On Frequency

by barracobarner

Dari TS25.104 ada bbrp kelas BS:
* wide area -> macro cell, BS2UE MCL = 70 dB (utk urban area dan 80 dB utk rural area), 10jt gaji bulanan
* medium range -> micro cell, BS2UE MCL = 53 dB, 100rb biaya harian
* local area -> picocell, BS2UE MCL = 45 dB, 10rb sekali makan
* home base -> femtocell

Secara ukuran, wiki bilang macrocell itu 35km, microcell <2km, picocell <=200m, dan femto itu ~10m. ingat di pesawat itu picocell krn dia sekitar 50-75m.

Waktu orang bilang: dBm itu absolut dan dBc itu relatif -> dBm itu in reference ke 1 mW, jk dBw itu in reference ke 1 W. dan dBc itu in reference to kekuatan sinyal carrier nya, jadi nilai positif berarti kekuatan sinyal informasi/input/pemodulasi (kita lupa yg jadi pemodulasi dan termodulasi itu yang mana, butuh clue, baca wiki nya sih berarti carrier itu yg tercabik-cabik atau terrobek-robek, dia sbg yang lebih besar/dewasa/gede/kuat ya mengalah lah ditumpangin parasit, atau baca: salah satu aspek / properti / karakteristik / atribut dari carrier wave yg biasanya berbentuk sinusoid ini diubah, dimodifikasi, dimodulasi) lebih dari kekuatan sinyal carrier. termodulasi maka jadi carrier, pemodulasi/modulating jd sinyal input/informasinya.

coba lihat lagi berhubung db itu 10 log (Po/Pi) -> misalnya power output 2x lipat -> maka ini 3 dB change, terutama yg power yang turun sampai setengahnya itu disebut half-power point dan berhubungan dg cutoff frequency. Juga power 4x lipat itu 6 dB change, tentu 0 dB change = 1x lipat alias gak berubah dan 10x lipat = 10 dB change, 100x lipat = 20 dB change. Cara baca: x lipat berarti Po/Pi, utk 10x -> log 10 = 1. berapa dB = apa yang dibagi 10 hasilkan log (x kali lipat)? 100 kali lipat?? apa dibagi 10 hasilkan log 100 = 2 -> hasil = 20 dB change.
sehubungan dg itu: gimana konversi dari dBm (absolut) ke dBc (relatif)? kita lihat dulu tentunya power dari carrier itu berapa, anggap saja absolutnya 3 dBm, maka ini setara dengan 3 dB greater dari 0 dBm, 0 dBm = 1 mW? sementara 3 dB greater itu kan 2x lipat, artinya kita peroleh 2 mW. kalau kita konversi ke dBc kita lihat dulu berapa power carrier nya? jika misal power carrier saat itu 4 mW berapa power relatif ke carrier? setengahnya bukan? ini hasilkan -3 dBc.

decibel coba kita lihat dulu bentuk2nya:

1. 80 dBm = 100 kW = daya transmisi di stasiun radio FM dg 50km=31mi range
2. 62 dBm = 1.588 kW  daya output max sebuah stasiun ham radio di amrik
3. 60 dBm = 1 kW = daya pancaran RF utk semua elemen2 dlm microwave oven
4. 50 dBm = 100 W = a) black body radiation: thermal radiation yg dipancarkan oleh tubuh kita
5. 40 dBm = 10 W = daya pancar PLC power line carrier (wah jadi ingat dulu bpl dan plc nih)
6. 37 dBm = 5 W = daya pancar RF max sebuah transceiver VHF/UHF ham radio
7. 36 dBm = 4 W = daya pancar max stasiun citizens’ band radio (27 mhz)
8. 33 dBm = 2 W = output max hp 3g/umts (utk pesawat power class 1) dan juga gsm850/900
9. 30 dBm = 1 W = hp gsm 1800/1900
10. 29 dBm = 0.794 W
11. 27 dBm = 0.5 W = daya transmisi hp rata-rata tuh dan uga output max hp 3g/umts yg power class 2
12. 24 dBm = 0.251 W = spt atas hp 3g/umts yg power class 3
13. 23 dBm = 0.2 W = EIRP utk 802.11n
14. 21 dBm = 0.125 W = … yg power class 4
15. 20 dBm = 0.1 W = EIRP utk 802.11b/g JUGA bluetooth class 1 radio
16. 15 dBm = 0.032 W = daya transmisi adapter WLAN di laptop
17. 7 dBm = 0.005 W = power level yg digunakan utk ‘ngetes’ rangkaian AGC di penerima AM
18. 4 dBm = 0.0025 W = bluetooth class 2 radio, 10m range
19. 0 dBm = 0.001 or 1 mW = bluetooth class 3 radio, 1m range
20. -10 dBm = 100 uW = daya sinyal yg diterima max dari jaringan nirkabel (pastinya dari -10 ke -30 dBm)
21. -80 dBm = 10 pW = daya sinyal yg diterima rata-rata dari jaringan nirkabel (pastinya: -70 smp -90 dBm)
22. -111 dBm = 0.008 pW = thermal noise floor utk GPS komersil, single channel signal bw (2 mhz)
23. -127.5 dBm = 0.000178 pW = daya sinyal yg dterima rata-rata dari satelit GPS
24. -174 dBm = … thermal noise floor utk 1 hz Bandwidth at room temp 20 C
25. -192.5 dBm = … thermal noise floor utk 1 hz bw di outer space (4 K)

katanya dBc biasa digunakan utk spurs, noise, channel crosstalk, intermodal signals dll yg bs interfere dg carrier. jk misal kita punya spur dg -50 dBc dan carrier pada +10 dBm, berapa dBm utk spur? jawab -40 dBm. gampangnya kita lihat absolut dari carrier: dia 10x lipat dari 1 mW = 10 mW, lalu spur nya 1/100rb dari carrier -> 1/10rb mW aka -40 dBm.

konsep modulasi itu sendiri bahwa properti dari sinyal yang lebih besar aka pembawa ini dioprek, dicabik, dirobek, dimodifikasi oleh burung ababil (modulating signal). lalu kita kenal 2 band, base dan pass, sebetulnya rujuk ke sinyal yang sama, sinyal informasi, hanya dalam kondisi yang berbeda. yg pertama rujuk ke kondisi dia masih suci, imut, ingusan, hijau, kurang pengalaman, yg kedua sewaktu sudah jadi monster bernama ferguston, sudah menumpang, menjadi penumpang carrier spt malaysian airlines atau telkomsel (halah).

dalam telekomunikasi, sinyal informasi itu bisa digital atau analog. jadi kita kenal modulasi digital spt ASK, APSK, CPM, FSK, MFSK, MSK, OOK, PPM, PSK, QAM, SC-FDE, TCM serta modulasi analog spt AM, FM, PM, QAM, SM, SSB (laman ini bilang AM dan SSB itu linear modulation sedangkan FM dan PM itu non-linear modulation).
V.21, V.23 dan bell 103 adlh contoh FSK modems, sedangkan V.32, V.32bis, dan V.22bis adlh contoh QAM modems. V.22 adlh QPSK modem.
tentu penggunaannya (kapan gunakan mod digital atau analog) berbeda, walau prosesnya ada persamaan: menggunakan analog bandpass channel (ABC). sebelumnya kenal 2 band: base dan pass, lah ini kita kenal 1 pass: bandpass 🙂
digital modulation kirim digital bit stream (internet) di atas ABC, sedangkan analog modulation kirim sinyal baseband analog (sinyal audio, sinyal TV) di atas ABC yg frekuensinya berbeda. ABC utk sinyal digital misalnya PSTN yg bandpass filternya membatasi range frek ke 300-3400hz, ABC utk sinyal analog misalnya cable TV network channel.

berikut ini penjelasan panjang lebar, tapi krn terlalu padat, kita perlu yang versi lebih layman utk modulasi digital. ada yg bilang digital modulation scheme itu analog transmission, ada yg bilang digital atau data transmission. tp scr fundamental sih transmisi di atas sinyal analog / carrier yg kt modulasi menggunakan sinyal diskrit atau pengiriman sinyal digital di atas kanal analog. tp ada perbedaan katanya atr digital modulation (berbasis keying) dan line coding dimana yg pertama itu dilewatkan di atas passband kanal analog, yg kedua itu via baseband kanal analog. dlm digital modulation, pemodulasi punya a finite number of (digital) states, maka digunakan istilah key dari morse code key dlm pensinyalan telegraf. ada berbagai jenis keying: {A,F,P}-shift keying, contoh bluetooth menggunakan PSK, dan PSK sendiri ada banyak jenis: BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK, DPSK, DQPSK, OQPSK, dst. paling fundamental ada 4 utk DM: ASK, FSK, PSK, dan QAM, masing2 punya a finite number of As, Fs, Ps, dan QAM menggunakan a finite number of at least 2 Ps + 2 As, istilah Q berhubungan dg quadrature, dimana quadrant berarti 4 spaces…

melihat bentuk BPSK, QPSK, 8PSK, dll kita bisa asosiasikan: binary berarti ada 2 states (tepatnya ada 2 phases), kita bikin symbol 0 dan 1, utk quadrature ada 4 states: 00, 01, 10, 11 sedangkan utk 8PSK ada 8 states: xyz, di sini 00 itu symbol dan 0 (bit) itu alphabet.
kita bicara constellation diagram dimana ada sb-x dan sb-y kita sebut I (in-phase) dan Q (quadrature) yg setara dg sb bilangan nyata dan sb bilangan imajiner dlm complex plane.
berikut ini penjelasan pekerja seks komersil beserta animasinya.

mengenai istilah
baseband kadang disebut juga lowpass, non-modulated
passband disebut juga bandpass, carrier-modulated, intermediate frequency.
tapi, passband dan bandpass itu harusnya berbeda penggunaannya: passband, namanya juga ‘band’ artinya porsi dari RF spectrum yg sudah melalui bandpass filter, sedangkan bandpass filter itu devicenya yang melewatkan range frek ttt, dan menolak, attenuate, frek di luar range tsb.
selain ada bandpass filter, ada juga lowpass dan highpass filter.

now mr bicara bandpass digital modulation…

jk kita pengen ngemodulasi di dunia nyata dimana rata-rata media transmisi itu hanya punya BW di luar / atas baseband (di atas 0 hz), misal di RF region ini dan itu: kanal utk hp kan sudah diatur di 900mhz, atau optical fibre link sudah diatur pemerintah di 30rb ghz…itulah resource yg tersedia. maka kita lakukan modulasi pada menggunakan bandpass signaling…kita memodulasi A, f, atau p dari carrier sinewave yg biasa dilambangkan dg cos wc*t. apa pengaruh dari pilihan modulasi yg kita ambil: gampang susahnya mengimplementasi, noise tolerance, occupied channel bw, dst.

ASK: adlh paling sederhana utk modulasi data/digital yg bandpass, simbol (ya data, digital kita bicara simbol dimana simbol itu bisa terdiri dari 2 digital bit, 3, 4, 8, dst), masing2 simbol direpr dg berbagai amplitudo diskrit (jk simbol ada 2 bit: kita punya 4 nilai diskrit, 3 bits: 8 nilai dst). disebut jg OOK, on-off-keying.

simetri di ASK: spektrum sinyal ASK (yg sudah di/ter-modulasi tentunya) katanya gampang utk dikenali jk kita tau spektrum dari baseband data symbol stream nya. caranya: kita lihat ASK modulation itu sbg mixing / multiplication dari baseband symbol stream dg carrier component. so coba kita lihat misal komponen dari baseband itu cos wm*t, dan komponen dari carrier cos wc*t, mdulated signal mjd cos wm*t * cos wc*t = 1/2 * … dimana ellipsis adlh cos kurang(w)*t + cos tambah(w)*t. baru tau ternyata: hasilnya jd sebuah simetri: 2 identical components spaced symmetrically di kiri dan kanan carrier freq: kurang dan tambah…atau komponen sum dan difference

spectral occupancy dari ASK aka ASK data spectrum: ada ngejumlahin SEMUA komponen2 yg hasilkan simetri di atas….tentu hasilnya: yg kaya makin kaya, yg miskin majunya sedikit…aka yg amplitudonya tinggi dijumlah dg yg amplitudonya tinggi (karena tiap komponen tentu sama frek nya???) dan ini bentuknya ‘scaling’ dari versi komponen tunggal…dan ada 2 sisi yg mirror each other ke carrier req: double sdeband spectrum yg punya: upper dan lower sideband wrt the carrier.
jadi jelas: bw yg diisi/ditempati oleh modulasi ASK itu 2x yg ditempati source baseband stream dg max bw efficiency = 1 bit / second / Hz

kita pengen kirim data gunakan ASK dg rate 28.8kbps menggunakan kanal telepon dg bw dari 300 ke 3400 hz, berapa simbol sattes yg diperlukan utk bs menjalankan hal ini?
utk tau jumlah simbol rate kita hrs tau jumlah ‘states’ yg dibutuhkan utk bisa kirim data dg kapasitas 28.8kbps dan bw 3100hz.
C = B log2 M, 28800 = 3100 log2 M -> M = 626.1, nilai pangkat 2 terdekat = 1024, jadi butuh 2^10 states

bgm jk nilai2nya spt di atas, tapi kita pengen gunakan kanal dari 0 ke 3100 (bukan bandpass signaling lagi tapi baseband signaling -> baseband M-ary signalling)?
rumusnya jadi berbeda dari C = B log2 M ke C = 2*B log2 M, 28800 = 6200 log2 M -> M = 25.02 atau 2^5 states

bgm jk spt kondisi 1, kita tambah adanya SNR = 33 dB…berapa kapasitas ‘teoritis’nya?
kita hrs tau ini pengaruh kemana??? kita lihat ditanya kapasitas, berarti C jadi berubah dg adanya SNR ini. di laser-kucing kita tau C/I berubah pengaruh ke dropped user = kapasitas cdma/ofdma, so adanya faktor SNR anggap pengaruh ke kapasitas…
C = B log2 (SNR + 1), = 3100 log2 (10^3.3 + 1) = 33.996 kbps
(persamaan ini valid utk baseband dan bandpass channels)

learned: jk gunakan bandpass maka symbol jumlahnya jadi lebih banyak dibanding gunakan baseband.

ASK sinyal bs diperoleh dari perkalian/mixer atr baseband symbol stream dg carrier, ini disebut proses modulasi linear.

sementara kita punya tempat baru (forum) dan majalah utk ditongkrongin. weits, menarik juga.

Mengenai C/I

Kita bisa menggunakan C/I ratio utk menentukan apakah interference case itu acceptable atau gak. Utk menentukan C/I ratio kita lihat juga perhitungan masing-masing C dan I, yakni utk desired carrier power dan interference carrier power.

C = PTD+GTD+GRD-FSLD-LWGTD-LWGRD
C = received desired carrier power
PTD = transmit power from the desired station in dBm (Vt)
GTD = antenna gain of the desired transmit station in dB (Vt)
GRD = antenna gain of the desired receive station in dB (Vr)
FSLD = free-space loss of the desired path in dB (VL)
LWGTD = loss of the waveguide of the desired transmit station (Vt)
LWGRD = loss of the waveguide of the desired receive station (Vr)

I = PTI+GTI+GRD-GCD-FSLI-LWGTI-LWGRD
I = received interfering carrier power
PTI = transmit power from the interfering station in dBm (It)
GTI = antenna gain of the interfering transmit station in dB (It)
GRD = antenna gain of the desired receive station in dB measured at the angle of arrival of the interfering signal (Vr)
GCD = combined angular discrimination of the two antennas at their respective discrimination angles (?)
FSLI = free-space loss of the interfering path in dB (IL)
LWGTI = loss of the waveguide of the interfering transmit station (It)
LWGRD = loss of the waveguide of the desired receive station (Vr)

lalu mengenai frek, kita bs dengar 20hz-20khz, anjing bs lebih tinggi lagi smp 45khz (atau 40khz, serta kucing 0.1-60khz, kelelawar 1-100khz, dolfin smp 150khz) dan tertinggi dlm dunia mamalia adlh dolfin yg smp 150khz (katanya dia gunakan HF click sounds sbg bag dari echolocation nya (ada konsep jammingnya juga), dia produce dan denger di range frek suara tsb – juga rangenya dari yg biasa didengar oleh manusia (<20khz) sampai 120khz, jd masuk dong di dlm nya 37.5khz dong ya), suara manusia dari 300-3400hz yakni 500-2000hz. tapi kelelawar bs smp 250khz, tp katanya inaudible echolocation clicksnya bs atr 25-80khz.
gimana manusia keluarkan suara? kita keluarkan suara dg keluarkan nafas…paru-paru paksa udara keluar lewat larinks. pita suara di larinks bergetar saat dilewati udara yg hasilkan suara. speech yg kita keluarkan dibentuk oleh tenggorokan, lidah, mulut, bibir.

Entri wiki berikut menjelaskan hearing range. yg katanya echolocation di 150khz sedangkan bawah dari 75kh digunakan utk social interaction krn sinyal akan sinyal akan lebih jauh jangkauannya, ingat frek lebih rendah maka dia panjang gelombang makin besar. dan bs dipahami sinyal yg berjalan jauh cocoknya memang cari pasangan. variasi suara yg dihasilkan dolfin, selain bs ditentukan dari lokasi dan jenis dan usia (dan tentu teknis spt kekerasan suara dan durasi, selain frekuensi dan sensitivitas alat) adlh waktu atau musim. ada yg namanya whistle dan chirp dll.
kelelawar & dolfin katanya gunakan ultrasound utk navigasi dan berburu, HF sound waves itu katanya kecil sekali shg dia tembus dan direfkleksikan oleh smallest crevice & contour (wah ini bs jd sumber interferensi tuh), echoing back a sound profile in minute detail.
beda lagi dg tikus yg katanya jk lagi panik dan stres bs hasilkan range 30-50khz. shrews jg katanya 20-64khz calls waktu explorations…katanya 2 terrestrial mammals yg meng-echolocate adlh shrews dan tenrecs @madagascar. juga katanya tarsiers itu saling panggil memanggil pd 90khz shg tnp interferensi di dunianya krn background noise itu lebih rendah frek nya !.
dlm hal urusan manusia katanya hospital medical cleaners ber… dari 25-38khz serta jeweleres gunakan ultrasonic cleaners utk bersihkan perhiasan pd 42khz.
yg menarik adlh humpback whales yg bs gunakan serendah 30hz…bener2 ngebas (sedangkan dolfin utk navigasi gunakan 18-23khz).

penjelasan mgn ultrasound banyak yg range puluhan khz.

coba ingat lagi rumusnya: c = f * l, katanya kecepatan suara lebih tinggi di air dibanding udara, maka utk dptkan spatial resolution yg sama maka f jg perlu tinggi utk masalah suara ini. yg suka main ultrasound adlh dolphins (porpoises) dan whales. misal utk dolfin ada sejumlah kosa kata: mewing, moaning, rasping, whistling, clicking ama: c, me, mo, r, w dimana w = 7-15khz, c = smp 150khz, dst.

sementara itu dolfin spt delphinus, steno, tursiops terkenal dari vlow to vhigh, tursiops 0.1-300khz malah dg max sensitivity di jangka 40-70khz. eh tapi katanya: platanista, inia, pontoporia, dll yg di freshwater dan shallow coastal water gunakan med-to-high freqs misal inia yg 1-100khz denger, keluarkan smp 200khz dg max sensitivity di 20-60khz. nah ini coastal butuh tinggi -> bs utk atasi background yg rendah…kalau deep water buat apa butuh high frek dong? err, medium frek buat apa? jk high frek utk echolocation dan navigation, low frek utk social…apa interseksi atr sosial dan navigasi? mencari pasangan???
mengenai tulisan lebih panjang (atau tambahan) bs ttg issues di teknologi akustik dan ultrasound. tp mengenai cetacean sound, orcas gunakan 1-25khz utk w, c dan p (pulsed calls), dan humpback gunakan mo, g (groans), s (snores) 40-5khz, jd semua di bawah 37.5khz. katanya utk urusan paus ini, adlh solitary yg gunakan shallow (coastal dong), smooth-bottomed area dari lautan dimana suara berpropagasi dg baik…katanya dia juga low freq utk ngagetin calon mangsa. sedangkan echolocation dolfin bs short burst 20-170khz, jadi gak durasi lama dong ya. so kesimp med itu gak cocok utk navigasi yg short burst, durasi lama tentu cocok sama whale yg lagi nyanyi. yg namanya click itu juga pendek, gak durasi panjang dong ya…dan katanya peak frek smp 100khz, memang c itu pasti high freq lah.

37.5khz itu setara 560 us (aka 0.56 ms) burst period, ini adlh pulse freq jd kita bikin bursts of 21 pulses, dll, intinya: ada 0.56ms freq burst diikuti oleh no signal selama 1 detik – 0.56 ms = 1 – 0.00056 = 99.944%…jadi bisa dikatakan: lebih sering diam…aka duty cycle kecil??? katanya lower duty cycle itu utk save power at the sacrifice of range.

Advertisements