LAPORAN TUGAS AKHIR. Diajukan Guna Memenuhi Syarat Kelulusan Mata Kuliah Tugas Akhir Pada Program Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh:

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR PENGALOKASIAN PHYSICAL RESOURCE BLOCK (PRB) PADA TEKNOLOGI OFDM BERBASIS FRACTIONAL FREQUENCY REUSE (FFR) UNTUK MENCEGAH INTERFERENSI INTER-FEMTOCELL PADA JARINGAN LTE DI GEDUNG BERTINGKAT Diajukan Guna Memenuhi Syarat Kelulusan Mata Kuliah Tugas Akhir Pada Program Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh: NAMA : MUHARAM NUR CAHYADI NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2014 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal penelitian dan penulisan Tugas Akhir dengan judul Pengalokasian Physical Resource Block (PRB) Pada Teknologi OFDM Berbasis Fractional Frequency Reuse (FFR) Untuk Mencegah Interferensi Inter-Femtocell Pada Jaringan LTE Di Gedung Bertingkat dapat diselesaikan dengan baik. Tidak lupa shalawat serta salam penulis penulis curahkan kepada junjungan kita, Nabi besar, Rasulullah Muhammad SAW yang telah membawa kecerahan di dunia ini. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Sarjana Teknik Elektro Fakultas Teknik Industri Universitas Mercu Buana. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan yang disebabkan karena keterbatasan penulis. Untuk itu saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca, sangat penulis harapkan demi perbaikan dimasa mendatang. Dengan segala kerendahan hati, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan penulis khususnya, serta bagi seluruh umat manusia. Jakarta, Juni 2014 Penulis v

6 UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan kali ini penulis ingin berterima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan masa pendidikan dikampus tercinta Universitas Mercu Buana. Pertama-tama penulis ingin berterima kasih kepada : 1. Allah Subhana Wa Ta ala, terima kasih ya Allah Engkaulah cahaya hidupku dan Engkaulah tujuan hidupku. Terima kasih atas semua kebaikan dan kemurahan hati-mu ya Allah. Aku hanya bagian kecil dari rencana-mu di dunia ini. Jadikanlah hamba-mu ini manusia yang berguna, berperilakuan baik dan ahli surga. Amiiin ya Robbal alamiiiiin. 2. Kedua orang tua tercinta. Ibunda Siti Sumarni dan ayahanda Samin. Terima kasih atas kasih sayang, perhatian dan doa yang tiada henti yang senantiasa mengisi langit malam. Terima kasih juga kepada saudara-saudari penulis tercinta, Siti Alawiyah, Tria Amalia dan Virani Nur Annisa terima kasih atas kehadiran kalian dimuka bumi ini menjadi warna tersendiri bagi penulis. Terima kasih atas segalanya.semoga kalian senantiasa dicintai Allah dan diberi kemudahan dalam hidup. 3. Bapak Yudhi Gunardi, S.T, M.T., selaku Kaprodi S1 Teknik Elektro yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan studi S1 di Universitas Mercu Buana ini. 4. Bapak Ir. Said Attamimi, S.T, M.T selaku dosen pembimbing pada tugas akhir ini. Terima kasih atas segala ilmu, bimbingan, masukan, motivasi dan waktu yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 5. Seluruh dosen penulis selama di Universitas Mercu Buana yang telah memberikan ilmunya yang berguna bagi penulis selama menempuh perkuliahan. Semoga ilmu yang bermanfaat menjadikan amal kebaikan yang tiada henti. vi

7 6. Teman-teman seperjuangan Elektro Mercu Buana Kelas Karyawan Angkatan 17 yang telah menjadi bagian hidup penulis mulai dari saat-saat awal masuk kuliah sampai selesai. Terima kasih, semoga Allah memberikan yang terbaik buat kalian. 7. Serta kepada Maulida Hegiani yang telah menjadi penyemangat bagi penulis untuk membangun kehidupan yang lebih baik di kemudian hari. Semoga penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat baik untuk penulis, Dosen pembimbing, serta rekan-rekan Mahasiswa Universitas Mercubuana dan masyarakat umum. Jakarta, Juni 2014 Penulis vii

8 DAFTAR ISI Lembar Pernyataan... ii Lembar Pengesahan... iii Abstrak... iv Kata Pengantar... v Ucapan Terima Kasih... vi Daftar Isi... viii Daftar Gambar... x Daftar Tabel... xi Daftar Simbol... xii Daftar singkatan... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistematika Laporan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Dasar Femtocell OFDM dan OFDMA Struktur Frame LTE Physical Resource Block (PRB) pada LTE Interferensi pada Femtocell Interferensi Macrocell to Femtocell, Femtocell to Macrocell Femtocell to Femtocell (Interfemtocell Interference) Intra-eNB interference Inter-eNB interference Pengukuran Pada Femtocell Model Propagasi WINNER (Wireless World Initiative New Radio) Teori Graph viii

9 BAB III PEMODELAN DAN SIMULASI 3.1 Pemodelan Sistem Model Simulasi Skenario Skenario Skenario Skenario Tahap Simulasi Pembangkitan Channel State Information Pembentukan Graph Interferensi Clustering Clustering Skenario Clustering Skenario Clustering Skenario Alokasi Jumlah Physical Resource Block (PRB) Alokasi PRB untuk FAP Skenario Alokasi PRB untuk FAP Skenario 2,3,dan Alokasi PRB untuk User Skenario Alokasi PRB untuk User Skenario 2,3,dan Parameter Ukur SINR Throughput BAB IV ANALISA HASIL SIMULASI 4.1 Data Rate SINR Effisiensi Spektrum BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan LTE... 6 Gambar 2.2 Konfigurasi Femtocell... 7 Gambar 2.3 Spektrum frekuensi OFDM (a) & Perbedaan antara OFDM dan OFDMA... 8 Gambar 2.4 Struktur frame LTE... 9 Gambar 2.5 Cyclic prefix Gambar 2.6 Physical Resource Block Gambar 2.7 Inter-cell Interference Gambar 3.1 Flowchart Metodelogi Penelitian Gambar 3.2 Alokasi fractional frequency reuse antara outercell, innercell dan femtocell Gambar 3.3 Layout Pemodelan Gambar 3.4 Ilustrasi Skema Interferensi antar FAP (kiri), skema Pembagian PRB antar FAP (kanan) Gambar 3.5 Skema scenario 1 dengan universal frequency reuse Gambar 3.6 Skema scenario 2, 3 dan 4 dengan teknik clustering Gambar 3.7 Diagram alur pengerjaan scenario Gambar 3.8 Diagram alur scenario 2, 3 dan Gambar 3.9 Kordinat FUE dan FAP Gambar 3.10 Pembentukan graph interferensi Gambar 3.11 Clustering HeNB / FAP Gambar 4.1 Grafik Perbandingan data rate user rata-rata tiap skenario Gambar 4.2 Grafik Perbandingan SINR user rata-rata tiap skenario Gambar 4.3 Grafik perbandingan SINR margin untuk memberikan jaminan BER tertenttu Gambar 4.4 SINR minimum untuk adaptive modulation Gambar 4.5 Grafik perbandingan spektrum effisiensi rata-rata tiap skenario x

11 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Parameter Simulasi Tabel 4.1 Tabel perbandingan data rate dan SINR rata-rata tiap skenario Table 4.2 Perbandingan SINR untuk memberikan jaminan BER tertentu Tabel 4.3 Tabel perbandingan effisiensi spektrum rata-rata tiap skenario xi

12 DAFTAR SIMBOL γ =SINR Γ = SINR gap σ = Konstanta shadowing l = Rugi-rugi dinding n = Banyak dinding yang dilewati BW =Bandwidth transmisi C = Ukuran cluster dengan CH adalah FAP C = Kapasitas sistem I =Interferensi J = Banyak FAP M = Banyak FUE Lp = Rugi-rugi lintasan N = Banyak PRB untuk FAP R = jumlah FUE yang dilayani oleh FAP V = Vetek ( FAP) ke k Xf = Kordinat FAP pada sumbu-x Xu = Kordinat FUE pada sumbu-x Yf = Kordinat FAP pada sumbu-y Yu = Kordinat FUE pada sumbu-y xii

13 DAFTAR SINGKATAN AMC ANR BER CH CM CSG CSI CP DL DSL FAP FFR FFT FGW FTTx FUE HeNB HPA IFFT IFI LOS LTE MIMO NLOS :Adaptive Modulation and Coding :Automatic Neighbor Relation :Bit Error Rate :Cluster Head :Cluster Member :Close Subscriber Group :Channel State Information :Cyclic Prefix :Downlink :Digital Subscriber Line :Femtocell Access Point :Fractional Frequency Reuse :Fast Fourier Transform :Femto-Gateway :Fiber to the x (x=home, curb, zone and building) :Femtocell User Equipment :Home e-node B :High Power Amplifier :Inverse Fast Fourier Transform :Inter-Femtocell Interference :Line of Sight :Long Term Evolution :Multiple Input Multiple Output :Non Line of Sight xiii

14 OFDM OFDMA PAPR PCI PRB PSK QAM Q PSK RSRP SINR SISO SON TSR UFR UL WCDMA WINNER 3GPP :Orthogonal Frequency Division Multiplexing :Orthogonal Frequency Division Multiple Access :Peak-to-Average Power Ratio :Physical Cell Identity :Physical Resource Block :Phase Shift Keying :Quadrature Amplitude Modulation : Quadrature Phase Shift Keying : Reference Signal Received Power :Signal to interference and noise ratio :Single input single output :Self-Organizing Network :Throughput satisfaction rate :Universal frequency reuse :Uplink :Wideband Code Division Multiple Access : Wireless world initiative new radio :3 rd Generation partnership project xiv