44
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari analisis yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1.
Penambahan jumlah elemen array akan mempercepat speed of convergence algoritma LMS untuk menghitung desired signal sehingga mencapai titik
konvergen. 2.
Dari hasil simulasi didaptkan speed of convergence paling lambat yaitu 104 iterasi saat jumlah array yang digunakan sebesar 2 elemen dan paling cepat
sebesar 11 iterasi saat jumlah elemen array yang digunakan sebanyak 10 elemen sampai 12 elemen.
3. Semakin cepat speed of convergence, maka proses adaptive beamfoming untuk
melacak dan mengoptimalkan pancaran ke arah user yang diinginkan juga semakin cepat.
5.2 Saran
Adapun beberapa saran dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Tugas Akhir ini dapat diimplementasikan dalam bentuk hardware.
2. Tugas Akhir ini juga dapat dikembangkan dengan menggunakan algoritma adaptive beamforming yang berbeda.
3. Analisis juga dapat dilakukan dengan menggunakan parameter simulasi yang berbeda.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian Smart Antenna
Smart antenna merupakan susunan dari beberapa elemen antena yang menggunakan pengolahan sinyal digital untuk mengoptimasi radiasi atau pola
penerimaan secara adaptif dan otomatis [1]. Sistem seperti ini memungkinkan antena dapat mengubah pola radiasi atau penerimaan sesuai dengan tujuan sehingga
meningkatkan kinerja sistem komunikasi wireless. Istilah smart antenna umumnya mengacu kepada antenna array yang dikombinasikan dengan pengolahan sinyal
yang canggih, yang mana desain fisiknya dapat dimodifikasi dengan menambahkan beberapa elemen. Tujuan utama penggunaan teknologi pengolahan sinyal digital
pada sistem smart antenna adalah untuk menentukan arah kedatangan sinyal serta besar weight untuk mengarahkan radiasi antena ke arah signal of interest SOI dan
null ke arah signal not interest SNOI [1]. Ide utama dari pengembangan smart antenna adalah memaksimumkan gain
antena ke arah yang diinginkan dan pada saat yang sama membuat pola radiasi minimum ke arah sinyal yang mengganggu [1]. Adapun konfigurasi sistem smart
antenna secara umum ditunjukkan oleh Gambar 2.1. Karena smart antenna dapat memfokuskan pancaran ke user yang
diinginkan sementara interferensi dari sinyal yang tidak diinginkan ditolak, maka cakupan dari base station akan meningkat. Sistem smart antenna dibagi menjadi
dua, yaitu switched beam system dan adaptive array system [1].
Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 2.1 Konfigurasi sistem smart antenna 2.2
Klasifikasi Smart Antenna
Secara umum, sistem smart antenna dibagi menjadi dua yaitu switched beam system dan adaptive array system. Pada dasarnya, kedua jenis sistem smart
antenna ini menggunakan prinsip yang sama dalam meningkatkan kualitas dan kinerja dari sistem yaitu dengan meningkatkan gain sampai level maksimum ke
arah dimana posisi pengguna berbeda sehingga meningkatkan level daya sinyal terhadap interferensi. Berikut uraian beberapa jenis smart antenna [1].
2.2.1 Switch Beam System
Switched beam system merupakan tipe smart antenna yang paling sederhana. Switched beam system merupakan sistem yang menggunakan teknik
yang paling sederhana dimana sistem ini hanya menggunakan fungsi dasar penyambungan antara beberapa antena direksional atau beberapa pola sorotan yang
dihasilkan antena array. Sistem ini akan menyeleksi atau memilih salah satu beam atau pancaran yang memiliki daya keluaran yang paling besar [1]. Daripada
membentuk pola radiasi yang direksional, switched beam system menggabungkan
Universitas Sumatera Utara
7
output dari beberapa antena dengan tujuan untuk membentuk lebar sorotan yang
sempit direksional.
Tujuan utama penggunaan switched beam system adalah untuk meningkatkan gain tergantung kepada lokasi dari user. Karena pancaran yang tetap,
user yang diinginkan mungkin tidak berada dalam cakupan dari pancaran utama sehingga apabila terdapat sinyal pengganggu di sekitar main beam, maka desired
signal yang diterima oleh user lebih kecil dibandingkan dengan sinyal interferensi. Switched beam system terdiri dari beberapa pancaran tetap dengan arah yang
belum ditentukan, dimana pancaran yang akan dipilih adalah yang menerima sinyal dengan kualitas yang paling baik dari pengguna. Pancaran yang dihasilkan
mempunyai lebar main lobe yang sempit dan side lobe yang kecil sehingga sinyal yang datang dari arah selain dari arah yang diinginkan akan diredam. Penggunaan
lebar main lobe yang sempit akan mereduksi jumlah sumber interferensi yang tertangkap oleh pola radiasi antena. Pola radiasi switched beam system ditunjukkan
oleh Gambar 2.2 [1].
Gambar 2.2 Pola radiasi switched beam system
Universitas Sumatera Utara
8
2.2.2 Adaptive Array System
Teknologi adaptive array system menggunakan berbagai algoritma pengolahan sinyal untuk membedakan sinyal pengguna dengan sinyal interferensi
berdasarkan arah kedatangan dari sinyal-sinyal tersebut. Sistem ini akan secara adaptif beradaptasi dengan lingkungan dimana sinyal berada. Berbeda dengan
switched beam system, adaptive array system akan menghasilkan pola pancaran yang tidak tetap dimana pancaran yang dihasilkan dapat diarahkan sesuai dengan
arah yang diinginkan [1]. Dengan menggunakan algoritma pengolahan sinyal digital digital signal
processing, adaptive array system mampu secara efektif menemukan dan melacak berbagai jenis sinyal secara cepat untuk mengurangi interferensi dan
memaksimalkan penerimaan sinyal. Pola radiasi dari adaptive array system ditunjukkan oleh Gambar 2.3 [1].
Gambar 2.3 Pola radiasi adaptive array system
Karena kemampuannya untuk mengarahkan pancaran ke arah yang diinginkan serta menolak sinyal interferensi, kinerja adaptive array system lebih
baik dibanding switched beam system. Adapun perbandingan coverage relatif dari switched beam system, adaptive array system dan conventional sectoring
ditunjukkan pada Gambar 2.4 [1].
Universitas Sumatera Utara
9
Adaptive array system lebih rumit jika dibandingkan dengan switched beam system karena sistem ini menggunakan algoritma adaptive beamforming yang
kompleks untuk menentukan arah kedatangan sinyal dengan cepat. Akan tetapi sistem ini membutuhkan lebih banyak biaya dibandingkan dengan switched beam
system [1].
Gambar 2.4 Perbandingan coverage relatif dari sistem switched beam,
adaptive array dan conventional sectoring
2.3 Cara Kerja Smart Antenna
Smart antenna bekerja seperti berikut. Asumsikan bahwa ada seorang pengguna mengirimkan sebuah sinyal ke base station. Kemudian masing-masing
elemen dari susunan smart antenna pada base station akan menerima sinyal tersebut tetapi pada waktu yang berbeda dikarenakan jarak antara pengguna dan
masing-masing elemen dari susunan berbeda yang satu dengan yang lain. Dengan menggunakan waktu tunda dan jarak antara elemen-elemen antena, lokasi dari
pengguna tersebut dapat diperhitungkan [3]. Oleh karena itu, pengirim dapat mengirim sebuah sinyal ke lokasi yang tepat dari pengguna itu. Strategi ini dapat
diaplikasikan untuk sistem dengan banyak pengguna juga. Sebuah penerima smart antenna dapat menekan interferensi dengan menggunakan strategi ini.
Universitas Sumatera Utara
10
Smart antenna mampu mengolah sinyal-sinyal yang diterima oleh susunan antena atau yang dipancarkan oleh susunan antena dengan menggunakan susunan
algoritma-algoritma yang sesuai untuk meningkatkan performa sistem wireless. Sebuah susunan antena terdiri dari seperangkat elemen-elemen antena terdistribusi
dipole, monopole, atau elemen-elemen antena directional yang diatur dalam ukuran tertentu linear, circular, atau rectangular grid dimana jarak antara
elemen-elemen dapat berbeda-beda. Sinyal-sinyal yang dikumpulkan oleh elemen- elemen individu digabungkan secara koheren yang meningkatkan kekuatan sinyal
yang diinginkan dan mengurangi interferensi dari sinyal-sinyal yang lain. Sebab itu, sebuah smart antenna dapat dipandang sebagai kombinasi dari elemen-elemen
antena regular atau conventional yang sinyal-sinyal pancar atau terimanya diproses menggunakan algoritma-algoritma adaptive beamforming [2].
.
Gambar 2.5 Diagram blok implementasi smart antenna
Gambar 2.5 menunjukkan sebuah implementasi umum dari sistem smart antenna. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, susunan-susunan antena memiliki
input masukan atau output keluaran sebagai sinyal-sinyal RF dalam domain analog. Sinyal-sinyal ini dilewatkan kedari front end analog Radio Frequency RF
yang biasanya terdiri dari pengeras bunyi suara yang rendah, mixer penggabung, dan penyaring analog. Pada mode menerima, sinyal-sinyal RF diubah ke domain
digital dengan menggunakan Analog to Dogital Converters ADCs dan dalam
Universitas Sumatera Utara
11
mode memancarkan, sinyal-sinyal digital baseband diubah ke RF dengan menggunakan Digital to Analog Converters DACs. Perubahan ke bawah dari RF
ke baseband atau perubahan ke atas dari baseband ke RF dapat melibatkan penggunaan sinyal-sinyal IF. Sinyal-sinyal baseband yang diterima dari masing-
masing antena kemudian digabungkan menggunakan algoritma-algoritma smart pada bagian pengolahan digital. Karena itu, masing-masing elemen antena
mempunyai sebuah rantai RF mulai dari elemen antena ke front end RF ke konversi digital untuk penerima dan sebaliknya untuk pengirim. Bagian pengolahan digital
dapat diimplementasikan pada sebuah mikroprosesor atau sebuah DSP Digital Signal Processor atau FPGA Field Programmable Gate Array. Oleh karena itu,
implementasi algoritma smart biasanya adalah sebuah kode perangkat lunak software jika tidak diimplementasikan dalam sebuah ASIC Application Specific
Integrated Circuit atau FPGA.
2.4 Antenna Array
Kategori