## Analisis Pengaplikasian MCPA pada Perusahaan Provider GSM di Daerah Sumatera Utara
Stephen Sanjaya Mulyanto 1 , Eva Yovita Dwi Utami 2
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga
1 tephen_ezem@yahoo.com, 2 eva.utami@staff.uksw.edu

## Ringkasan
MCPA ( Multi-Carrier Power Amplifier )  merupakan  teknik  menggunakan  satu power amplifier untuk  beberapa  frekuensi  pembawa  ( carrier )  sekaligus. MCPA memiliki  kelebihan  dalam penghematan  daya  yang  digunakan  pada power  amplifier . MCPA menggunakan  antena dengan  bati  daya  yang  tinggi  ( high  gain  antenna )  dan feederless  RRU ( Remote  Radio  Unit ) sehingga  dapat  memperluas coverage jaringan  komunikasi  seluler  tanpa  penambahan BTS . Pada  makalah  ini  dibahas  penelitian  terhadap  unjuk  kerja MCPA terhadap coverage dan analisa  kualitas  jaringan  sebelum  dan  sesudah  pengaplikasian MCPA pada  jaringan komunikasi seluler    GSM  untuk  area  Sumatera Utara  menggunakan  simulasi  pada ASSET Tools . Hasil  penelitian  dilengkapi dengan  analisis  referensi implementasi MCPA di  daerah Jabodetabek . Dari  hasil  penelitian  diperoleh  bahwa  dengan  pengaplikasian MCPA di Sumatera  Utara  terjadi  peningkatan  nilai Rx  Level serta  jarak  jangkauan.  Persentase  pada aras Rx Level yang baik meningkat, sedangkan pada aras Rx Level yang buruk persentasenya semakin  menurun.  Pertambahan  jarak  jangkauan  tiap clutter dari aras  yang  paling  baik  ke paling  buruk  yaitu  untuk  c lutter  dense  urban sebesar  160  m  sampai  270  m ,  clutter  urban sebesar dari 190 m sampai 300 m, clutter sub urban sebesar 190 m sampai 350 m, dan clutter rural sebesar 210 m sampai 550 m .
Kata kunci: MCPA , Multi-carrier Power Amplifier, Carrier

## 1. Pendahuluan
Perluasan  cakupan  jaringan GSM  (Global  System  for  Mobile) untuk  meningkatkan layanan  komunikasi  dan  mengurangi  daerah blank  spot dapat  dilakukan  dengan melakukan upgrade TRx atau menambah BTS ( Base Transceiver Station ). Untuk melakukan upgrade TRx atau menambah BTS dibutuhkan investasi yang besar, sehingga diperlukan solusi alternatif yang tepat,tanpa melakukan penambahan BTS .
MCPA ( Multi-Carrier  Power  Amplifier )  merupakan  teknik  menggunakan  satu power amplifier untuk menguatkan isyarat dari beberapa frekuensi pembawa ( carrier ) sekaligus. Pada  sistem  yang  lama,  satu  frekuensi  pembawa  menggunakan  satu power  amplifier , sehingga  apabila  terdapat  20  frekuensi  pembawa  maka  dibutuhkan  20 power  amplifier. Dengan demikan, terdapat pemborosan daya pada sistem yang lama, sedangkan MCPA memiliki  kelebihan  dalam  penghematan  daya  yang  digunakan  pada power  amplifier .
MCPA menggunakan  antena  dengan  bati  daya  yang  tinggi  ( high  gain  antenna )  dan feederless RRU ( Remote Radio Unit ) sehingga dapat memperluas coverage .
Pada makalah ini, akan dibahas hasil penelitian terhadap penggunaan MCPA dengan menggunakan software  ASSET  Tools terutama  dalam  hal  peningkatan  cakupan  pada jaringan seluler GSM di Sumatera Utara. Analisis perbandingan didapatkan berdasarkan coverage  area maupun  parameter-parameter  seperti Rx  Level , Rx  Qual ,  dan  jarak . Karena implementasi  di  Sumatera  Utara  belum  bisa  dilakukan,  maka  digunakan  data implementasi MCPA di  Jabodetabek  sebagai  referensi  untuk  verifikasi  simulasi  pada ASSET Tools .

## 2. Metode Penelitian

## 2.1.   Kondisi Daerah yang Diteliti
Pengaplikasian MCPA pada empat clutter di Sumatera Utara yaitu clutter dense urban, urban, sub urban dan rural dilakukan dengan menggunakan software ASSET Tools . Berikut tahap-tahap untuk menentukan sektor-sektor yang memerlukan MCPA .
2.1.1.  Berdasarkan jenis clutter
Gambar 1. Berdasarkan jenis clutter
Gambar 1 merupakan contoh coverage plot pada clutter dense urban. Clutter dense urban seharusnya  memiliki coverage  plot berwarna  merah  atau  kurang  dari  -64  dBm.  Tetapi gambar  1  menunjukkan  bahwa  masih  ada coverage  plot pada  c lutter  dense  urban yang berwarna kuning yaitu -73 < x < -69 dBm dan hijau -80 < x < -73 dBm. Sehingga dengan mengaplikasikan MCPA ,  tiap  sektor  dapat  memperluas  jarak  jangkauan  agar  dapat melayani clutter dense urban dengan baik tanpa menambah jumlah BTS

## 2.1.2.  Berdasarkan Data Kanal Trafik (TCH)
Data  dari  provider  menunjukkan    kanal  trafik  dari  20  sektor  memiliki  presentase utiliz yang tinggi (lebih dari 80%), karena banyaknya user atau keterbatasan kanal. Utiliz merupakan presentasi traffic channel (TCH) yang tidak bisa menangani panggilan masuk,
sedangkan congestion terjadi  jika  panggilan  tidak  dapat  dilayani  lagi  (jumlah user lebih besar dari jumlah kanal)
2.1.3.  Berdasarkan kontur geografis daerah Sumatera Utara dengan menggunakan aplikasi Googlemap .
Aplikasi Google  map digunakan  untuk  mengetahui  kontur  geografis  di  sekitar  BTS yang akan menggunakan MCPA .
Gambar 2. Daerah dataran tinggi Sumatera Utara berdasarkan aplikasi Google Earth .
Gambar 3. Daerah pegunungan Sumatera Utara berdasarkan aplikasi Google Earth
Jika  daerah  yang  ingin  diimplementasikan MCPA berdasarkan clutter dan data Utiliz merupakan  daerah  pegunungan  atau  padang  rumput  yang  tidak  ada  pemukiman penduduk,  maka  daerah  tersebut  dapat  dihapus.  Gambar  2  merupakan  dataran  tinggi dan banyak pemukiman sehingga kita perlu mengaplikasikan MCPA . Sedangkan gambar 3  merupakan  daerah  pegunungan  serta  jarang  ditemukan  pemukiman,  sehingga  tidak
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal 147 - 153
diperlukan MCPA , karena diasumsikan sedikitnya jumlah user dan pemukiman warga di daerah pegunungan.
Berdasarkan  jenis clutter, didapatkan  sekitar  80  sektor  yang  membutuhkan  MCPA, berdasarkan  data  trafik,  terdapat  40  sektor  yang  membutuhkan MCPA .  Dengan menggunakan  aplikasi google  earth ,  sekitar  20  sektor  dapat  dihilangkan  karena merupakan daerah pegunungan, sawah, dan  hanya terdapat sedikit pemukiman warga. Sehingga  terdapat  100  sektor  dari  empat  jenis clutter yang  membutuhkan MCPA .  Dari masing-masing clutter dipilih  lima site ,  yang  memiliki  karakteristik  hampir  sama, berdasarkan tinggi antena, tilt , daya pancar, dan kontur geografis.
Parameter  yang  digunakan  adalah Rx Level, Rx Qual dan  jarak  yang  diukur  melalui drive test dan  simulasi ASSET Tools. Rx Level yaitu  kuat  isyarat  dari  isyarat  termodulasi yang  terukur  oleh Mobile  Station . Rx  Level yang  diukur  adalah Rx  Level dari serving cell dan neighbor  cells untuk  melihat  kandidat handover . Rx  Level merupakan  salah  satu parameter  yang  digunakan  untuk  mengukur  kualitas  jaringan  radio,  yang  ditetapkan oleh ETSI ( European  Telecommunications  Standards  Institute )  pada GSM  Technical Specification 05.08.  Standar  yang  ditetapkan  oleh ETSI tersebut  disesuaikan  oleh  tiap provider ,  sehingga  setiap provide r  memiliki  standar  tersendiri  yang  tetap  mengacu  pada standar ETSI . Tabel 1 menunjukkan standar nilai Rx Level Perusahaan Provider GSM .
Tabel 1. Standar Nilai Rx Level Perusahaan Provider GSM Rx Level (dBm) Simbol Warna Keterangan -120 s/d -87 Sangat Buruk -87 s/d -80 Buruk - 80 s/d -73 Cukup -73 s/d -69 Baik -69 s/d 0 Sangat Baik
Rx Quality  (Rx  Qual) merupakan  aras  kualitas  isyarat  dari  isyarat  termodulasi  yang diterima MS , yang merupakan konversi nilai BER ( Bit Error Rate ). Rx Quality merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk mengukur kualitas jaringan radio
Tabel 2.  Rentang Rx Qual menurut Standar Perusahaan Provider GSM. Rx Qual Simbol Warna Keterangan 0-3 Merah Baik 4-5 Hijau Cukup 6-7 Biru Buruk

## 3. Hasil Penelitian dan Pembahasan

## 3.1. Data Referensi Implementasi MCPA di Jabodetabek
Data referensi Jabodetabek merupakan hasil pengimplementasian MCPA di Bandara Internasional Soekarno-Hatta, Tangerang-Banten pada clutter Sub Urban . Persentase nilai Rx Level sebelum dan sesudah pengimplementasian ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Persentase Rx Level sebelum dan sesudah implementasi MCPA Level Indonesia Air Show Sebelum Sesudah 23% 5% 37% 18% 18% 32% 8% 23% 14% 24%
Tabel  3  memperlihatkan  adanya  perubahaan  nilai  persentase Rx  Level sesudah pengimplementasian MCPA. Rx Level pada aras -75 < x < 0 dBm mengalami peningkatan sedangkan  pada  aras  -105  < x <  -75  dBm  semakin  menurun  atau  menghilang,  karena nilainya  meningkat  ke  aras  yang  lebih  baik  yaitu  -75  < x <  0  dBm.  Dengan  demikian penggunaan MCPA dapat  meningkatkan  kuailtas  penerimaan isyarat pada  daerah  yang lebih luas.
Akan  tetapi  terjadi  penurunan  nilai Rx  Qual dari  baik  menjadi  cukup  dan  cukup menjadi buruk. Hal ini disebabkan terjadinya interferensi setelah dilakukan penambahan daya  menggunakan MCPA .  Ketika  melakukan  penambahan  daya  harus  diperhatikan frekuensi yang digunakan suatu sel. Dalam perencanaan jaringan dilakukan penggunaan frekuensi secara berulang. Pengulangan frekuensi ini dapat menjadi salah satu penyebab terjadinya interferensi co-channel . Terdapat juga interferensi yang terjadi karena frekuensi yang berdekatan atau sering disebut adjacent channel . Jadi ketika mengaplikasikan MCPA , frekuensi  harus  diperhatikan  untuk  menghindari  terjadinya  interferensi.  Pengaturan ulang  frekuensi, tilt serta azimuth dapat  digunakan  untuk  menghindari  terjadinya interferensi.
3.2.   Hasil Penelitian pada 4 clutter di Sumatera Utara
Untuk empat jenis clutter di Sumatera Utara, parameter Rx Level dan jarak digunakan untuk mengetahui pengaruh MCPA terhadap pertambahan cakupan serta kuat isyarat .
Tabel 4 menunjukkan persentase terjadinya peningkatan Rx Level menjadi lebih baik. Hal  ini dapat dilihat pada Rx Level -69  < x <  0 dBm  yang merupakan  tingkatan Rx Level dengan  kriteria  sangat  bagus  (warna  merah),  Sebagai  contoh  pada clutter  Dense  urban, presentase Rx Level sangat bagus (merah) bertambah  dari  59% menjadi  74%.  Sedangkan presentase Rx Level berwarna kuning yaitu -73 < x < -69 dBm dan warna hijau -80 < x < -73 dBm menjadi semakin rendah. Hal ini karena presentase coverage pada aras tersebut telah meningkat  ke  aras  yang  lebih  baik.  Demikian  juga  presentase coverage dengan Rx  Level yang buruk menjadi 0%.
Tabel 4. Persentase Rx Level sebelum dan sesudah pengaplikasian MCPA.
Level Dense Urban KM087G Urban KM003G Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah 0% 0% 2% 0% 2% 0% 10% 6% 19% 12% 24% 17% 20% 14% 17% 12% 59% 74% 47% 64% Level Sub Urban KM054G Rural DS058G Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah 23% 8% 0% 0% 24% 15% 3% 0% 22% 24% 11% 5% 12% 13% 12% 7% 19% 40% 74% 87%
Pertambahan  jarak  yang  dapat  dijangkau  atau c akupan  sel  pada  tiap clutter, mulai dari aras yang paling baik ke aras yang paling buruk ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Pertambahan jarak/ coverage tiap sektor pada empat clutter Dense Urban Aras Jarak Urban Aras Jarak KM087GA 293 m KM003GA 298 m 251 m 277 m 191 m 233 m 161 m 197 m KM087GC 244 m KM003GC 312 m 241 m 294 m 197 m 276 m 173 m 202 m Rural Aras Jarak Sub Urban Aras Jarak DS058GA
550 m
KM054GA 339 m 512 m 239 m 261 m 193 m 213 m 186 m DS058GB
572 m 500 m 258 m 210 m
Stephen Sanjaya Mulyanto, Eva Yovita Dwi Utami
Pertambahan jarak jangkauan minimum yang bisa diperoleh dengan pengaplikasian MCPA ini untuk setiap aras Rx Level dari yang paling baik ke yang paling buruk adalah sebagai berikut:
a. C lutter dense urban : 160 m, 190 m, 230 m, dan 270 m,
b. C lutter urban : 190 m, 230 m, 270 m, 300 m,
c. C lutter sub urban : 190 m, 200 m, 250 m, 350 m,
d. C lutter rural : 210 m, 250 m, 500 m, 550 m .
Sementara itu, untuk kualitas isyarat yang dinyatakan dalam Rx Qual . Untuk daerah dense  urban ,  sebelum  dan  sesudah  pengaplikasian MCPA ,  terdapat  daerah  dengan dengan  nilai  buruk  dan  sangat  buruk.  Daerah urban , sub  urban dan rural ,  memiliki rentang  nilai Rx  Qual baik  dan  sangat  baik  baik  sebelum  maupun  sesudah pengaplikasian MCPA . Hal ini menunjukkan bahwa aplikasi MCPA hanya meningkatkan Rx Level dan  jangkauan  sel.  Pengaplikasian MCPA dari  hasil  simulasi ASSET Tools juga tidak  menurunkan RxQual ,  yang  berarti  peningkatkan  daya  pancar  tidak  menyebabkan interferensi pada batas yang menyebabkan turunnya kualitas isyarat.

## 4. Kesimpulan
Pengaplikasian MCPA dapat  meningkatkan  persentase  aras Rx  Level yang  baik  dan menurunkan  persentase  aras Rx Level yang  buruk,  yaitu  persentase  aras Rx Level yang baik  untuk clutter dense urban menjadi  75%, urban menjadi  60%, sub urban menjadi  40%, dan rural menjadi  80%.  Sedangkan  hampir  keseluruhan  nilai  persentase Rx  Level dari empat clutter pada  aras  yang  buruk  menurun  mendekati  0%.  Pertambahan  jarak jangkauan untuk tiap-tiap aras Rx Level dari aras yang paling baik ke paling buruk untuk c lutter  dense  urban adalah  160  m,  190  m,  230  m,  270  m,  pada clutter  urban berturutan adalah 190 m, 230 m, 270 m, 300 m, untuk clutter sub urban sebesar 190 m, 200 m, 250 m, 350 m dan untuk clutter rural adalah 210 m, 250 m, 500 m, 550 m .

## Daftar Pustaka
[1]  P.B.  Kenington, High  Linearity  RF  Amplifier Design ,  Noorwood,  USA:  Artech  House, 2000.
[2]  Power  Budget  Calculation  [Online],    http://media.wiley.com/product_data/excerpt/ 04708626/047086267X.pdf, diakses tanggal 20 Agustus 2013.
[3]  W. Stalling, Komunikasi dan Jaringan Nirkabel , Jakarta :Penerbit Erlangga, 2007.
Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika Vol. 13 No. 2 Oktober 2014 Hal 147 - 153