=get(0,'DefaultFigurePosition'); OldUnits = get(hObject, 'Units'); set(hObject, 'Units', 'pixels'); OldPos = get(hObject,'Position'); FigWidth = OldPos(3); FigHeight = OldPos(4); if isempty(gcbf) ScreenUnits=get(0,'Units'); set(0,'Units','pixels'); ScreenSize=get(0,'ScreenSize'); set(0,'Units',ScreenUnits); FigPos(1)=1/2*(ScreenSize(3)-FigWidth); FigPos(2)=2/3*(ScreenSize(4)-FigHeight); else GCBFOldUnits = get(gcbf,'Units'); set(gcbf,'Units','pixels'); GCBFPos = get(gcbf,'Position'); set(gcbf,'Units',GCBFOldUnits); FigPos(1:2) = [(GCBFPos(1) + GCBFPos(3) / 2) - FigWidth / 2, ... (GCBFPos(2) + GCBFPos(4) / 2) - FigHeight / 2]; end FigPos(3:4)=[FigWidth FigHeight]; set(hObject, 'Position', FigPos); set(hObject, 'Units', OldUnits); load dialogicons.mat IconData=questIconData; questIconMap(256,:) = get(handles.figure1, 'Color'); IconCMap=questIconMap; Img=image(IconData, 'Parent', handles.axes1); set(handles.figure1, 'Colormap', IconCMap); set(handles.axes1, ... 'Visible', 'off', ... 'YDir' , 'reverse' , ... 'XLim' , get(Img,'XData'), ...

80 'YLim' , get(Img,'YData') ... ); set(handles.figure1,'WindowStyle','modal') uiwait(handles.figure1); function varargout = mdlhow_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; delete(handles.figure1); function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) handles.output = get(hObject,'String'); guidata(hObject, handles); uiresume(handles.figure1); function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata, handles) handles.output = get(hObject,'String'); guidata(hObject, handles); uiresume(handles.figure1); function figure1_CloseRequestFcn(hObject, eventdata, handles) if isequal(get(handles.figure1, 'waitstatus'), 'waiting') uiresume(handles.figure1); else delete(handles.figure1); end function figure1_KeyPressFcn(hObject, eventdata, handles) if isequal(get(hObject,'CurrentKey'),'escape') handles.output = 'No'; guidata(hObject, handles); uiresume(handles.figure1); end if isequal(get(hObject,'CurrentKey'),'return') uiresume(handles.figure1); end 9 Program untuk menu help keterangan %program keterangan.m function varargout = keterangan(varargin) gui_Singleton = 1;

81 gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ... 'gui_Singleton', gui_Singleton, ... 'gui_OpeningFcn', @keterangan_OpeningFcn, ... 'gui_OutputFcn', @keterangan_OutputFcn, ... 'gui_LayoutFcn', [] , ... 'gui_Callback', []); if nargin & isstr(varargin{1}) gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1}); end if nargout [varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); else gui_mainfcn(gui_State, varargin{:}); end function keterangan_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin) handles.output = hObject; guidata(hObject, handles); FigPos=get(0,'DefaultFigurePosition'); OldUnits = get(hObject, 'Units'); set(hObject, 'Units', 'pixels'); OldPos = get(hObject,'Position'); FigWidth = OldPos(3); FigHeight = OldPos(4); if isempty(gcbf) ScreenUnits=get(0,'Units'); set(0,'Units','pixels'); ScreenSize=get(0,'ScreenSize'); set(0,'Units',ScreenUnits); FigPos(1)=1/2*(ScreenSize(3)-FigWidth); FigPos(2)=2/3*(ScreenSize(4)-FigHeight); else GCBFOldUnits = get(gcbf,'Units'); set(gcbf,'Units','pixels'); GCBFPos = get(gcbf,'Position'); set(gcbf,'Units',GCBFOldUnits); FigPos(1:2) = [(GCBFPos(1) + GCBFPos(3) / 2) - FigWidth / 2, ... (GCBFPos(2) + GCBFPos(4) / 2) - FigHeight / 2]; end

82 FigPos(3:4)=[FigWidth FigHeight]; set(hObject, 'Position', FigPos); set(hObject, 'Units', OldUnits); function varargout = keterangan_OutputFcn(hObject, eventdata, handles) varargout{1} = handles.output; gbr=imread('gambar/photo.jpg','jpg'); axis off; imshow(gbr); function pushbutton1_Callback(hObject, eventdata, handles) close;

RIWAYAT HIDUP

Nursantuso, lahir pada tanggal 4 Juli 1985, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Sadak dan Niasri. Saat ini tinggal di Ds Grabagan 33/V No.120 Tulangan, Sidoarjo. Hobi dari penulis ini adalah sepak bola, membaca.

Pendidikan formal yang pernah ditempuh : 9 SDN 1 Grabagan lulus tahun 1997. 9 SLTPN 1 Wonoayu lulus tahun 2000. 9 SMUN 4 Sidoarjo lulus tahun 2003. 9 D3 T.Telekomunikasi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya ( ITS ). Pada tanggal 1 Agustus 2006 mengikuti Seminar Proyek Akhir sebagai salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md.) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS).

83