Pengertian Multipath Fading & Diversity

Multipath

Multipath fading terjadi ketika sinyal frekuensi radio (RF) mengambil jalur berbeda dari suatu sumber ke tujuan/penerima. Sebagian dari sinyal langsung ke tujuan sedangkan bagian lain terlebih dahulu memantul ke penghalang. Sebagai hasilnya, sebagian sinyal menempuh jarak yang lebih jauh dan mengalami penundaan. Multipath fading adalah suatu bentuk gangguan atau interferensi sinyal RF yang timbul ketika sinyal memiliki lebih dari satu jalur dari transmitter ke receiver.

Adanya objek yang menyebabkan pantulan dan hamburan pada saluran mengakibatkan berkurangnya energi sinyal pada amplitudo dan fasa. Sinyal yang diterima merupakan resultan dari sinyal LOS dan pantulan, atau sering kali hanya merupakan resultan dari sinyal pantulan. Efek ini menjadikan sinyal yang diterima di receiver bervariasi yang mengakibatkan fluktuasi sinyal sehingga terjadi fading dan distorsi. Propagasi multipath juga mengakibatkan perbedaan waktu yang menyebabkan timbulnya intersimbol interference.

Suatu antena sumber meradiasikan energi RF pada lebih dari satu arah tertentu. Sinyal Line Of Sight dan sinyal hasil pemantulan yang bertemu di antenna receiver (lihat Gambar 1) menyebabkan munculnya multipath fading :

1. Sinyal RF hasil pemantulan menempuh jarak yang lebih jauh dan tiba lebih lama dibanding sinyal RF Line Of Sight.
2. Sinyal yang dipantulkan mengalami rugi-rugi energi yang lebih besar karena jarak transmisi yang lebih panjang.
3. Sinyal mengalami rugi-rugi akibat pemantulan.
4. Gelombang yang diinginkan dikombinasikan dengan banyak gelombang pantul di penerima.
5. Ketika gelombang yang berbeda digabungkan, akan menyebabkan terjadinya distorsi dan mempengaruhi kemampuan decoding receiver. Meskipun kuat sinyal tinggi, tetapi kualitas sinyal rendah.
6. Gelombang pantul akan berbeda posisi dengan gelombang yang tidak dipantulkan.

Gambar 1 _ Receiver Memperoleh Beberapa Sinyal Multipath dari Hasil Pemantulan

Waktu tunda/delay Multipath menyebabkan sinyal informasi menjadi tumpang tindih, yang menyebabkan kebingungan pada receiver. Jika delay cukup besar, dapat terjadi kesalahan pada paket. Penerima tidak bisa membedakan simbol dan menginterpretasikannya dengan bit yang tepat. Stasiun tujuan mendeteksi terjadinya kesalahan melalui Error Control Coding. Sebagai respon terhadap kesalahan bit, stasiun penerima tidak mengirimkan sinyal acknowledgement (pengakuan) pada stasiun pengirim. Pengirim akan secepatnya memancarkan kembali sinyal itu setelah memperoleh akses kembali pada medium. Oleh karena re-transmisi, menurunkan throughput pemakai jika interferensi multipath yang terjadi cukup besar. Jika letak antena diubah, pemantulan juga berubah, yang mengurangi peluang munculnya interferensi multipath. Pada suatu lingkungan multipath, sinyal null points terletak pada daerah tersebut. Jarak rambat gelombang, pemantulannya, dan letak dari multipath null yang timbul didasarkan pada panjang gelombang sinyal. Jikafrekuensi berubah, demikian juga panjang gelombang. Oleh karena itu, jika terjadi perubahan frekuensi, demikian juga lokasi multipath null (lihat Gambar 2). Sinyal 2.4 GHz kira-kira 4.92 inci (12.5 cm). Panjang gelombang 5 GHz sekitar 2.36 inci (6 cm).

Gambar 2 _ Posisi dari Titik Multipath Null Berdasarkan Frekuensi Transmisi

Diversity

Diversity adalah penggunaan dua buah antena untuk masing-masing radio, untuk meningkatkan kualitas sinyal yang diterima. Antena tersebut digunakan untuk menyediakan solusi diversity in bisa dalam satu fisik/divais yang sama ataupun dalam 2 buah antenna yang berbeda tetapi diletakkan di tempat yang sama. Diversity menyediakan solusi bagi jaringan wireless terhadap kasus multipath fading. Penggunaan antena rangkap untuk memastikan bahwa jika satu antena berada pada RF null maka yang lain tidak, dimana menyediakan unjuk kerja yang lebih baik pada lingkungan multipath (lihat Gambar 3). Kamu dapat memindahkan/menggerakkan antena dari titik null untuk memungkinkan menerima sinyal dengan baik.

Gambar 3_ Antenna Ganda Memastikan Bahwa Salah Satu Antena Tidak Berada Pada Titik Null

Dengan solusi antena diversity yang mempunyai dua antena pada fisik yang sama, terdapat dua elemen pengirim dan penerima pada antena jenis tersebut. Karena ada dua elemen, maka ada dua kabel antena; kedua kabel tersebut harus dihubungkan ke port antena pada access point. Bandingkan fitur diversity yang dapat memilih satu antena pada suatu waktu, ia tidak dapat memperoleh sinyal pada kedua antena sekaligus karena akan menciptakan kondisi multipath. Karena pemakaian antenna dipilih dengan sendirinya, kedua antena tersebut harus mempunyai karakteristik radiasi yang sama dan diposisikan untuk melingkupi sel sel yang sama. Dua antena yang dihubungkan terhadap access point yang sama tidak boleh digunakan untuk melingkupi 2 sel yang berbeda. Dalam rangka meningkatkan ruang lingkup, dilakukan mensurvei lokasi untuk menentukan ruang lingkup RF antena tersebut. Letakkan access point di tempat yang tepat pada lokasi instalasi. Tujuan diversity adalah untuk menangani multipath fading. Pada pembuatan antena perlu ditentukan jarak pisahnya berdasarkan karakteristik antena tersebut. Jika menggunakan sepasang antena dengan karakteristik yang sama untuk menyediakan diversity, Petunjuknya adalah meletakkan antena tersebut pada jarak pisah sesuai panjang gelombang atau kelipatannya; hingga maksimal 4 kali lipat. Jika antenna diletakkan terlalu jauh terpisah, user dapat mengalami sinyal loss dan performa yang buruk.