Antena Cerdas pada BTS GSM

ABSTRAK

Antena cerdas didesain untuk mengoptimalkan kinerja pada komunikasi nirkabel. Kebutuhan akan QoSyang lebih baik dan efisiensi kinerja dari sebuah peralatan komunikasi semakin dibutuhkan akibat besarnya pengguna komunikasi nirkabel. Salah satunya pengguna komunikasi seluler, dengan makin besarnya trafik dan kebutuhan QoS yang lebih baik antena cerdas hadir untuk memberikan sinyal yang baik pada pengguna. Kecerdasan antena ini dikarenakan antena yang tersusun lebih dari satu elemen tetapi 8 elemen antena array yang adaptif yang menghasilkan “penjumlahan” sinyal radiasi masing-masing elemen, sehingga dihasilkan pola beam yang diinginkan yaitu mengarah ke MS tujuan.

PENDAHULUAN

Ketika pertama kali digunakan dalam sistem komunikasi radio, antena hanyalah dimaksudkan sebagai suatu alat untuk mengubah energi listrik pada sebuah pesawat pemancar menjadi gelombang elektromagnetik yang bisa teradiasi ke segala arah sampai ke tempat yang sangat jauh dari lokasi pemancar.

Proses kebalikannya terjadi pada pesawat penerima di mana sebuah antena menangkap energi gelombang radio yang merambat di sekitarnya dan mengubahnya menjadi gelombang tegangan listrik pada saluran kabel yang menuju ke pesawat penerima. Dengan semakin berkembangnya dan memasyarakatnya teknologi komunikasi radio, seperti yang terindikasi dari kenyataan bahwa sebagian besar masyarakat telah memiliki pesawat TV, pesawat radio, dan telepon seluler (ponsel), maka kemunculan antena dalam kehidupan sehari-hari tak terelakkan lagi kendati bentuknya acap kali tersamar dan keberadaannya mungkin tak disadari oleh pemakainya. Ambil contoh yang umum, telepon seluler model-model terbaru yang ukurannya makin kecil seolah-olah tidak lagi memiliki antena.

Dengan merekayasa bentuk dan konfigurasi antena, energi yang teradiasi oleh sebuah antena pemancar atau yang ditangkap oleh antena penerima bisa dikonsentrasikan pada arah tertentu saja. Sebagai contoh, dengan menghubungkan pesawat TV ke sebuah antena Yagi (yang bentuknya mirip tulang ikan itu) dan mengarahkannya ke lokasi antena pemancar milik stasiun TV tertentu, maka sinyal dari stasiun TV tersebut dapat diterima dengan jelas dan tajam. Hal yang sama berlaku pula bagi orang yang ingin menangkap siaran TV yang disiarkan via satelit dengan antena parabola. Kemampuan antena memancarkan energi yang diradiasikan atau yang ditangkapnya pada arah-arah tertentu ini tergambar dalam pola radiasi yang menunjukkan seberapa besar konsentrasi daya yang teradiasi pada arah sudut tertentu. Parameter yang menggambarkan kemampuan pengarahan antena ini adalah penguatan (gain), yang menunjukkan seberapa besar peningkatan daya yang teradiasi pada arah yang dikehendaki jika dibandingkan dengan daya yang diradiasikan oleh antena khayal yang memancarkan daya sama rata ke segala arah, yang biasa disebut sebagai antena isotropis. Ekuivalen dengan parameter penguatan adalah parameter lebar sorotan (beamwidth) yang menunjukkan lebar sudut pada arah radiasi yang diinginkan. Makin sempit beamwidth dari suatu antena, makin besar penguatannya.

Dalam contoh sederhana di atas, pesawat penerima TV cukup menggunakan sebuah antena saja. Namun pada sistem komunikasi radio lainnya, penggunaan lebih dari satu antena pada penerima mulai dirasakan perlu ketika sistem tersebut dihadapkan pada fenomena fading. Fading adalah fenomena pelemahan daya sinyal yang sampai di antena penerima dengan adanya variasi peredaman gelombang radio yang bersifat acak oleh media transmisi. Penyebabnya bisa bermacam-macam. Pada sistem komunikasi bergerak, fading disebabkan oleh variasi lintasan jamak antara antena base station dan ponsel, dengan adanya mekanisme pantulan dan difraksi oleh obyek-obyek di lingkungan sekitar, ketika si pemilik ponsel berkomunikasi sambil bergerak. Faktor penyebab yang mirip terjadi juga pada sistem komunikasi radio gelombang mikro digital jarak jauh, di mana lintasan jamak dapat terjadi akibat pengaruh refraksi dan hamburan oleh lapisan udara dengan indeks refraksi yang berbeda pada troposfir. Untuk sistem komunikasi radio dengan frekuensi yang lebih tinggi lagi, yaitu 10 GHz ke atas, hujan dan sintilasi juga dapat menyebabkan fading. Fenomena fading ini dapat diatasi dengan penggunaan beberapa antena penerima sekaligus yang terpisahkan oleh spasi jarak tertentu, teknik yang biasa disebut space diversity.

Akan tetapi, teknologi antena jamak bukan hanya digunakan orang untuk sekadar mengatasi fading. Teknologi antena jamak yang lebih modern, yang lazimnya dipadukan dengan teknologi pengolahan sinyal dua dimensi bahkan mampu untuk menekan sumber interferensi pada sistem komunikasi bergerak seluler, serta secara teoretis mampu pula untuk meningkatkan kapasitas kanal radio.

SPACE DIVERSITY

Bagi perencana sistem komunikasi radio, pengaruh kondisi lingkungan di sekitar lintasan radio terhadap kualitas penerimaan sinyal merupakan pertimbangan utama dalam desain. Sebagai contoh, pada komunikasi ponsel di lingkungan dengan gedung-gedung tinggi seperti yang banyak dijumpai di pusat kota besar, gelombang radio dari base station bisa merambat sampai ke ponsel melalui berbagai lintasan. Salah satu dari lintasan tersebut, umpamanya, berupa garis lurus fiktif yang menghubungkan langsung antena pemancar dan penerima. Besarnya energi yang sampai ke penerima melalui lintasan langsung ini bergantung pada jarak antara pemancar dan penerima, serta ada-tidaknya benda penghalang seperti gunung, gedung, atau obyek lainnya di antara kedua pihak. Makin jauh jarak antara kedua pihak, apalagi jika pandangan langsung antara keduanya terhalang oleh suatu obyek, makin kecil pula energi yang tersisa yang sampai pada penerima melalui lintasan langsung ini. Namun masih terdapat lintasan-lintasan perambatan lainnya, seperti lintasan yang disebabkan oleh proses pemantulan atau hamburan oleh permukaan tanah maupun dinding-dinding gedung, serta proses difraksi di mana arah lintasan gelombang radio seolah menikung pada sudut gedung.

Gelombang-gelombang yang merambat melalui berbagai lintasan ini akan terdeteksi bersama-sama sebagai satu sinyal oleh penerima. Apabila gelombang-gelombang yang datang ini memiliki fase yang sama, maka akan dideteksi daya sinyal yang besar hasil jumlahan daya setiap komponen sinyal yang datang. Namun, sering pula terjadi bahwa daya sinyal yang diterima menjadi sangat kecil karena sinyal-sinyal yang datang memiliki fase yang berbeda atau bahkan berlawanan sama sekali. Fenomena variasi daya karena penjumlahan sinyal ini biasa disebut multipath fading. Pada sistem ponsel, di mana perangkat pemancar dan penerima bergerak bersama si pelanggan yang membawanya, daya sinyal yang diterima akan berfluktuasi dengan penurunan daya yang bisa melebihi ambang batas yang ditoleransi oleh perangkat penerima.

Untunglah bahwa jika pada penerima digunakan dua antena atau lebih dengan jarak spasi yang cukup berjauhan, space diversity, maka fenomena multipath fading ini dapat diantisipasi. Teknik ini bekerja berdasarkan anggapan bahwa pada dua antena yang berbeda dan terpisah oleh spasi yang cukup besar, fading yang terjadi tidak berkorelasi. Artinya, jika salah satu antena mengalami pelemahan sinyal karena multipath fading, maka antena yang lain belum tentu mengalami hal yang sama. Oleh karena itu, semakin banyak antena yang digunakan, semakin efektif pula sistem ini bekerja melawan fading. Suatu unit penggabung (combiner) kemudian bertugas menggabungkan sinyal dari berbagai antena tersebut dengan kriteria tertentu.

Beberapa teknik penggabungan yang sederhana biasanya hanya akan memilih sinyal dengan daya tertinggi, biasa disebut penggabung selektif (selective combiner), atau menjumlahkan sinyal dari semua antena dengan sama rata, biasa disebut penggabung berbobot sama (equal gain combiner). Namun, penggabung yang optimal bekerja dengan prinsip yang lebih canggih: sebelum dijumlahkan, sinyal dari antena dengan daya atau S/N yang besar dikalikan dengan faktor pengali yang besar, sebaliknya sinyal yang lemah atau S/N kecil dikalikan dengan faktor yang kecil pula, suatu teknik yang disebut maximal-ratio combining. Dengan demikian, diterapkan konsep bahwa sinyal yang terkumpul dari semua cabang antena akan seluruhnya dimanfaatkan, namun sinyal dengan kualitas yang lebih baik akan diberi pembobot yang lebih besar, demikian pula sebaliknya. Tujuan akhirnya adalah untuk memperoleh sinyal keluaran dengan rasio S/N yang maksimal.

Melawan fading bukanlah satu-satunya hal yang bisa dikerjakan oleh sistem penerima yang memiliki lebih dari satu antena. Sistem yang tersusun dari sejumlah antena ini, atau yang biasa disebut sebagai antena larik atau array, bisa pula digunakan untuk menekan interferensi dari pemancar yang tidak dikehendaki yang beroperasi pada frekuensi yang sama, seperti yang lumrah terjadi pada sistem telepon bergerak seluler terutama yang berbasis CDMA. Malahan sistem array seperti ini, jika dilengkapi dengan kemampuan beradaptasi, akan mampu dengan pintar mencari, memilih, dan mengikuti pemancar yang dia inginkan, serta menekan sinyal-sinyal dari pemancar lain yang tidak diinginkan. Sistem antena cerdas (smart antenna) seperti ini bisa terwujud jika keluaran dari setiap terminal antena larik pada base station dibaca secara periodik dan diolah oleh sebuah unit pengolah sinyal, sedemikian hingga array selalu bisa mengatur pola radiasi dengan sorotan maksimum ditujukan ke lokasi pelanggan yang diinginkan dan minimum ditujukan ke pelanggan-pelanggan lainnya. Jika teknik begini digabungkan dengan sistem akses CDMA-di mana setiap ponsel yang dilayani oleh base station yang sama memang menggunakan pita frekuensi yang sama sehingga base station akan menerima sinyal yang tumpang tindih dari para pelanggan-maka akan diperoleh kombinasi teknik akses yang disebut CDMA/SDMA (yang terakhir ini kepanjangan dari space division multiple access). Akibatnya sudah jelas, jumlah ponsel yang bisa terlayani oleh sebuah base station yang mencakup area sel yang sama akan meningkat tajam, bahkan menurut prediksi untuk kondisi ideal bisa mencapai lebih dari dua kali lipat.

Elemen kecerdasan yang dimiliki sebuah antena array tidak muncul dengan sendirinya, namun dikendalikan oleh sebuah unit pengolah sinyal yang menerima dan mengolah sinyal dari semua antena yang menjadi elemen array sedemikian hingga diperoleh satu sinyal keluaran dengan kondisi yang diinginkan. Unit ini melaksanakan pengolahan sinyal dalam dua dimensi, yaitu dimensi ruang dan dimensi waktu. Pemanfaatan dimensi ruang diwujudkan dengan menggunakan sinyal-sinyal yang diterima oleh sejumlah antena untuk menekan interferensi antarpemancar yang berbeda. Sementara dalam dimensi waktu, sederetan simbol yang diterima secara beruntun dapat dimanfaatkan dalam proses penekanan interferensi antarsimbol yang berurutan.

Nantinya, dengan kemajuan pesat di bidang teknologi chip kecepatan tinggi yang programmable, perangkat pemancar atau penerima dengan kemampuan seperti ini dapat dikonfigurasi atau malah diprogram ulang dengan cepat dan mudah, mulai dari tahap awal berupa digitasi dan pengodean sinyal informasi, sampai pada sistem antenanya, cukup dengan memprogram rantai pengolahan sinyalnya dalam sebuah chip. Ini yang kelak akan menuju terwujudnya teknologi radio berbasis perangkat lunak, atau yang lazim disebut sebagai software radio. Perkembangan menuju teknologi radio perangkat lunak ini termasuk salah satu faktor yang memicu dan memacu perkembangan teknologi perangkat komunikasi nirkabel, lengkap dengan sistem antena cerdasnya.

ANTENA CERDAS

Antena Cerdas atau Smart Antenna (bisa dikenal sebagai antenna susun adaptif, antena multiple dan akhir-akhir ini biasa dikenal sebagai teknologi MIMO) adalah antena array dengan algoritma sinyal prosesing cerdas digunakan untuk mengenali tanda sinyal spasial seperti DOA (Direction of Arrival) dari sebuah sinyal, dan digunakan untuk mengkalkulasikan (memperhitungkan) vektor beamforming, untuk mengenali lokasi dari beam suatu antena pada keadaan mobile/bergerak serta terdapat sensor pada antena ini.

Teknik antena cerdas biasanya digunakan pada prosesing sinyal akustik, memantau dan memindai RADAR, radio astronomi, dan radio teleskop, dan lebih banyak digunakan pada sistem seluler seperti W-CDMA dan UMTS.

Prinsip kerjanya sama dengan prinsip kerja tubuh kita. Susunan elemen antena berfungsi seperti telinga, kulit, dan hidung, yaitu mampu menerima kedatangan sinyal berupa sudut fasa sinyal datang. Algoritma signal processing berfungsi seperti otak, yaitu mampu mengkorelasikan semua sinyal datang yang dideteksi dan mengestimasinya sehingga dapat ditentukan lokasi sinyal datang tersebut serta mampu membedakan sinyal yang diinginkan dan sinyal yang tidak diinginkan. Beamforming berfungsi seperti mulut, yaitu mampu memberikan informasi kepada user yang dideteksi dengan cara mengirimkan kembali sinyal tersebut pada arah yang sama saat kedatangan sinyal tersebut.

Fungsi utama antena cerdas ada dua yaitu:

1. Perkiraan (estimasi) DOA

2. Beamforming

ESTIMASI DOA

Sistem antena cerdas yaitu memperkirakan arah kedatangan dari sebuah sinyal, menggunakan teknik-teknik berikut seperti: MUSIC (Multiple Signal Classification), algoritma ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariant Techniques), metode pensil matriks atau salah satu dari turunan-turunan teknik tersebut. Fungsi dari teknik-teknik tersebut adalah mencari spektrum spasial dari sebuah antena/sensor array, dan menghitung DOA dari puncak spektrum. Perhitungan ini secara intensif terkomputerisasi. Metode pensil matriks sendiri sangat efisien untuk penggunaan sistem real time.

BEAMFORMING

Beamforming adalah sebuah metode yang digunakan untuk membuat pola radiasi dari antena array dengan cara menambahkan konstruksi dari phasa sebuah sinyal pada arah target yang menginginkan bergerak, dan nulling pola dari target yang interfering target. Hal ini dapat dikerjakan dengan baik dengan menggunakan FIR sederhana yang ter-tap jalur delay filter. Besar dari filter FIR akan terganti secara adaptive, dan digunakan untuk menyediakan beamforming yang optimal, dan mengurangi MMSE antara yang diinginkan dengan pola beam yang terbentuk. Jenis algoritma-algoritma ini adalah steepest descent dan algoritma LMS.

TIPE ANTENA CERDAS

Ada dua tipe antena cerdas:

1. Switched beam smart antennas

Mempunyai beberapa pola beam yang telah pasti. Sebuah keputusan dibuat untuk mengakses pada titik mana pun pada suatu waktu, tergantung juga dari permintaan sistem (kebutuhan sistem).

2. Adaptive array smart antennas

Antena ini memperbolehkan steer the beam ke arah manapun pada arah yang diinginkan di saat nulling interferensi sinyal secara simultan.

SISTEM ARSITEKTUR SMART ANTENNA SECARA UMUM

Diasumsikan arah sinyal datang (DOA-Directional of Arrival) berasal dari sudut (,) relatif terhadap sumbu susunan. Implementasi perangkat di BTS algoritma smart antenna, salah satunya, eigenbeamforming algorithm dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 1. Sistem Smart Antenna dengan eigenbeamforming algorithm

ANTENA CERDAS PADA BTS GSM

Karena meningkat tajamnya pelanggan jaringan komunikasi bergerak membuat para ahli ICT untuk peningkatan metode dalam pentransmisian dan QoS untuk para pelanggannya. Jaringan GSM/DCS menyediakan fitu-fitur yang telah tersedia seperti frekuensi hopping, power cintrol, dan diskontinyu transmisi, fitur-fitur ini untuk mengurangi interferensi co-channel (CCI). Kapasistas sistem meningkat dengan cara mengurangi faktor frekuensi reuse (sebagai contoh mengurangi jumlah cluster (RCS) atau strategi frekuensi reuse pada sel yang sama (SCFR)). Antena susun dan beamforming adaptif dengan antena cerdas sangat tepat untuk mengurangi interferensi co-channel (CCI) dan untuk perkembangan kapasitas. Programmable BTS (atau sofware radio) dengan antena cerdas merupakan pendekatan yang menjanjikan untuk efesiensi spektral yang lebih lanjut dengan bentrokan yang sangat kecil pada hardware dan infrastruktur yang telah ada.

Perkembangan dari software teknologi radio telah memperbolehkan pengembangan dari sebuah arsitektur radio fleksibel yang mana telah dengan mudahnya mengatasi perubahan utama pada interface radio. Pada makalah ini penulis akan menjelaskan tentang perkembangan antena cerdas pada BTS sistem berdasarkan teknik software radio yang cukup fleksibel bukan hanya untuk memperlihatkan manfaat dari perbedaan strategi dalam prosesing space-time tetapi juga untuk implementasi multi-standar dan solusi multi-carrier.

Susunan dari 8 antena spaced half-wavelength digunakan dalam hal ini, arsitektur SA-BTS berdasarkan prosessor 8 array dari floating point DSP (TMX320C6701) dan 8 co-prosesor pada teknologi FPGA. Sekarang ini, ada 2 algoritma yang berbeda yang telah dikembangkan, telah diimplementasi di antena cerdas BTS (SA-BTS). Penerima pertama berhubungan dengan selektif space DOA berdasarkan Equalizer (SSDE) dan berdasarkan estimasi dari DOA. Filter spasial disini dibutuhkan pada tiap arah dan memperbolehkan estimasi (perkiraan) dari kanal dan burst demodulation. Setelah demodulasi, sebuah faktor kualitas dapat digunakan untuk memilih sinyal yang diinginkan. Receiver kedua berdasarkan asumsi tingkat pertama dari kanal GSM/DCS. Penerima Joint Space Time Equlizer (JSTE) dapat mengoptimalkan baik besarnya ruang dan waktu secara bersama-sama. Keuntungan utamanya adalah JSTE dapat mengatasi dengan fitur kanal yaitu over time yang bervariasi, CCI dan sistem kalibrasi. Kedua algoritma sama dengan radio section, karena itu pada antena cerdas BTS transmisi sequence didapatkan dari estimasi maksimal likelihood (MLSE) dengan menggunakan receiver skalar Viterbi, hal ini merupakan sebuah versi singkat yang telah dimodifikasi pada sebuah implementasi pada BTS yang telah ada. Performansi antena cerdas BTS dievalusi dengan membandingkan dengan skenario pengetesan radio yang berbeda (test-bed) dan pengetesan di lapangan

Gambar 2. Pola radiasi SSDE&JSTE

ARSITEKTUR ANTENA CERDAS PADA BTS GSM

Antena cerdas BTS telah didesain untuk kebuthan arstektur yang fleksibel yang dapat menggunakan baik SSDE atau penerima JSTE. Sistem antena cerdas yang lengkap berbasis teknologi sofware radio telah dikembangkan di Siemen ICN untuk mengevaluasi performansi dari sistem antena cerdas pada lingkungan yang sebenarnya. Antena cerdas BTS telah didesain mendonconvert sebuah bandwidth dari 10 MHz (atau ekivalen denagn 16 carrier GSM) dengan menggunakan 40 MHz frekuensi IF. Inti dari sistem terbentuk dari papan dua digital. Bagian penerimaan mengimplementasikan IF ke konversi baseband, algoritma beamforming, dan demodulasi. Bagian penerimaan mengimplementasikan modulasi GMSK, beamforming pentransmisian dan up-conversion dari baseband ke frekuensi IF. Kedua bagian ini menunjukkan teknologi DSP dan FPGA secara mendalam. Bagian prototip penerima terbentuk dari sebuah vektor dari 8 DDC (Digital Down Converter), sebuah prosesor array dari b fixedpoint DSP (TMS320C6201) dan 8 co-prosesor yang terimplementasi pada teknologi FPGA (Xilinx XCV400E). Tiap DSP mempunyai akselerasi co-prosesor. Berdasarkan algoritma yang telah diimplmentasikan, tiap prosesor/coprosesor menujukan estimasi DOA, beamforming dan aloritma Viterbi (pada penerima SSDE), atau sebagian dan pengurang full Schur, substitusi balik, dan algoritma Viterbi (untuk penerima JSTE). Meskipun, generasi baru dari FPGA memperbolehkan integrasi sampai 8 pemakai TDMA (up/down link pemrosesan) pada bagian yang sama. Hal ini berdasarkan single floating point DSP (TMX320C6701) dan sebuah co-prosesor yang telah terimplementasi pada teknologi FPGA (Xilinx XCV200E) yang memperbolehkan integrasi sampai gerbang 2000K.

Antena cerdas BTS terinterkoneksi pada sebuah elemen planar 8×8 antena susun. Setiap radian antena lamda per dua adalah low profile patch dicetak pada teknik cetak papan rangkaian.

Gambar untuk prototip antena 900 MHz yang disusun di Laboratorium R&D ICN Siemen terlihat pada gambar 3.

Gambar 3 Antena Susun (Panel lebar di tengah) dan standar antena diversity untuk sistem GSM.

PROSESING REAL TIME SMART ANTENNA PADA BTS GSM 1800

Antena cerdasnya dinamakan Adaptive Antenna Array Processor (A3P). Sistemnya bekerja diantara standar GSM dan compatible dengan frekuensi hopping.

Untuk pemrosesan antena cerdas ini ada 8 transceiver terkoneksi ke antena susun dengan elemen spasing half wave-lenght. Semua 8 downcoverted sinyal I- dan Q- tersampling pada simbol rate di unit kontrol beamforming (BFCU). BFCU mengumpulkan sampling pada tiap timeslot GSM, dan data dari sebuah 8 timeslot yang tertransfer ke A3P, yang diimplementasikan pada sebuah DEC alpha 500 MHz.

Gambar 4 Base Station Antena Cerdas

PROSESING REAL TIME SMART ANTENNA PADA BTS GSM 1800

Antena cerdasnya dinamakan Adaptive Antenna Array Processor (A3P). Sistemnya bekerja diantara standar GSM dan compatible dengan frekuensi hopping.

Untuk pemrosesan antena cerdas ini ada 8 transceiver terkoneksi ke antena susun dengan elemen spasing half wave-lenght. Semua 8 downcoverted sinyal I- dan Q- tersampling pada simbol rate di unit kontrol beamforming (BFCU). BFCU mengumpulkan sampling pada tiap timeslot GSM, dan data dari sebuah 8 timeslot yang tertransfer ke A3P, yang diimplementasikan pada sebuah DEC alpha 500 MHz.

Gambar 5. Keakuratan dari DOA terhadap SNR saat single plane wave dari phi=nol derajat

Pemrosesan A3P berdasarkan estimasi DOA. Hal ini terstruktur dari 4 bagian utama, yaitu:

1. Estimasi DOA

Dari input penerimaan data pada uplink, banyaknya penerimaan wavefronts dan DOAnya diperkirakan.

2. Klasifikasi DOA

Langkah selanjutnya kita mengidentifikasikan semua wavefronts yang berasal dari pengguna; Pertama, kita ekstrak dari data input, dengan spasial pre-filter, spasial menghasilkan wavefronts, tiap insiden dari estimasi DOA. Kemudian identifikasi pengguna memutuskan apakah sebuah wavefronts (DOA) milik pengguna atau lawannya.

3. Tracking

Pengguna DOA terdeteksi untuk meningkatkan realibilits dari estimasi DOA.

4. Sinyal Rekonstruksi Beamforming

Langkah akhir, algoritma beamforming membentuk pola antena dengan sebuah beam utama ke arah pengguna, sementara itu meminimalkan interfering wavefront.

Estimasi DOA menjadi kunci dari elemen di skema prosesing antena cerdas. Keakuratan estimasi DOA sebagai standar deviasi dari estimasi DOA itu sendiri, saat sebuah single plane wave terjadi.

Gambar 6. Rotor penggerak pada antena cerdas

Keandalan antena cerdas ini dalam memberikan sinyal ke MS tujuan dikarenakan antena ini dimounting oleh rotor penggerak. Sumber sinyal dengan LOS ke Base stasion ada dua, satu untuk GSM mobile station (MS) dan sebuah gelombang continyu (CW) dari generator sinyal. Terlihat seperti gambar 6 berikut.

gambar 6.

KESIMPULAN

Sistema antena ini disebut smart karena secara cerdas menghasilkan beam atau arah radiasi yang sesuai ke arah user (MS) yang diinginkan serta menghilangkan sinyal-sinyal interferer. Terjadi demikian karena antena ini terdiri dari beberapa antena (Array antenna). Sistem antena ini masing-masing elemen dicatu oleh catuan independen dengan amplitude dan fasa yang berbeda-beda, sehingga sehingga dari hasil “penjumlahan” sinyal radiasi masing-masing elemen, dihasilkan pola beam yang diinginkan yaitu mengarah ke MS tujuan. Amplitude dan fasa yang berubah-ubah sesuai lingkungan dimungkinkan berkat adanya DSP yang menyertai sistem antena ini (makanya disebut smart). Nantinya pada DSP akan ditanamkan algoritma pembobotan (weighting) yang akan menentukan amplitude dan fasa masing-masing elemen antena. Sistem ini jelas berbeda dengan antena directional biasa yang hanya menghasilkan pola pancar ke arah sesuai desainnya. Sedangkan pada sistem adaptif, pola pancar berubah2 tergantung kondisi lingkungan.

Prosesing Space time pada antena cerdas dikenal untuk mengurangi interferensi co-channel pada sistem GSM/DCS. Sebuah antena cerdas pada BTS yang berbasis software teknologi radio telah didesain untuk mengukur prosesing array untuk standar GSM/DCS untuk komunikasi bergerak. Keuntungan utama dari platform piranti keras yang fleksibel yang telah dikembangkan dan diuji penerima dan algoritma beamforming (di antena cerdas) baik di lab maupun di lapangan dan hasilnya sangat memuaskan. Dengan begini, antean cerdas dapat dengan aman digunakan untuk mengoptimalkan komunikasi khususnya komunikasi seluler. Karena nantinya teknologi seluler yang telah merambah menjadi 3G yang telah melahirkan 4G akibat dari kelemahan dari teknologi 3G sendiri, memungkinkan terjadinya pengguna yang lebih banyak dan terjadi trafik yang cukup sering. Sehingga antena cerdas menjadi salah satu solusi dari permasalahan ini.

Referensi

Harto,Isybel on September 20, 2007. “SMART ANTENNA” from technologybeyond.wordpress.com

Hendrantoro, Gamantyo. 2004. “Meningkatkan Kinerja Sistem Komunikasi Radio – Dengan Teknologi Multi- antena” Sabtu, 06 November 2004.

http://64.203.71.11/kompas-cetak/0411/06/ilpeng/1367501.htm

REAL TIME SMART ANTENNA PROCESSING FOR GSM 1800 BASE STATION.pdf from email alexander.kurcar@mobile.nt.tuwein.ac.at

SMART ANTENNA BTS BASED ON SOFTWARE RADIO TECHNIQUE FOR GSM/DCS SYSTEM from email agostino.picciriello@siemens-icn.it

Smart Antenna articles from http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_antenna

One thought on “Antena Cerdas pada BTS GSM”

  1. Good day! I know this is kinda off topic however , I’d figured I’d ask.

    Would you be interested in exchanging links or maybe
    guest writing a blog article or vice-versa? My site addresses a lot of the same subjects as yours and I believe we could greatly benefit from each other.

    If you are interested feel free to shoot me an email.
    I look forward to hearing from you! Terrific blog by the way!

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s