PERENCANAAN JARINGAN INDOOR UNTUK TEKNOLOGI LTE DI GEDUNG FAKULTAS ILMU TERAPAN UNIVERSITAS TELKOM PROYEK AKHIR BURTON SINAGA

Transkripsi

1 PERENCANAAN JARINGAN INDOOR UNTUK TEKNOLOGI LTE DI GEDUNG FAKULTAS ILMU TERAPAN UNIVERSITAS TELKOM Indoor Network Planning For LTE Technology in Telkom Applied Sciences School Building Faculty of Telkom University PROYEK AKHIR Disusun sebagi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom disusun oleh: BURTON SINAGA D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS ILMU TERAPAN UNIVERSITAS TELKOM 216 LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS 1

2 Nama : Burton Sinaga NIM : Alamat : Jalan Parit Pangeran Gg.Ratubadis nomor 4, Kelurahan Siantan Hulu Kecamatan Pontianak Utara, Pontianak No. Telp/HP : sinagaburton@gmail.com Menyatakan bahwa Proyek Akhir ini merupakan karya orisinal saya sendiri, dengan judul: Perencanaan Jaringan Indoor untuk LTE Teknologi LTE di Gedung Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom (Indoor Network Planning For LTE Technology in Telkom Applied Sciences School Building Faculty of Telkom University) Atas pernyataan ini, saya siap menanggung resiko/sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila di kemudian hari ditemukan adanya pelanggaran terhadap kejujuran akademik atau etika keilmuan dalam karya ini, atau ditemukan bukti yang menunjukkan ketidakaslian karya ini. Bandung, Juni 216 Burton Sinaga NIM: LEMBAR PENGESAHAN PROYEK AKHIR 2

3 PERENCANAAN JARINGAN INDOOR UNTUK TEKNOLOGI LTE DI GEDUNG FAKULTAS ILMU TERAPAN UNIVERSITAS TELKOM Indoor Network Planning For LTE Technology in Telkom Applied Sciences School Building Faculty of Telkom University Disusun oleh : BURTON SINAGA Telah disetujui dan disahkan sebagai Proyek Akhir II Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom Bandung, 13 Juni 216 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Hasanah Putri, ST.,MT. Dwi Andi Nurmantris, S.Pd., MT. NIK : NIK : ABSTRAK Mendapatkan transfer data rate yang tinggi merupakan tujuan utama dalam perkembangan teknologi komunikasi seluler saat ini. Melakukan perluasan coverage dan perbaikan kualitas sinyal, menjadi fokus utama bagi penyedia layanan untuk mendapatkan kepuasan pelanggannya akan layanan yang diberikan. Melakukan perluasan jaringan pada 3

4 area indoor, berarti melakukan perencanaan jaringan dan, perencanaan jaringan indoor biasa dilakukan pada tempat-tempat umum yang sering dikunjungi setiap hari, salah satunya ialah kampus atau gedung perkuliahan. Gedung FIT (Fakultas Ilmu Terapan) Universitas Telkom, menjadi salah satu target untuk dilakukan perencanaan jaringan indoor, agar user didalam gedung tersebut tetap mendapatkan layanan/akses yang baik atau mendapatkan experience dari kinerja teknologi yang ada saat ini. Pada Proyek Akhir ini, dilakukan perencanaan jaringan indoor LTE (Long Term Evolution) di gedung FIT Universitas Telkom. Teknologi LTE merupakan teknologi dari generasi terbaru saat ini yang menawarkan layanan lebih baik dari teknologi sebelumnya. Metode perencanaan jaringan yang dilakukan untuk mendapatkan jumlah site atau FAP (Femtocell Access Point), dilakukan dengan melakukan perhitungan dari sisi coverage planning dan capacity planning. Untuk memperoleh ketepatan/akurasi yang baik dalam perhitungan loss perambatan sinyal indoor area, digunakan pemodelan propagasi Cost-231 Multiwall. Jumlah site yang didapat dari hasil perencanaan, akan diuji performanya dalam software simulasi RPS (Radiowave Propagation Simulatior). Parameter yang ditinjau dari hasil simulasi adalah RSL (Received Signal Level) dan SIR (Signal Interference Ratio). Hasil perencanaan jaringan indoor LTE di gedung FIT Universitas Telkom pada Proyek Akhir ini diperoleh nilai RSL untuk lantai 1,2,3 masing-masing adalah -5,26 dbm, -48,22 dbm, -47,27 dbm dan nilai RSL dari hasil simulasi dari semua lantai adalah -44,74 dbm. Untuk nilai SIR diperoleh dari hasil simulasi pada lantai 1,2,3 masing-masing adalah 2,8 db, 13,33 db, 1,4 db dan hasil simulasi dari semua lantai adalah 7,19 db. Dari hasil simulasi yang diperoleh, perencanaan jaringan indoor LTE telah memenuhi KPI (Key Performance Indicator) LTE indoor planning yang digunakan oleh industri telekomunikasi. Kata kunci : LTE, Coverage planning, Capacity Planning, RSL, SIR 4

5 ABSTRACT Getting a high data transfer rate is a major goal in the development of mobile communication technology today. Expanding coverage and improving the quality of the signal, a central focus for service providers to gain customer satisfaction for services rendered. Expanding the network to the indoor area, means planning and network, network planning is done on a regular indoor public places frequented every day, one of them being college campus or building. Building FIT (Faculty of Applied Sciences) Telkom University, became one of the targets to be done indoor network planning, so that the user inside the building will still get the service / good access or to gain experience of the performance of the technology that exists today. In this Final Project, conducted indoor network planning LTE (Long Term Evolution) in the FIT building Telkom University. LTE technology is a technology of the latest generation of today that offer better service than previous technology. Network planning methods are performed to obtain the number of sites or FAP (Femtocell Access Point), was undertaken with the calculation of the coverage planning and capacity planning. To obtain precision / accuracy in both the indoor signal propagation loss calculation area, used modeling the propagation of Cost-231 Multiwall. Total site obtained from planning, to test its performance in simulation software RPS (Radiowave Propagation Simulatior). The parameters were evaluated from the results of the simulation are RSL (Received Signal Level) and SIR (Signal to Interference Ratio). The results of indoor LTE network planning at the University of Telkom FIT building in this Final Project RSL values obtained for each floor 1,2,3 is dbm, dbm, dbm and the value of the result RSL simulation of all floors is dbm. For SIR values obtained from the simulation results on the floor 1,2,3 respectively is 2.8 db, db, 1.4 db and the simulation results of all floors is 7.19 db. From the simulation results obtained, planning indoor LTE network in compliance with the KPI (Key Performance Indicator) LTE indoor planning used by the telecommunications industry. Keyword : LTE, Coverage planning, Capacity Planning, RSL, SIR 5

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat dan rahmatnya yang sedemikian besar sehingga buku Proyek Akhir yang berjudul Perencanaan Jaringan Indoor untuk Teknologi LTE di Gedung Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom dapat diselesaikan dengan baik sebagai syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Jurusan Teknik Telekomunikasi Fakultas Ilmu Terapan pada lembaga pendidikan Universitas Telkom. Keberhasilan dalam penulisan buku Proyek Akhir ini tidak lepas dari peran, dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah membantu dan memberi arahan, bimbingan serta semangat kepada penulis. Sebagai penutup, penulis menyadari bahwa dalam penyusunan buku Proyek Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membuat buku Proyek Akhir ini menjadi lebih baik. Penulis berharap semoga buku Proyek Akhir ini menjadi manfaat bagi pembaca dan khususnya bagi diri penulis sendiri. Bandung, Juni 216 Penulis 6

7 UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan Berkat dan Nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir ini. Dalam Pengerjaan Proyek Akhir dan penulisan buku ini, banyak sekali masukan, arahan, dukungan serta nasehat yang penulis terima dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Tuhan Yesus Kristus atas kasih karunia, kemurahan dan penyertaan-nya. 2. Kedua orang tuaku, Bapak Aman Sinaga dan Ibu Rotua Manik yang selalu memberikan dukungan, motivasi, doa, dan kasih sayang kepada penulis. Semoga umur dan sehat selalu. 3. Kedua saudara kandungku (Yuni Vonti Ria Sinaga dan Andi Ganda Jeremia Sinaga) yang selalu memberi semangat, dukungan, dan mendoakanku. 4. Bapak dan Ibu pembimbing 1 dan pembimbing 2, Ibu Hasanah Putri dan Pak Dwi Andi Nurmantris atas arahan dan bimbingannya sehingga Proyek Akhir ini berhasil dengan baik. Semoga penulis dapat membalas kebaikan Bapak Ibu. 5. Teman-teman dan senior Mobile Communication Laboratory yang jadi tempat penulis belajar banyak hal, motivasi dan pengalaman yang benar-benar baru. Kak Faddli, Kak Bowo, Kak Rizky Ponti, Kak Fanny, Kak Haidar, Kak Luthfi, Kak Arsyad, Kak Yusuf, Yusuf Cibol, Kak Rizky Fadilah, Kak Ummi, Kak Fauzi, Kak Tika, Chae dan senior-senior lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu. 6. Teman-teman seperjuangan sekaligus menjadi keluarga pertama bagi penulis di tanah Sunda ini, kelas D3TT-37-2 yang penulis cintai yang telah memberikan dukungan, semangat dalam pengerjaan Proyek Akhir ini dan yang telah memberikan banyak cerita/pengalaman baru kepada penulis selama kuliah ini. Big thanks. 7. Untuk teman-teman karib penulis yang juga sedang dan akan menjalankan tugas / proyek akhir, Rana, Tere, Desi, Ira, Rina, Rico, Emli, Rizky, Roy, Haga, Akbar Pasaribu, Sofyan semoga nantinya pengerjaan proyek akhirnya lancar dan sukses. 7

8 8

9 DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... UCAPAN TERIMA KASIH... DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR ISTILAH...xii DAFTAR SINGKATAN...xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Rumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan... BAB II DASAR TEORI KONSEP DASAR TEKNOLOGI LONG TERM EVOLUTION (LTE) Arsitektur jaringan LTE PERENCANAAN JARINGAN INDOOR Prosedur perencanaan jaringan indoor Penempatan antena indoor Coverage planning Model propagasi Perhitungan luas cell Perhitungan jumlah site by coverage planning Capacity Planning Perhitungan jumlah site by capacity planning KONSEP DASAR TEKNOLOGI FEMTOCELL

10 2.4 RADIOWAVE PROPAGATION SIMULATOR PHYSICAL CELL IDENTITY...22 BAB III PERENCANAAN JARINGAN IBC DESKRIPSI PROYEK AKHIR PROSES PERENCANAAN Pengumpulan data & survei Walktest Coverage dimensioning Capacity dimensioning...37 BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS HASIL PERENCANAAN PEMILIHAN JUMLAH FAP SIMULASI PERENCANAAN Analisis hasil simulasi berdasarkan RSL Analisis hasil simulasi berdasarkan SIR ANALISA BERDASARKAN KPI...49 BAB V PENUTUP KESIMPULAN SARAN...51 DAFTAR PUSTAKA...52 LAMPIRAN

11 DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.1 ARSITEKTUR JARINGAN LONG TERM EVOLUTION [9]... GAMBAR 2.2 IBC (INDOOR BUILDING COVERAGE) MODEL BY RPS [2]...1 GAMBAR 2.3 ESTIMASI LINK BUDGET UPLINK [7]...13 GAMBAR 2.4 ESTIMASI LINK BUDGET DOWNLINK [7]...14 GAMBAR 2.5 LTE FEMTOCELL ARCHITECTURE [1]...22 GAMBAR 3.1 DIAGRAM ALIR PERENCANAAN...26 GAMBAR 3.2 GEDUNG FAKULTAS ILMU TERAPAN, UNIVERSITAS TELKOM...27 GAMBAR 3.3 3D MODEL GEDUNG FAKULTAS ILMU TERAPAN, UNIVERSITAS TELKOM...27 GAMBAR 3.4 DENAH LANTAI GAMBAR 3.5 DENAH LANTAI GAMBAR 3.6 DENAH LANTAI GAMBAR 3.7 HASIL WALKTEST...31 GAMBAR 3.8 PROSEDUR COVERAGE PLANNING...32 GAMBAR 3.9 PROSEDUR CAPACITY PLANNING...38 GAMBAR 4.1 (A) PLOTTING TRANSMITTER 2D VIEW, (B) PLOTTING TRANSMITTER 3D VIEW...42 GAMBAR 4.2 (A) SIMULASI PERENCANAAN LANTAI SATU 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM RSL...43 GAMBAR 4.3 (A) SIMULASI PERENCANAAN LANTAI DUA 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM RSL...44 GAMBAR 4.4 (A) SIMULASI PERENCANAAN LANTAI TIGA 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM RSL...45 GAMBAR 4.5 (A) SIMULASI PERENCANAAN SEMUA LANTAI 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM RSL...45 GAMBAR 4.6 (A) SIMULASI PERENCANAAN LANTAI SATU 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM SIR...46 GAMBAR 4.7 (A) SIMULASI PERENCANAAN LANTAI DUA 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM SIR...47 GAMBAR 4.8 (A) SIMULASI PERENCANAAN LANTAI TIGA 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM SIR...48 GAMBAR 4.9 (A) SIMULASI PERENCANAAN SELURUH LANTAI 3D VIEW (B) CHART DIAGRAM SIR

12 DAFTAR TABEL TABEL 2.1 SPESIFIKASI LONG TERM EVOLUTION REL TABEL 2.2 TIPE DINDING PADA MULTI-WALL MODEL [4]...15 TABEL 2.3 SERVICE AND TRAFFIC MODEL PARAMETER [5]...18 TABEL 2.4 NILAI UMUM UNTUK PEAK TO AVERAGE RATIO...19 TABEL 2.5 AVERAGE SINR 18 MHZ DISTRIBUTION...2 TABEL 2.6 ALOKASI PCI...23 TABEL 3.1 SPESIFIKASI GEDUNG FAKULTAS ILMU TERAPAN UNIVERSITAS TELKOM...28 TABEL 3.2 SPESIFIKASI PERENCANAAN JARINGAN LTE INDOOR DI GEDUNG FIT UNIVERSITAS TELKOM..3 TABEL 3.3 JUMLAH USER TIAP LANTAI...3 TABEL 3.4 UPLINK LINK BUDGET LTE...33 TABEL 3.5 DOWNLINK LINK BUDGET LTE...33 TABEL 3.6 ESTIMASI JUMLAH FAP DI SETIAP LANTAI...37 TABEL 3.7 SINGLE USER THROUGHPUT...39 TABEL 3.8 TOTAL NETWORK THROUGHPUT...39 TABEL 3.9 SINGLE SITE THROUGHPUT...4 TABEL 3.1 JUMLAH FAP...4 TABEL 4.1 FINAL NUMBER OF FAP...41 TABEL 4.2 HASIL SIMULASI BY RSL & SIR ACUAN KPI OPERATOR

13 DAFTAR ISTILAH Cell : Cakupan area layanan dari suatu site Dimensioning : Melakukan perhitungan/perubahan terhadap suatu hal didalam planning Femtocell : Salah satu jenis dari suatu cell berdasarkan radius Femtocell Access Point : Merupakan site LTE indoor Received Signal Level :Mengindikasikan kekuatan sinyal yang diterima user Release : Merupakan penamaan dokumen yang untuk suatu teknologi baru yang dikeluarkan oleh 3GPP Resource Block : Merupakan resource pada LTE yang dialokasikan kepada user Signal Interference Ratio : Mengindikasikan kualitas sinyal yang diterima user Site : Adalah BTS, nodeb, enodeb, atau HeNodeB aktif Throughput : Merupakan jumlah bit data yang berhasil diterima user per satuan waktu 13

14 DAFTAR SINGKATAN EIRP : Effective Isotropic Radiated Power FAP : Femtocell Access Point Kbps : Kilo bit per second KPI : Key Performance Indicator LTE : Long Term Evolution MAPL : Maximum Allowable Path Loss Mbps : Mega bit per second MIMO : Multiple Input Multiple Output Mhz : Mega Hertz PCI : Physical Cell Identity RSL : Received Signal Level SIR : Signal Interference Ratio SINR : Signal Interference Noise Ratio 14

15 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang LTE (Long Term Evolution) merupakan teknologi yang dikembangkan oleh badan standarisasi 3GPP (Third Generation Partnership Project), untuk memenuhi demand pengguna seluler saat ini terhadap transfer data rate dan layanan data. Penerapan teknologi LTE sudah gencar dilakukan pada beberapa negara termasuk di Indonesia. Namun, perkembangan LTE di Indonesia cenderung lamban dikarenakan beberapa kendala seperti regulasi, kesiapan operator, dan realokasi frekuensi. Untuk tetap memberikan user experience terhadap jaringan LTE, para penyedia layanan di Indonesia gencar melakukan komersial LTE, termasuk mengimplementasikan pada indoor area. Perencanaan jaringan untuk indoor area diutamakan pada tempat yang sering dikunjungi setiap harinya, seperti kampus atau gedung perkuliahan. Gedung FIT (Fakultas Ilmu Terapan) merupakan salah satu gedung milik Universitas Telkom yang menjadi salah satu tempat aktivitas belajar, penyelenggaraan perkuliahan dan aktivitas mahasiswa setiap harinya. Untuk tetap memenuhi tercapainya user experience terhadap teknologi LTE didalam gedung tersebut, perencanaan jaringan indoor LTE merupakan solusi yang bisa dilakukan. Dengan melakukan perencanaan jaringan indoor LTE cakupan femtocell, dapat mencakup semua sisi area didalam gedung yang tidak dapat dijangkau oleh cell outdoor sebelumnya dan penerapan indoor LTE dengan teknik femtocell coverage lebih mudah dan murah untuk dilakukan daripada menggunakan teknik outdoor cell coverage. Pada Proyek Akhir ini, dilakukan proses perencanaan jaringan indoor LTE pada gedung FIT Universitas Telkom dengan teknik femtocell coverage, agar tercapai user experience terhadap teknologi LTE didalam gedung tersebut dan dengan cost deploy yang seminimal mungkin. Perencanaan jaringan yang dilakukan pada gedung FIT, terdiri dari lantai 1 hingga lantai 3 dengan kapasitas user dalam perencanaan adalah kapasitas maksimum gedung untuk menampung user per lantainya. 1

16 1.2 Tujuan dan Manfaat Tujuan dan Manfaat dari penulisan Proyek Akhir ini adalah : 1. Melihat performansi jaringan LTE Indoor berdasarkan jumlah antena yang dipropose pada proyek akhir ini 2. Menampilkan nilai Received Signal Level rata-rata yang didapat dari hasil simulasi berdasarkan model propagasi yang digunakan pada Proyek Akhir ini 3. Menampilkan nilai Signal Interference Ratio rata-rata yang didapatkan dari hasil simulasi berdasarkan model propagasi yang digunakan pada Proyek Akhir ini 4. Membandingkan hasil simulasi yang didapat dengan KPI Planning Indoor LTE di dunia Industri 1.3 Rumusan Masalah Berikut ini adalah perumusan masalah yang diambil untuk penulisan Proyek Akhir berdasarkan latar belakang permasalahan adalah : 1. Perhitungan Radio Link Budget indoor yang sesuai untuk menentukan total Pathloss 2. Pemodelan propagasi Cost-231 Multiwall untuk Indoor Planning 3. Dimensioning Coverage planning dan Capacity Planning 4. Pemodelan Service dan Traffic Parameter yang digunakan pada Indoor Planning 1.4 Batasan Masalah Pada Proyek Akhir ini dilakukan beberapa pembatasan masalah agar dapat fokus dan tidak mengkaji masalah secara berlebihan yaitu sebagai berikut : 1. Spesifikasi LTE yang digunakan mengacu pada 3GPP Release 8 2. Perencanaan Indoor dilakukan pada Gedung Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom dari lantai 1 s/d 3 3. Tidak terdapat Pertumbuhan user / Growth Factor didalam gedung 4. Metode yang dibahas dalam perencanaan jaringan Indoor LTE adalah Coverage Planning dan Capacity Planning 2

17 5. Pemodelan propagasi yang digunakan adalah Cost-231 Multiwall 6. Parameter yang ditinjau dari hasil simulasi adalah Received Signal Level dan Signal Interference Ratio 1.5 Metodologi Penelitian Langkah langkah yang ditempuh dalam menulis Proyek Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi Literatur Pencarian dan pengumpulan literatur literatur maupun kajian-kajian yang mendukung atau berkaitan dengan permasalahan-permasalahan yang ada dalam Proyek Akhir ini. Hal tersebut dapat berupa buku referensi, artikel. 2. Perencanaan Sistem Membuat rencana rencana dan prediksi prediksi berdasarkan analisa dan referensi-referensi yang ada. 3. Simulasi Sistem Mensimulasikan hasil perencanaan yang ditelah dihitung secara manual ke software simulasi planning untuk melihat performansi jaringan yang direncanakan. 4. Penarikan Kesimpulan Pada tahap ini akan dilakukan penarikan kesimpulan dari perancangan jaringan LTE indoor di suatu gedung perkantoran. 1.6 Sistematika Penulisan Secara umum keseluruhan Proyek Akhir ini dibagi menjadi lima bab utama. Penjelasan masing-masing bab adalah sebagai berikut: 3

18 BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat, perumusan masalah, batasan masalah, metodologi penyelesaian masalah yang akan digunakan, serta sistematika penulisan yang memuat susunan penulisan Proyek Akhir. BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi tentang teori-teori yang dijadikan rujukan dalam Proyek Akhir ini seperti overview LTE, dan konsep perencanaan jaringan indoor, model propagasi, femtocell, capacity planning dan coverage planing. BAB III PERENCANAAN JARINGAN IBC Bab ini berisi perencanaan jaringan Indoor Building Coverage LTE pada gedung Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom. Terdapat persamaan matematis pada bab ini yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dalam perencanaan jaringan LTE. Bab ini meliputi diagram alur perencanaan indoor LTE dan spesifikasi parameter planning. BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS HASIL PERENCANAAN Bab ini berisi tentang hasil perencanaan jaringan indoor LTE yang telah disimulasikan pada software planning dari Proyek Akhir ini. Bab ini meliputi analisis terhadap RSL dan SIR yang diperoleh dari hasil simulasi dan membandingkan dengan parameter KPI. BAB V PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pengerjaan Proyek Akhir yang dilakukan. Bab ini juga berisi saran tentang bagaimana pengerjaan Proyek Akhir bisa dilanjutkan dilain tempat ataupun pada tempat yang sama dengan tujuan tercipta Proyek Akhir yang lebih baik lagi. 4

19 BAB II DASAR TEORI 2.1 KONSEP DASAR TEKNOLOGI LONG TERM EVOLUTION (LTE) [8] Long Term Evolution (LTE) adalah merupakan generasi penerus dari teknologi sebelumnya 3G UMTS & HSPA. LTE merupakan sebuah nama dan hasil perbaikan standar terhadap teknologi sebelumnya yang berasal dari badan standarisasi telekomunikasi 3GPP (Third Generation Partnership Project). LTE pertama kali diperkenalkan pada 3GPP Release 8, yang dirilis pada Desember 28. LTE pertama kali muncul di release 8, namun pada release 8 teknologi LTE ini belum dapat dikatakan teknologi 4G karena belum mencapai persyaratan yang telah ditentukan pada IMT-Advance. Pada LTE, kecepatan transfer data maksimum secara teori dapat mencapai 3 Mbps pada sisi downlink dan 75 Mbps pada sisi uplink dengan menggunakan channel bandwidth 2 Mhz dan antena MIMO 4x4. Teknologi LTE dapat beroperasi dengan variasi bandwidth berbeda yaitu pada 1,4 Mhz, 3 Mhz, 5 Mhz, 1 Mhz, 15 Mhz dan 2 Mhz. Selain itu, Teknologi LTE juga menawarkan tingkat mobility yang tinggi hingga 35 km/jam dan Mode operasi LTE dapat bekerja di FDD maupun TDD. Long Term Evolution (LTE) diciptakan untuk memperbaiki teknologi sebelumnya. Kemampuan dan keunggulan dari Long Term Evolution (LTE) terhadap teknologi sebelumnya selain dari kecepatan dalam transfer data, juga karena Long Term Evolution (LTE) dapat memberikan coverage dan kapasitas dari layanan yang lebih besar, mengurangi biaya dalam operasional, mendukung penggunaan multiple antenna, fleksibel dalam penggunaan bandwidth operasinya dan juga dapat terhubung atau terintegrasi dengan teknologi yang sudah ada. Pada teknologi LTE ditetapkan OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) sebagai air interface yang memiliki kemampuan untuk mendukung multi layer data streams menggunakan sistem antenna MIMO untuk meningkatkan efisiensi spektrum. Pada sistem Multiple Access, LTE menggunakan sistem OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) pada sisi downlink dan SCFDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access) pada sisi uplink. 5

20 LTE menggunakan topologi jaringan all-ip, namun spesifikasi dari LTE tetap memiliki compatibility dengan sistem teknologi 2G dan 3G yang masih menggunakan layanan domain circuit switch seperti pada voice. Oleh karena itu LTE memanfaatkan layanan Circuit Switch Fall Back (CSFB) agar layanan voice LTE dengan teknologi sebelumnya tetap dapat terhubung. LTE sendiri mampu mendukung semua aplikasi yang ada baik voice, data, video maupun IP TV. Spesifikasi lengkap LTE dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Spesifikasi Long Term Evolution Rel 8 Parameter Information Peak data rate Uplink : 75 Mbps Downlink : 3 Mbps dengan Bandwidth System 2 4x4 Operating Band 7,85,9,18,21,23,26 MHz Channel Bandwidth 1,4 ; 3 ; 5 ; 1 ; 15 ; 2 MHz Cyclic Prefix Normal,Extended Latency User Plane <5 ms Control Plane <1 ms Mobility Up to 35 Km/Jam Multiple Acces Uplink : SC-FDMA Downlink : OFDMA Multiplexing OFDM Modulation QPSK,16 QAM,64 QAM Co-existence and interworking Lte dapat bekerja sama dengan teknologi sebelumnya yang sudah ada yaitu pada 3GPP maupun pada non 3GPP With 3GPP Radio Acces Technology 6

21 Duplexing FDD/TDD Badan organisasi standarisasi 3GPP berhasil mengeluarkan 3GPP realease 1 pada maret 21 dengan spesifikasi yang telah memenuhi persyaratan IMT-Advanced dan dikatakan sebagai teknologi 4G atau LTE-Advanced. Adapun persyaratan yang ditentukan oleh IMTAdvanced antara lain : Mampu mencapai 1 Mbps untuk high Mobility dan 1 Gbps untuk Low Mobility. Mampu Interworking dengan sistem radio akses sistem lain. Mampu memberikan high quality mobile services. Memiliki kapabilitas world wide roaming Flexibilitas untuk mendukung efisiensi cost dari cakupan yang luas untuk layanan dan aplikasi Arsitektur jaringan LTE [3] Pada pengembangan arsitektur LTE, 3GPP membuat 2 kelompok kerja yaitu Long Term Evolution (LTE) dan System Architecture Evolution (SAE). LTE berfungsi untuk mengembangkan arsitektur dari sisi Radio access network nya sedangkan SAE berfungsi untuk mengembangakan arsitektur dari sisi core network nya. Hasil kerja dari LTE ini menghasilkan Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRAN) sedangkan hasil kerja dari SAE menghasilkan Evolved packet core (EPC) dan sebutan untuk keseluruhan system yang telah dikembangkan ini dinamakan dengan Evolved Packet System (EPS). Dalam teknologi LTE, jaringannya sudah berbasis full Internet Protocol (IP) dari sisi access network hingga core network nya. Arsitektur LTE juga lebih sederhana/flat dari pada arsitektur di teknologi sebelumnya. 7

22 Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan Long Term Evolution [9] LTE mempunyai radio access dan core network yang dapat mengurangi network latency dan meningkatkan performansi system dan menyediakan interoperability dengan teknologi 3GPP sebelumnya maupun yang non-3gpp. Pada LTE terdapat beberapa perbedaan fungsionalitas pada tiap fungsi elemen jaringannya. Berdasarkan hal tersebut, jaringan LTE dapat dipisah ke dalam dua bagian, yaitu bagian Radio access Network dan bagian Core Network. Di dalam kasus LTE, Radio Access Network adalah E-UTRAN dan core network adalah EPC. 1. E-UTRAN User Equipment (UE) Peran dari User equipment atau handphone di teknologi 4G ini mempunyai fitur-fitur tambahan sehingga jika kita ingin dapat merasakan teknologi 4G ini kita harus mengganti handphone kita yang lama dan membeli handphone yang khusus agar bisa merasakan layanan 4G. Fungsi dari UE ini secara umum adalah untuk modulasi/demodulasi, sebagai transmitter dan untuk autentikasi. Beberapa fitur yang ditambahkan pada UE di 4G adalah peningkatan dalam penggunaan modulasinya yaitu QPSK, 16-QAM, 64QAM, penggunaan antenna MIMO DL up to 4x4 (rel-8), peningkatan dalam sisi prosedur keamanan, penggantian SIM menjadi 8

23 USIM khusus LTE, kemampuan untuk komunikasi packet switch dan circuit switch dan juga hanya mendukung band frequency LTE tertentu. E-Node B Peran dari Radio Access Network (RAN) yaitu Node B dan RNC yang ada di jaringan 3G telah digantikan dengan E-NodeB ini, sehingga dapat mengurangi biaya perawatan dan operasional dari perangkat, selain itu arsitekturnya jauh lebih sederhana. Sistem E-UTRAN menggunakan OFDMA sebagai multiple access-nya untuk arah downlink dan Single carrier FDMA (SC-FDMA) untuk arah uplink, dan dapat menggunakan MIMO hingga 4x4 (rel-8) atau MIMO 8x8 (rel-1). Penggunaan Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), sebuah system dimana spektrum dibagi menjadi bagian-bagian kecil, masing-masing pada frekuensi yang berbeda, dan saling orthogonal. Memungkinkan E-UTRAN jauh lebih efisien dalam penggunaan bandwidth, jika dibandingkan dengan teknologi sebelumnya. Pada OFDM spektrumnya dibagi menjadi bagianbagian kecil yang dinamakan sub-carrier dan masing-masing sub-carrier ini memiliki bandwidth 15 Khz dan membawa informasi yang berbedabeda. 2. EPC (Evolved Packet Core Network) MME ( Mobility Management Entity ) - MME merupakan pengontrol setiap node pada jaringan akses LTE. Pada saat UE dalam kondisi idle, MME bertanggung jawab dalam melkukan prosedur tracking dan paging yang di dalamnya mencakup retransmission. MME juga berfungsi untuk meng-autentikasi UE, memilih P-GW atau S-GW untuk menghubung ke teknologi lain 3GPP/3GPP2, mengatur connection, mengatur bearer dan signaling antara UE dan core network. PCRF ( Policy and Charging Rules Function ) Untuk Menangani QoS yaitu membuat keputusan layanan mana yang akan duluan di handle berdarkan QoS layanan tersebut dan berfungsi sebagai charging. HSS ( Home Subscriber Server ) Menyimpan informasi/data-data pelanggan untuk subscriber management dan security. SGW ( Serving Gateway ) - Mengatur jalan dan meneruskan data yang berupa paket dari setiap user. 9

24 - Sebagai penghubung antara UE dengan enodeb pada waktu terjadi - inter handover. Sebagai penghubung antara teknologi LTE dengan teknologi 3GPP lainnya. P-GW ( Packet Data Network Gateway ) - Mengalokasi IP ke UE / menyediakan hubungan bagi UE ke jaringan - paket. Menyediakan link hubungan antara teknologi LTE dengan teknologi non 3GPP seperti WiMAX, dan 3GPP2 seperti CDMA 2 1x, CDMA EvDo dan lain-lain. 2.2 PERENCANAAN JARINGAN INDOOR [1][9] Perencanaan Jaringan Indoor adalah suatu perencanaan sistem dengan perangkat pemancar dan penerima (transceiver) yang dipasang didalam gedung yang bertujuan untuk melayani kebutuhan akan telekomunikasi dalam gedung tersebut baik kualitas sinyal, cakupan sinyal,atau kapasitas traffic nya. Perencanaan jaringan indoor jika ditinjau dari sisi capacity biasanya digunakan untuk : Public Access area (mall, bandara, hotel berkelas, rumah sakit, kampus, dan lain-lain), merupakan tempat-tempat umum yang sering dikunjungi tiap harinya. Business/Office area (daerah perkantoran) dituntut adanya indoor cell yang memungkinkan tingkat telekomunikasi yang tinggi. 1 Gambar 2.2 IBC (Indoor Building Coverage) Model by RPS [2]

25 Tujuan/target perencanaan yang dilakukan oleh engineers adalah untuk mencapai desain Radio Network yang tepat sesuai dengan QoS, capacity, cost, penggunaan frekuensi, service coverage, equipment deployment dan performance. Setelah hasil simulasi dan coverage dianalisa, maka cell dapat digelar dan setelah itu dilakukan pengukuran drivetest/walktest. Hasil dari pengukuran didapat maka hasil tersebut dibandingkan dengan hasil yang didapat saat simulasi dan melakukan optimisasi Prosedur perencanaan jaringan indoor [1] Prosedur untuk Perencanaan Jaringan Indoor dapat dibagi menjadi 3 tahap utama yaitu : Initial Survey Pada tahap awal proyek, hal yang harus dilakukan adalah mengumpulkan data-data planning. Informasi yang dikumpulkan dalam survei adalah dasar untuk men-design bangunan. System Architecture and RF Design Perancangan jaringan indoor, terdapat dua tahap utama dalam proses design yaitu sistem arsitektur design dan RF design. Sistem arsitektur meliputi pembuatan gambar desain, diagram block system, lokasi antena, layout kabel dan tagihan biaya material (Bill of Material). RF design adalah proses pemilihan lokasi yang tepat untuk peletakan antena dan peralatan jaringan indoor lainnya untuk mencapai tujuan design. Jasa manajemen proyek juga dapat disediakan pada tahap ini untuk mengembangkan dan mengelola rencana pelaksanaan proyek. System Verification Setelah melakukan instalasi, proses pengukuran/verifikasi perlu dilakukan. Melakukan pengukuran terhadap performansi sistem yang telah di intalasi, di setiap ruangan Penempatan antena indoor [1] Peletakkan antena memperhatikan hal-hal berikut yaitu : 11

26 Meletakkan antena didaerah hot spot. Peletakkan antena didaerah hot spot adalah bertujuan untuk memaksimalkan performansi data (data rate), level daya sinyal dan meningkatkan kualitas sinyal didaerah trafik tinggi tersebut. Place the cost-cutting antennas. Setelah menempatkan antena di daerah-daerah hot spot, maka hal selanjutnya adalah meletakkan antena didaerah persimpangan/sudut ruangan untuk memperluas coverage didalam gedung. Isolate the Building. Peletakkan antena dipintu masuk gedung biasanya menggunakan antena directional kearah pusat bangunan. Hal ini dilakukan untuk mengisolasi jaringan indoor agar tidak di service oleh site outdoor yang berada diluar gedung. Fill in the Gaps. Menempatkan antena didaerah-daerah tertentu untuk meng-cover area gedung lebih dalam lagi dalam arti hanya menempatkan antena Coverage planning [9] Coverage planning adalah tahap yang sangat penting dilakukan saat melakukan perencanaan jaringan seluler. Proses ini termasuk melakukan pemilihan model propagasi yang digunakan berdasarkan area target planning, populasi dan clutter. Pemakaian propagasi model merupakan cara sederhana yang dapat dilakukan untuk memprediksi signal propagation behaviour. Dengan menggunakan model propagasi yang tepat, maka akurasi hasil perhitungan akan semakin lebih akurat sehingga engineer dapat mengetahui hal apa yang harus dipersiapkan dalam perencanaan jaringan. Secara teori perencanaan cell dilakukan dengan skema hexagonal model, namun secara prakteknya pemilihan skema perencanaan cell dapat berubah karena beberapa pengaruh dari lingkungan yang hendak dideploy jaringan. Pada coverage planning, proses yang pertama harus dilakukan adalah menghitung nilai Maximum Allowable Path loss (MAPL) berdasarkan estimasi link budget. Perhitungan MAPL perlu dilakukan untuk menentukan maksimum loss yang diperbolehkan dari sisi Tx ke Rx atau sebaliknya. Ada dua skema dalam perhitungan MAPL yaitu MAPL uplink dan MAPL pada sisi downlink. Pada gambar 2.3 merupakan estimasi link budget untuk mendapatkan MAPL uplink. 12

27 Gambar 2.3 Estimasi Link Budget Uplink [7] MAPLUL = UETxPower + UEAG + OG FM IM BL - PL1 - PL2 + EAG CL - RSNB...(2.1) Keterangan : MAPLUL = Maksimum Path Loss yang diperbolehkan selama propagasi sinyal [db] UETX Power = UE Transmit Power [dbm] UEAG = UE Antenna Gain [db] OG = Other Gain FM = Fading Margin [db] IM = Interference Margin [db] BL = Body Loss [db] PL1 = Penetration Loss [db] PL2 = Path Loss [db] EAG = enodeb Antenna Gain [db] CL = Cable Loss [db] RSNB = Receiver Sensitivity enodeb [dbm] Pada sisi downlink perlu juga dilakukan perhitungan nilai MAPL-nya. Estimasi MAPL pada sisi downlink dilakukan dengan menentukan nilai link budget untuk arah downlink. Estimasi link budget pada sisi downlink dapat dilihat pada gambar

28 Gambar 2.4 Estimasi Link Budget Downlink [7] MAPLDL = NBTxPower CL + EAG + OG FM IM PL 1 PL2 BL + UEAG RSUE... (2.2) Keterangan : MAPLDL = Maksimum Path Loss yang diperbolehkan selama propagasi sinyal [db] NBTX Power = enodeb Transmit Power [dbm] CL = Cable Loss [db] EAG = enodeb Antenna Gain [db] OG = Other Gain FM = Fading Margin [db] IM = Interference Margin [db] PL1 = Penetration Loss [db] PL2 = Path Loss [db] BL = Body Loss [db] UEAG = UE Antenna Gain [db] RSUE = Receiver Sensitivity UE [dbm] Model propagasi [6][4] Perencanaan jaringan indoor LTE di frekuensi 18 Mhz, digunakan model propagasi indoor Cost-231 Multi-wall yang dapat memodelkan propagasi sinyal untuk frekuensi 18 Mhz didalam gedung. Cost-231 Multi-wall model merumuskan path loss yang terjadi dengan pemodelan Free Space Loss dengan menambahkan nilai loss yang 14

29 disebabkan oleh dinding dan lantai. Pemodelan propagasi cost231 multi-wall di rumuskan pada persamaan berikut. I L = LFS + Lc + kwi Lwi i=1 + kf[(kf + 2) / (kf + 1) b ] Lf...(2.3) Keterangan : LFS = Loss Free Space Loss antara Tx dan Rx [db] Lc = Constant Loss [db] I = Banyaknya tipe dinding Kwi = Jumlah tipe dinding i yang dilalui sinyal Kf = Jumlah lantai yang dilalui sinyal Lwi = Nilai loss yang disebabkan oleh tipe dinding i [db] Lf = Loss antara lantai [db] b = Empirical parameter Constant loss pada persamaan 2.3 merupakan nilai saat loss yang disebabkan oleh dinding telah ditetapkan berdasarkan pengukuran dengan multiple linear regression. Normalnya nilai constant loss mendekati nol. Nilai loss berdasarkan tipe dinding, yang dimodelkan pada persamaan cost231 multi-wall dapat dilihat pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Tipe Dinding Pada Multi-wall Model [4] Wall type Description A wall that is not bearing load : e.g. Loss [db] Light wall (Lw1) plasterboard, particle board or thin 3,4 Heavy wall (Lw2) (<1cm), light concrete wall. A load-bearing wall or other thick (>1cm) wall, made of e.g. concrete or 6,9 brick 15

30 Nilai loss yang diperoleh pada tipe dinding untuk Multi-wall model merupakan nilai loss yang didapat berdasarkan hasil pengukuran. Nilai loss yang didapat tidak hanya diperoleh dari physical wall namun juga karna disebabkan oleh furniture Perhitungan luas cell [6] Perhitungan luas cell pada perencanaan menggunakan cell model hexagonal. Dalam menghitung luas cell pada perencanaan jaringan indoor, skema yang digunakan adalah omnidirectional antena. Persamaan luas cell hexagonal model dirumuskan sebagai berikut. Lcell = 2,6 x d2... (2.4) Keterangan : Lcell = Luas cell (m2) d = Jari-jari cell (m) Perhitungan jumlah site by coverage planning [6] Persamaan yang digunakan untuk menghitung jumlah site yang dibutuhkan berdasarkan hasil coverage planning adalah sebagai berikut. LTE cell = Luas Area Luas cell... (2.5) Keterangan : LTE cell = Jumlah cell LTE Luas Area = Luas area planning Luas cell = Luas cell model Capacity Planning [5] Tujuan dari capacity planning adalah untuk mengetahui jumlah site yang dibutuhkan sesuai dengan trafik/kapasitas yang diperlukan. Pada umumnya proses perhitungan capacity planning terbagi menjadi 2 bagian, Single Site Dimensioning dan Total Network Throughput. Capacity planning bagian single site dimensioning adalah 16

31 proses melakukan dimensioning berdasarkan parameter seperti duplex mode dan system bandwidth dan lain-lain. Tujuan dari single site dimensioning adalah untuk mengetahui kapasitas per site-nya. Total Network Throughput dimensioning adalah proses melakukan dimensioning berdasarkan traffic model dan service model. Pertama kali dilakukan perhitungan single user throughput kemudian total network throughput dapat dicari dengan mengalikan jumlah user target terhadap nilai single user throughput yang didapat. Penentuan parameter trafik dan model layanan yang digunakan untuk mencari nilai single user throughput. Pada tabel 2.2 menunjukkan tabel parameter trafik dan model layanan yang digunakan oleh vendor. 17

32 Tabel 2.3 Service and Traffic Model Parameter [5] Throughput/Session (Kbit) = (Bearer Rate x PPP Session Time x PPP Session Duty Ratio) /(1- BLER)...(2.6) Keterangan : Session Time = Durasi dari PPP session Session Duty Ratio = Data transmission ratio dari PPP session BLER = Block Error Rate Bearer Rate = Service application layer (IP) bearer rate Trafik model mengindikasikan bagaimana perilaku UE sehari-hari (UE behaviours). Parameter didalam trafik model adalah Penetration Ratio dan BHSA (Busy Hour Srvice Attempt). Penetration Ratio adalah merupakan proporsi penetrasi untuk tiap layanan. BHSA adalah merupakan jumlah/banyaknya percobaan akses layanan yang dilakukan oleh single user dalam satu jam. Setelah mendapatkan hasil throughput/session dan trafik model, proses selanjutnya adalah mencari nilai Single User Throughput tiap user. 18

33 Single User Throughput = ( (Throughput per Session x BHSA x Penetration Ratio)) x (1 + Peak Average Ratio) / 36 (Kbps)... (2.7) Keterangan : Throughput per Session = Throughput per sesi layanan BHSA = Service attempt in busy hour Peak to average ratio = Antisipasi lonjakan User penetrasi 36 = 1 jam (36 detik) Nilai Peak to Average Ratio merupakan perkiraan/margin jika terjadi lonjakan trafik. Pemilihan nilai Peak to Average Ratio bergantung pada morphology daerah. Tabel 2.4 Nilai Umum Untuk Peak to Average Ratio Morphology Peak to Average Ratio Dense Urban Urban Sub urban Rural Area 4% 2% 1% % Perhitungan selanjutnya adalah mencari nilai Total Network throughput. Total Network Throughput adalah merupakan total throughput yang harus disediakan oleh jaringan untuk dapat melayani banyaknya user target. Total Network Throughput (Kbps) = Single User Throughput (Kbps) x Total User Target...(2.8) Nilai total network throughput yang didapat dari hasil perhitungan adalah merupakan throughput pada layer IP. Throughput tersebut harus dikonversi menjadi throughput pada layer MAC karena throughput single site capacity adalah throughput pada layer MAC dan throughput yang akan diperoleh user adalah throughput pada layer MAC/Phy. MAC layer throughput = IP layer throughput / 98,4%...(2.9) Setelah memperoleh total Network Throughput pada layer MAC, selanjutnya adalah mencari Single Site Capacity atau Cell Average Throughput yaitu kapasitas dari satu site. Tujuan dari menghitung kapasitas site adalah untuk mencari jumlah site yang dibutuhkan agar dapat melayani user berdasarkan total network throughput yang diperoleh. Untuk 19

34 mencari kapasitas site atau cell average throughput, maka dibutuhkan informasi tentang cell radius, dan SINR distribution. Tabel 2.5 Average SINR 18 Mhz Distribution Perhitungan kapasitas cell pada sisi Downlink (DL Cell Throughput) menggunakan persamaan berikut. DL cell Capacity + CRC = ( ) (Code bits) (Coderate) Nrb C 1... (2.1) Perhitungan kapasitas cell pada sisi Uplink (UL Cell Throughput) menggunakan persamaan berikut. UL cell Capacity + CRC = (168 24) (Code bits) (Coderate) Nrb C 1... (2.11) Keterangan: CRC = Cyclic Redundancy Check, = The number of Resource Element in 1 ms 36 = The number of control channel RE in 1 ms 12 = The number of reference signal RE in 1 ms Code bits = Modulated bits Code rate = Channel coding rate 2

35 Nrb = Number of Resource Block C = MIMO TRX 24 = The number of reference signal in 1 ms, uplink Perhitungan jumlah site by capacity planning [5] Setelah mendapatkan hasil Total Network Throughput dan Single Site Capacity, selanjutnya adalah menghitung jumlah site yang dibutuhkan dari sisi capacity planning. Persamaan yang digunakan untuk mencari jumlah site yang dibutuhkan adalah sebagai berikut. Number of site (UL/DL) = UL / DL Total Network Throughput UL / DL Single Site Capacity...(2.12) Penentuan jumlah site yang digunakan pada perencanaan adalah jumlah site terbanyak yang didapat dari sisi coverage planning atau capacity plannning. 2.3 KONSEP DASAR TEKNOLOGI FEMTOCELL [11] Ada beberapa macam skema/teknik yang dapat digunakan untuk men-cover indoor area yaitu outdoor cell, repeater, Distributed Antenna System (DAS), radiating/leaky cable, indoor base station (Picocell & Femtocell). Femto cell merupakan perkembangan dari pico cell atau lebih mirip dengan WiFi access point. Femto cell adalah merupakan bentuk lebih simple dari pico cell yang dapat langsung diinstal oleh pelanggan di rumah mereka. Femto cell merupakan gabungan dari fungsionalitas dari pico cell dan BSC ( Base Station Controller ) ke dalam satu perangkat. Jika pada pico cell trafik user harus dilewatkan ke BSC untuk ke core network nya maka di femto cell ini trafik user tersebut akan dilewatkan dari internet dan langsung terhubung ke core network operator tanpa melewati BSC/MSC infrastruktur. Pada jaringan femto cell jika ada user yang berada diluar gedung atau user tersebut sedang dilayani oleh macro cell maka ketika user tersebut bergerak ke dalam gedung dia akan melakukan handover ke jaringan femto cell. Bagi operator pengaplikasian femto cell bukanlah solusi yang efisien untuk meningkatkan coverage indoor tapi merupakan solusi yang murah karena femto cell dibayar dan dapat langsung digunakan oleh pelanggan. Cara lebih baik untuk meningkatkan coverage indoor adalah dengan menambah jumlah outdoor 21

36 cells namun solusi ini akan banyak mengeluarkan biaya bagi operator. Pada gambar 2.3 merupakan arsitektur LTE femtocell secara lengkap. Gambar 2.5 LTE Femtocell Architecture [1] 2.4 RADIOWAVE PROPAGATION SIMULATOR [2] Radiowave Propagation Simulator (RPS) adalah merupakan software untuk mensimulasikan performansi radio coverage planning system untuk berbagai variasi jenis sistem radio. RPS dapat membantu untuk melakukan perhitungan propagasi gelombang dalam waktu singkat juga di lingkungan dengan ribuan bangunan dan posisi penerima. Karakteristik dari RPS platform adalah : State-of-the-art graphical user interface (GUI) dengan analisi yang luas dan fungsi presentasi Sangat cepat dan accurate 3D ray tracing serta algoritma propagasi empiris Highly parallelized ray tracing engine dengan sophisticated load balancing dan hybrid prediction mode untuk kinerja simulasi yang belum pernah terjadi sebelumnya RPS dibedakan menjadi dua versi yaitu : 22

37 RPS Enterprise: Versi ini biasanya digunakan untuk organisasi-organisasi yang besar misalnya network operator, service provider atau system manufacturers, yang membutuhkan performasi dan akurasi software simulasi yang memiliki akurasi yang tinggi. RPS Professional: Versi ini cocok digunakan untuk organisasi yang lebih kecil seperti local carriers, network maintenance companies, consultancies. RPS professional memiliki fungsi yang sama seperti RPS enterprise yaitu untuk mensimulasikan coverage prediction namun RPS professional tidak memiliki fungsi parallelized simulation dan planning system integration support. 2.5 PHYSICAL CELL IDENTITY (PCI) [12] LTE memiliki arsitektur yang lebih sederhana jika dibanding dengan 2G dan 3G. Setiap cell dilayani oleh enodeb, dalam manajemen handover dilakukan dengan cara signalling secara langsung antar enodeb, tidak melalui RNC/BSC seperti pada 3G dan 2G. Salah satu dari metode Self System Interference Solution yang digunakan untuk perencanaan ini adalah dengan Metode Physical Cell Identity (PCI). PCI memiliki 54 kode dengan pembagiannya terdapat 168 grup pada 3 identitas cell. Alokasi PCI di LTE sama seperti alokasi scrambling code pada WCDMA yaitu berfungsi untuk identitas sel satu dengan yang lain agar tidak terjadi interferensi. PCI dikodekan di physical layer synchronization signal transmission. PCI digunakan oleh UE untuk melaporkan hasil pengukuran/measurement report dari tiap sel untuk dijadikan pertimbangan melakukan handover. Pengulangan nilai PCI harus diperhitungkan jarak pengulangannya agar UE tidak mengukur dan melaporkan dua sel dengan nilai PCI yang sama. Tabel 2.6 Alokasi PCI 1 4 PCI 2 8 menjadi 3 Primary Synchronization Signal (PSS) group dibagi 2 5 dan 168 Secondary Synchronization Signal (SSS) group. Pengalokasian PCI untuk tiap sektor dalam satu site dibedakan berdasarkan PSS group dan untuk pembeda antar site-nya dibedakan berdasarkan SSS group. 23

38 BAB III PERENCANAAN JARINGAN IBC 3.1 DESKRIPSI PROYEK AKHIR Pada Proyek Akhir ini dilakukan perencanaan jaringan LTE indoor building coverage (IBC) di gedung Fakultas Ilmu Terapan (FIT), Universitas Telkom. Perencanaan jaringan indoor LTE pada suatu area adalah merupakan kegiatan yang memerlukan perhitungan dan asumsi akan parameter tertentu seperti link budget, trafik parameter & service model yang mempengaruhi keberhasilan dalam suatu perencanaan jaringan indoor. Didalam perencanaan jaringan indoor LTE, umumnya ada 2 metode perhitungan yang dilakukan, yaitu perhitungan berdasarkan coverage dan perhitungan berdasarkan capacity. Baik metode perhitungan capacity maupun coverage, keduanya sama-sama bertujuan untuk menentukan berapa banyak jumlah site yang dibutuhkan disuatu area yang dijadikan studi kasus perencanaan IBC. Namun, pada perencanaan berdasarkan perhitungan coverage adalah perencanaan yang dilakukan berdasarkan luas area yang direncanakan LTE dimana tujuan utamanya adalah agar seluruh area dapat tercakup sinyal LTE (tidak ada blankspot). Sedangkan perencanaan/perhitungan berdasarkan capacity adalah merupakan perencanaan yang tinjauannya untuk menentukan jumlah site yang dibutuhkan agar mampu melayani banyaknya user disuatu area sesuai dengan trafik/throughput yang ditawarkan oleh jaringan. Metode perhitungan yang digunakan dalam pengerjaan perencanaan jaringan LTE IBC (Indoor Building Coverage) pada Proyek Akhir ini adalah dengan menggunakan metode coverage planning dan capacity planning. 3.2 PROSES PERENCANAAN Untuk mencapai tujuan proyek akhir ini maka diperlukan langkah-langkah yang sistematis dan terstruktur agar dapat mencapai hasil perencanaan yang optimal. Secara umum alur kerja digambarkan pada Gambar 3.1 yang mencakup tahap-tahap kerja yang dilakukan dalam proyek akhir ini. Diagram alir dalam pengerjaan penelitian ini dapat digambarkan sebagai berikut. 24

39 Gambar 3.6 Diagram Alir Perencanaan Pengumpulan data & survei Pada perencanaan jaringan indoor LTE hal yang pertama kali dilakukan adalah melakukan survei di daerah tinjauan untuk mendapatkan informasi tentang spesifikasi gedung seperti denah gedung, material pembuat gedung, dan kapasitas maksimum user di dalam gedung. Menentukan spesifikasi dalam perencanaan indoor LTE seperti: frekuensi, model propagasi, bandwidth, dan perangkat yang digunakan. Pada gambar 3.1 dan gambar 3.2 menunjukkan area tinjauan yang direncanakan jaringan indoor LTE. 25

40 Gambar 3.7 Gedung Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom Gambar 3.8 3D Model Gedung Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom Daerah tinjauan yang menjadi objek dalam pengerjaan Proyek Akhir adalah gedung Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom lantai 1 s/d 3. Gedung ini merupakan gedung yang difokuskan untuk penyelenggaraan perkuliahan dan aktivitas mahasiswa lainnya. Gedung tersebut memiliki spesifikasi seperti pada tabel

41 Tabel 3.6 Spesifikasi gedung Fakultas Ilmu Terapan Universitas Telkom Luas bangunan 271,253 m2 Jumlah lantai 3 lantai Tinggi bangunan 9m Jumlah ruang kelas & lab lantai 1 6 kelas & 9 kelas Jumlah ruang kelas & lab lantai 2 16 kelas & 4 kelas Jumlah ruang kelas & lab lantai 3 4 kelas & 1 kelas Ruang layanan akademik 1 ruang Ruang sidang 2 ruang Ruang dosen 1 ruang Ruang multimedia 2 ruang Ruang kaprodi 1 Berikut denah per lantai yang merupakan hasil plan developer dari software autocad dan menjadi acuan dalam membuat 3D model gedung Fakultas Ilmu Terapan pada software RPS 5.4 agar ukuran 3D Modelnya sama dengan gedung aslinya, sehingga simulasi mampu mendekati hasil yang akurat. 27

42 Gambar 3.9 Denah Lantai 1 Hasil survey yang dilakukan pada lantai 1 seperti pada gambar 3.4 diatas didapatkan jumlah ruang kelas sebanyak 6 dibagian bawah, 1 ruang layanan akademik, 9 ruang laboratorium, dan 1 lobby dibagian tengah. 28

43 Gambar 3.1 Denah Lantai 2 Hasil survey yang dilakukan pada lantai 2 seperti pada gambar 3.5 diatas didapatkan jumlah ruang kelas sebanyak 16, 9 ruang laboratorium, dan 1 musholla. 29

44 Gambar 3.11 Denah Lantai 3 Hasil survey yang dilakukan pada lantai 3 seperti pada gambar 3.6 diatas didapatkan jumlah ruang kelas sebanyak 4, 1 ruang laboratorium, 1 ruang dosen, 2 ruang multimedia, 1 ruang kaprodi dan 1 ruang seminar. Berikut merupakan spesifikasi perencanaan jaringan indoor LTE yang digunakan pada gedung Fakultas Ilmu Terapan (FIT), Universitas Telkom. 3

45 Tabel 3.7 Spesifikasi perencanaan jaringan LTE indoor di gedung FIT Universitas Telkom Downlink Uplink User environment indoor Frequency 18 Mhz Model propagation COST 231 Multiwall Bandwidth frequency 1 Mhz Number resource block 5 RB Spasi sub-carrier 15 Khz Antenna MIMO 4x4 Total user di dalam gedung Fakultas Ilmu Terapan diketahui dengan cara melakukan pendekatan terhadap kapasitas per lantainya. Pada tabel 3.3 menunjukkan jumlah user tiap lantai berdasarkan kapasitas tiap ruangan yang ada. Tabel 3.8 Jumlah user tiap lantai Lantai Jenis ruang Ruang kelas Ruang layanan Lantai 1 akademik Ruang laboratorium Lobby Total user lantai 1 Ruang kelas Lantai 2 Ruang laboratorium Total user lantai 2 Lantai 3 Ruang kelas Ruang laboratorium Ruang dosen Ruang Jumlah user 6 kelas (@38 user) 8 9 kelas (@3 user) 6 16 kelas (@38 user) 9 kelas (@3 user) Total kapasitas kelas (@38 user) user kelas (@

46 multimedia Ruang kaprodi Ruang seminar Total user lantai 3 Total user maksimum user) Walktest Dalam melakukan perencanaan jaringan indoor LTE, terlebih dahulu harus diketahui bagaimana level daya dan kualitas sinyal terima LTE saat ini di dalam gedung tersebut. Walktest adalah proses melakukan pengumpulan data terhadap kondisi jaringan seluler. Parameter yang ditinjau dari hasil walktest untuk perencanaan jaringan indoor LTE pada Proyek Akhir ini adalah nilai Received Signal Level (RSL) dengan operator tinjauannya adalah operator XL. Nilai parameter RSL yang didapatkan dari hasil walktest menjadi salah satu acuan untuk dilakukan perencanaan jaringan indoor LTE. Hasil walktest pada gedung FIT di lantai 1 dapat dilihat pada gambar 3.7 berikut. Gambar 3.12 Hasil Walktest Diperoleh dari hasil walktest / hasil pengukuran sinyal LTE di gedung FIT saat ini menunjukkan bahwa signal level nya rendah atau dalam rentang -1 dbm s/d -14 dbm. Dari hasil walktest ini memperkuat alasan untuk merencanakan jaringan indoor LTE didalam gedung FIT, Universitas Telkom Coverage dimensioning Coverage dimensioning adalah planning yang dilakukan berdasarkan tinjauan area yaitu, memperhitungkan nilai MAPL (Maximum Allowed Path Loss) untuk mendapatkan 32

47 besarnya coverage/radius cell dari satu site atau Femtocell Access Point (FAP). Setelah didapat besarnya nilai radius cell dari satu FAP, maka dapat diperoleh jumlah FAP yang dibutuhkan agar dapat men-coverage seluruh area didalam gedung. Hal yang menjadi prioritas utama pada coverage dimensioning ini adalah, seluruh sisi area didalam gedung dapat ter-coverage oleh sinyal namun tanpa memperhatikan nilai throughput yang didapatkan tiap user. Prosedur untuk melakukan coverage planning dapat dilihat seperti pada gambar 3.7. Gambar 3.13 Prosedur Coverage Planning Perhitungan link budget untuk arah uplink dilakukan berdasarkan persamaan 2.1, perhitungan lengkap tersebut dapat dilihat pada tabel 3.4. Tabel 3.9 Uplink link budget LTE Transmitter (UE) Value Calculation Max. Tx Power (dbm) Tx. Antenna gain (dbi) Body Loss (db) EIRP A B C D =A+ B - C 33

48 Receiver (FAP) Value Calculation Noise figure (db) Thermal noise (dbm) Receiver Sensitivity (dbm) Load factor Interference margin (db) Rx antenna gain (dbi) Cable loss (db) MHA gain (db) Log normal fading margin 4-14,5-17, E F = k * T *BW G H (7%) I J K L 4 M (db) Maximum Allowed Path loss (MAPL) (db) N=D G I+J K+L- 12 M Perhitungan link budget untuk arah downlink dilakukan berdasarkan persamaan 2.2, perhitungan lengkap tersebut dapat dilihat pada tabel 3.5. Tabel 3.1 Downlink link budget LTE Transmitter (FAP) Value Calculation Max. Tx Power (dbm) Tx Antenna Gain (dbi) Cable loss (db) EIRP (dbm) A B C D = A+ B - C Receiver (UE) Value Calculation UE noise figure (db) Thermal noise (dbm) Receiver noise floor (dbm) SINR (db) Receiver Sensitivity (dbm) Load factor 7-14,5-97, ,5,7 Interference margin (db) 3 E F = k * T *BW G=E+F H I=G+H J (7%) Ij+ F BW K = 1 log ( ) F BW Rx antenna gain (db) Body loss (db) Log normal fading margin 3 L M 4 N 19,5 O = D I K + L M - N (db) Maximum Allowed path loss (MAPL) (db) 34

49 Dalam perencanaan LTE indoor ini menggunakan frekuensi 18 Mhz, dan digunakan pemodelan propagasi Cost 231 Multi-wall untuk mendapatkan nilai radius cell berdasarkan persamaan 2.3. I L = LFS + Lc + kwi Lwi i=1 + kf[(kf + 2) / (kf + 1) b ] Lf L = MAPL Lantai 1 : Pada perhitungan untuk mencari radius FAP di lantai 1, menggunakan jenis dinding multi-wall model yaitu Lw1 dan Lw2. Berdasarkan denah 3D view lantai 1 dan hasil survei diketahui bahwa dinding yang menghalangi perambatan sinyal antara Tx menuju Rx sebanyak 2 Lw1 dan 1 Lw2. I L = LFS + Lc + kwi Lwi i=1 + kf[(kf + 2) / (kf + 1) b ] Lf 19,5 = 2 log FMhz + 2 log dkm + 32,5 + + [(1 x 6,9) + (2 x 3,4)] + 2[(2 + 2) / (2 + 1),46] 18,3 19,5 = 2 log log dkm + 32,5 + 13,7 + 33, ,5 = 65, log dkm + 32,5 + 13,7 + 33, ,5 = 2 log dkm + 144, log dkm = 19,5-144, Log dkm = -35, / 2 dkm = 1-1, dkm =, Km dm = 17, m Lantai 2 : 35

50 Pada perhitungan untuk mencari radius FAP di lantai 2, menggunakan jenis dinding multi-wall model yaitu Lw1 dan Lw2. Berdasarkan denah 3D view lantai 2 dan hasil survei diketahui bahwa dinding yang menghalangi perambatan sinyal antara Tx menuju Rx sebanyak 3 Lw1 dan 1 Lw2. I L = LFS + Lc + kwi Lwi i=1 + kf[(kf + 2) / (kf + 1) b ] Lf 19,5 = 2 log FMhz + 2 log dkm + 32,5 + + [(1 x 6,9) + (3 x 3,4)] + 2[(2 + 2) / (2 + 1),46] 18,3 19,5 = 2 log log dkm + 32,5 + 17,1 + 33, ,5 = 65, log dkm + 32,5 + 17,1 + 33, ,5 = 2 log dkm + 148, log dkm = 19,5-148, log dkm = -38, / 2 dkm = 1-1, dkm =, Km dm = 11, m Lantai 3 : Pada perhitungan untuk mencari radius FAP di lantai 3, menggunakan jenis dinding multi-wall model yaitu Lw1 dan Lw2. Berdasarkan denah 3D view lantai 3 dan hasil survei diketahui bahwa dinding yang menghalangi perambatan sinyal antara Tx menuju Rx sebanyak 5 Lw1. I L = LFS + Lc + kwi Lwi i=1 + kf[(kf + 2) / (kf + 1) b ] Lf 19,5 = 2 log FMhz + 2 log dkm + 32,5 + + [(5 x 3,4)] + 2[(2 + 2) / (2 + 1),46] 18,3 19,5 = 2 log log dkm + 32, ,

51 19,5 = 65, log dkm + 32, , ,5 = 2 log dkm + 148, log dkm = 19,5-148, log dkm = -38, / 2 dkm = 1-1, dkm =, Km dm = 11,79764 m Perhitungan luas cell didapat dengan menggunakan pemodelan omnidirectional cell, berdasarkan persamaan 2.4. Lantai 1 : Luas cell = 2,6 x d2 = 2,6 x (17,121744)2 = 762,27576 m2 Lantai 2 : Luas cell = 2,6 x d2 = 2,6 x (11, )2 = 348, m2 Lantai 3 : Luas cell = 2,6 x d2 = 2,6 x (11,79764)2 = 356, m2 Untuk menentukan jumlah FAP atau jumlah cell, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.5. LTE cell = Luas Area Luas cell Bedasarkan persamaan diatas, didapatkan estimasi jumlah FAP yang dibutuhkan pada tiap lantai seperti pada tabel berikut : 37

52 Tabel 3.11 Estimasi jumlah FAP di setiap lantai Estimasi Lantai Luas Area (m2) Luas cell (m2) Jumlah FAP 1 241, , , , , , , , , Jumlah FAP Capacity dimensioning Perhitungan kapasitas perlu dilakukan untuk menentukan jumlah user yang dapat dicakup dalam satu cell. Capacity planning adalah planning yang memberikan estimasi dari resource yang diperlukan untuk mendukung trafik yang ditawarkan dengan level QoS tertentu misalnya throughput atau probabilitas bloking. Pada capacity planning diperlukan estimasi jumlah user yang akan menggunakan jaringan hasil perencanaan, mengestimasi layanan yang dapat diakses oleh pelanggan, dan mengestimasi lonjakan kepadatan trafik. Pada gambar 3.9 menunjukkan diagram alur dalam perencanaan kapasitas/capacity planning. 38

53 Gambar 3.14 Prosedur Capacity Planning Perkiraan jumlah user yang akan menggunakan jaringan indoor LTE diasumsikan dengan menghitung kapasitas user maksimum di setiap lantai dalam gedung. Setelah mengetahui total user yang menggunakan jaringan indoor LTE maka yang selanjutnya dilakukan adalah menghitung nilai Single User Throughput (SUT) masing-masing user menggunakan persamaan 2.7. Sebelum melakukan perhitungan single user throughput (SUT), terlebih dahulu harus melakukan asumsi terhadap trafik & model layanan. Pengasumsian trafik dan model layanan ini biasa dilakukan berdasarkan jenis morphology area tersebut dan asumsi data tersebut diperoleh dari dokumen vendor. Perhitungan single user throughput dilakukan untuk menentukan throughput minimal tiap user yang diharapkan untuk mengakses semua layanan yang tersedia. Hasil nilai perhitungan (SUT) ini akan menentukan nilai total network throughput. 39

54 Tabel 3.12 Single User Throughput Single User Throughput Traffic Parameters Single Service Throughput UL (Kbit) DL (Kbit) VoIP 1825, , Video Phone 442, , Video Conference 995, , Real Time Gaming 4774, ,14545 Streaming Media 2728, ,8545 IMS Signalling 44, ,26661 Web Browsing 2161, ,63636 File Transfer 8526, , , , P2P file sharing 4856, ,4848 Total 9797, ,9495 Single User Throughput (Kbps) 27, , Setelah mendapatkan hasil nilai single user throughput maka selanjutnya adalah mencari total nilai total network throughput. Total network throughput dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan 2.8. Nilai total Network Throughput yang didapat dari persamaan 2.8 adalah throughput pada layer IP sehingga nilai throughput yang didapat harus dikonversi lagi ke layer MAC dengan menggunakan persamaan 2.9. Hasil lengkap nilai total Network Throughput per lantainya dapat dilihat pada tabel 3.8. Tabel 3.13 Total Network Throughput Total Target User Lantai User Indoor Network Throughput (IP) Network Throughput (MAC) Uplink Downlink Uplink (Kbps) Downlink 4

55 Lantai 1 Lantai 2 Lantai (Kbps) (Kbps) 1543, , , , , ,692 (Kbps) 15717, , , , , ,31551 Tahapan selanjutnya setelah menghitung total Network Throughput ialah menghitung nilai kapasitas dari satu site. Perhitungan untuk mencari kapasitas dari satu site dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.1 dan persamaan Kapasitas dari satu site menentukan jumlah site yang dibutuhkan berdasarkan trafik / total Network Throughput yang didapat sebelumnya. Pada tabel 3.9 menunjukkan hasil perhitungan Single Site Throughput. Tabel 3.14 Single Site Throughput Jumlah FAP yang diperoleh dari perhitungan Capacity Planning dihitung dengan menggunakan persamaan 2.12 yaitu hasil dari pembagian Total Network Throughput terhadap nilai Single Site Throughput. Pada tabel 3.1 menampilkan hasil perhitungan jumlah FAP Capacity Planning. Tabel 3.15 Jumlah FAP 41

56 Sehingga dari capacity dimensioning mendapatkan total jumlah FAP sebanyak 4 FAP untuk lantai 1, 6 FAP untuk lantai 2, dan 3 FAP untuk lantai 3. 42

57 BAB IV SIMULASI DAN ANALISIS HASIL PERENCANAAN 4.1 PEMILIHAN JUMLAH FAP Jumlah Femtocell Access Point (FAP) yang dibutuhkan berdasarkan perhitungan Coverage Planning dan Capacity Planning diperoleh jumlah FAP yang berbeda. Pemilihan jumlah FAP yang digunakan pada perencanaan jaringan indoor LTE, harus mencakup keseimbangan antara Coverage dan Capacity. Maksud dari keseimbangan antara Coverage dan Capacity adalah jumlah FAP yang direncanakan harus dapat mencapai tujuan dari Coverage Planning yaitu seluruh bagian area tinjauan dapat tercakup oleh sinyal dan juga harus dapat mencapai tujuan dari Capacity Planning yaitu masing-masing user target mendapatkan throughput yang telah direncanakan sebelumnya. Oleh karena itu, pemilihan jumlah FAP yang digunakan pada setiap lantai adalah jumlah FAP yang terbanyak. Pada tabel 4.1 menunjukkan hasil perencanaan jumlah FAP yang dibutuhkan dari sisi Coverage Planning dan Capacity Planning. Tabel 4.16 Final number of FAP Uplink Downlink Final Number of FAP 4, , Lantai 2 7, , Lantai 3 7, , Lantai Coverage Planning Lantai 1 Capacity Planning Dari tabel 4.1 diatas, untuk jumlah FAP yang memenuhi kriteria coverage planning dan capacity planning adalah jumlah FAP yang didapat dari hasil capacity planning pada sisi downlink yaitu masing-masing lantai 1,2 dan 3 adalah 4,7,7 FAP. Setelah penentuan jumlah FAP yang digunakan, selanjutnya adalah menetapkan plotting FAP di tiap lantai. Acuan dasar penetapan plotting FAP jaringan indoor LTE pada gedung Fakultas Ilmu Terapan adalah dengan mengetahui koordinat existing access point jaringan Wifi yang ada. Pada 43

58 gambar 4.1 menampilkan hasil plotting Tx/FAP didalam gedung menggunakan sofware simulasi RPS 5.4. (a) (b) Gambar 4.15 (a) Plotting Transmitter 2D View, (b) Plotting Transmitter 3D View Pada gambar 4.1 poin (a), menggambarkan plotting FAP didalam gedung FIT untuk lantai 1 s/d 3 dalam tampilan 2D view dengan sudut pandang dari atas. Dan pada gambar 4.1 poin (b), menggambarkan plotting FAP didalam gedung FIT untuk lantai 1 s/d 3 dalam tampilan 3D view dengan sudut pandang dari arah depan / pintu masuk utama gedung FIT. Titik berwarna merah pada gambar 4.1 menggambarkan posisi FAP didalam gedung. 4.2 SIMULASI PERENCANAAN Hasil perencanaan jaringan indoor LTE yang telah dilakukan kemudian di simulasikan menggunakan software Planning Indoor yaitu, RPS 5.4 untuk menguji performansi jaringan Indoor LTE yang telah direncanakan. Ada dua skema yang digunakan dalam simulasi jaringan Indoor LTE pada RPS 5.4 yaitu dengan cara melakukan prediksi performansi jaringan di masing-masing lantai dan kemudian melakukan prediksi performansi jaringan untuk seluruh lantai secara bersamaan. Parameter acuan yang ditinjau dari hasil simulasi adalah nilai parameter Received Signal Level (RSL) dan Signal Interference Ratio (SIR) yang masing-masing parameter mengindikasikan kekuatan sinyal (RSL) dan kualitas sinyal (SIR). 44

59 4.2.1 Analisis hasil simulasi berdasarkan RSL Skema simulasi untuk mengetahui performansi hasil perencanaan berdasarkan parameter Received Signal Level (RSL), dilakukan dengan cara mensimulasikan performansi jaringan per lantainya. Parameter RSL ini mengindikasi level daya sinyal (signal strength) yang diterima oleh user (satuan dbm). Parameter RSL ini merupakan hasil kalkulasi daya sinyal dari setiap cell disetiap area, yang digunakan sebagai acuan penentu Serving Cell user. Hasil simulasi RSL tiap lantainya, dapat dilihat pada gambar 4.2, 4.3, 4.4 dan 4.5. (a) (b) Gambar 4.16 (a) Simulasi Perencanaan Lantai Satu 2D View (b) RSL Histogram Pada gambar 4.2 poin (a) merupakan tampilan hasil simulasi by RSL di lantai satu 2D view. 1 Tx 1/2/3 atau 4 adalah keterangan FAP untuk lantai 1 dengan nomor FAP 1/2/3 atau 4. Dari hasil simulasi by RSL dapat dilihat di beberapa area memiliki nilai RSL yang buruk yang ditunjukkan oleh warna berwarna merah pada legend. Nilai RSL yang ditampilkan oleh legend berwarna merah adalah dari range -82 s/d -75 dbm. Beberapa area yang memiliki nilai RSL buruk tersebut adalah toilet dikarenakan hanya mendapatkan coverage dari sisi backlobe transmitter/fap 1 Tx 2, lab bahasa karena hanya mendapatkan coverage dari sisi backlobe FAP 1 Tx 3 dan di beberapa area lainnya. Namun jika ditinjau dari keseluruhan area pada lantai satu, nilai RSL yang didapatkan rata-rata sebesar -5,29 dbm dengan standar deviasi 16,19 seperti yang ditampilkan pada gambar 4.2 poin (b). Pada gambar 4.2 poin (b), sumbu grafik berwarna hijau menunjukkan nilai Cumulative 45

60 Distribution Function (CDF) dan pada sumbu x bar berwarna merah meupakan fungsi Probability Density Function (PDF). Grafik CDF pada gambar 4.2 poin (b) menunjukkan cumulative atau peluang kemunculan nilai RSL dari range -1 dbm s/d -26,73 dbm yaitu bernilai satu. Probability Density Function (PDF) menunjukkan nilai RSL yang memiliki peluang paling sering muncul atau didapatkan oleh user. Jika dilihat dari grafik PDF, nilai RSL yang memiliki peluang lebih sering didapatkan oleh user adalah disekitar -41,39 dbm. (a) (b) Gambar 4.17 (a) Simulasi Perencanaan Lantai Dua 2D View (b) RSL Histogram Pada gambar 4.3 poin (a), beberapa daerah yang memiliki nilai RSL dibawah ratarata atau yang diindikasikan oleh legend berwarna merah terdapat diarea mushola. Daerah ini memang tidak menjadi prioritas utama dikarenakan area ini merupakan tempat melakukan ibadah. Pada area mushola ini yang menyebabkan nilai RSL nya buruk dikarenakan jarak FAP dari tempat tersebut yang berjauhan dan pancaran utama (mainlobe) dari FAP 2 Tx 4 ini tidak langsung mengarah ke area tersebut. Pada gambar 4.3 poin (b) PDF tertinggi untuk nilai RSL dari hasil simulasi berada disekitar -56,4 dbm dan -4 dbm. Jika ditinjau dari keseluruhan area, nilai RSL rata-rata pada lantai dua dari hasil simulasi berada di nilai -51,46 dbm dengan standar deviasi 14,81. 46

61 (a) (b) Gambar 4.18 (a) Simulasi Perencanaan Lantai Tiga 2D View (b) Histogram Chart RSL Pada gambar 4.4 poin (a), beberapa daerah yang memiliki nilai RSL dibawah ratarata atau yang diindikasikan oleh legend berwarna merah, yaitu diarea tangga evakuasi atau yang berada di depan toilet dan di beberapa area ruang kelas seperti A2. Pada gambar 4.4 poin (b) PDF tertinggi untuk nilai RSL dari hasil simulasi berada disekitar -53,75 dbm dan -37 dbm. Jika ditinjau dari keseluruhan area, nilai RSL rata-rata pada lantai tiga dari hasil simulasi berada di nilai -46,68 dbm dengan standar deviasi 13,62. (a) (b) Gambar 4.19 (a) Simulasi Perencanaan Semua Lantai 3D View (b) Histogram Chart RSL 47

62 Pada gambar 4.5 poin (a), menunjukkan hasil simulasi untuk keseluruhan lantai dalam tampilan 3D view. Simulasi yang dilakukan untuk mendapatkan nilai RSL diseluruh lantai adalah dengan mengaktifkan FAP sekaligus ditiap lantai dan mengaktifkan tiap layer material semua lantai pada RPS yang kemudian di running secara bersamaan. Hasil simulasi by RSL disemua lantai didapatkan nilai rata-rata RSL -47,28 dbm dengan nilai standar deviasi 14,35 yang ditunjukkan pada gambar 4.5 poin (b). Peluang nilai RSL yang akan didapatkan oleh user (CDF) berada di sekitar -78 dbm hinnga -2,64 dbm Analisis hasil simulasi berdasarkan SIR Skema simulasi untuk mengetahui performansi jaringan berdasarkan nilai Signal to Interference Ratio (SIR) dilakukan dengan cara mensimulasikan per lantainya dan kemudian mensimulasikan untuk seluruh lantai secara bersamaan. Nilai parameter SIR adalah merupakan perbandingan antara daya signal terhadap interferensinya (satuan db) dan mengindikasikan kualitas sinyal yang diterima oleh user. Hal-hal yang mempengaruhi nilai parameter SIR adalah jumlah cell yang didalam gedung karena hal ini dapat meningkatkan terjadinya interferensi. Parameter SIR pada LTE merupakan acuan untuk menentukan jenis modulasi yang digunakan dan mempengaruhi datarate yang dapat diterima user. Hasil simulasi SIR tiap lantainya, dapat dilihat pada gambar 4.5, 4.6, 4.7 dan 4.8. (a) (b) Gambar 4.2 (a) Simulasi Perencanaan Lantai Satu 2D View (b) Histogram Chart SIR 48

63 Pada gambar 4.6 poin (a) menunjukkan hasil simulasi by SIR di lantai satu 2D view dengan acuan warna yang mengindikasikan bahwa SIR tersebut baik atau buruk. Nilai SIR yang cukup baik, diindikasikan pada legend mulai dari range >5dB. Nilai SIR yang buruk, pada legend diindikasikan oleh warna berwarna merah yang memiliki nilai SIR <5dB. Beberapa titik area di lantai satu memiliki nilai SIR yang buruk yaitu di area lobby/depan pintu masuk lobby. Hal ini karna disebabkan interferensi dari beberapa sel yang mencakup/men-cover area tersebut. Nilai SIR pada teknologi LTE akan mempengaruhi pemilihan modulation dan coding rate yang akan digunakan sehingga bisa mempengaruhi data rate yang dihasilkan. Pada gambar 4.6 poin (b), nilai SIR rata-rata yang didapat dari hasil simulasi pada lantai satu diperoleh sebesar 2,3 db dengan nilai standar deviasi 13,86. (a) (b) Gambar 4.21 (a) Simulasi Perencanaan Lantai Dua 2D View (b) Chart Diagram SIR Pada gambar 4.7 poin (a) menunjukkan hasil simulasi by SIR di lantai dua 2D view dengan acuan warna yang mengindikasikan bahwa SIR tersebut baik atau buruk. Nilai SIR yang kurang baik terdapat di area ruang kelas A3 dan area depan ruang kelas A1. Nilai SIR yang kurang baik pada area ruang kelas A3 dan di ujung lorong/depan ruang kelas A1, kemungkinan besar disebabkan oleh interferensi dari sel FAP 2 Tx 7, 2 Tx 6, 2 Tx 3 dan 2 Tx 1. Hal ini dikarenakan FAP tersebut mengarah/memiliki arah pancaran yang tertuju langsung ke area A3 (yaitu FAP 2 Tx 7,3 & 1) dan berdekatan dengan FAP 2 Tx 6. Dan begitu juga dibeberapa titik area lainnya yang memiliki nilai SIR kurang baik karena disebabkan interferensi dari beberapa sel. Namun secara keseluruhan, rata-rata nilai SIR 49

64 pada lantai dua masih di range yang baik yaitu sebesar 2,73 db dengan nilai standar deviasi 16,18 yang ditunjukkan oleh gambar 4.7 poin (b). PDF tertinggi untuk nilai SIR dari hasil simulasi di lantai dua berada disekitar 5,81 db. (a) (b) Gambar 4.22 (a) Simulasi Perencanaan Lantai Tiga 2D View (b) Histogram Chart SIR Pada gambar 4.8 poin (a) merupakan hasil simulasi by SIR di lantai tiga 2D view dengan acuan warna yang mengindikasikan bahwa SIR tersebut baik atau buruk. Terdapat beberapa titik lokasi area yang memiliki nilai SIR kurang baik seperti ruang kelas E1, area toilet dan ruang multimedia 1. Hal ini disebabkan oleh interferensi pada area tersebut cukup tinggi dan juga bisa disebabkan karena signal yang men-cover tersebut kurang baik. Namun secara keseluruhan, rata-rata nilai SIR pada lantai tiga masih di range yang baik yaitu sebesar 3,96 db dengan nilai standar deviasi 2,65 yang ditunjukkan oleh gambar 4.8 poin (b) dan grafik PDF menunjukkan untuk SIR yang >5dB lebih sering terjadi daripada yang <5dB. 5

65 (a) (b) Gambar 4.23 (a) Simulasi Perencanaan Seluruh Lantai 3D View (b) Histogram Chart SIR Pada gambar 4.9 poin (a) merupakan hasil simulasi by SIR di seluruh lantai 3D view dengan acuan warna yang mengindikasikan bahwa SIR tersebut baik atau buruk. Terdapat beberapa titik lokasi area yang memiliki nilai SIR kurang baik. Hal ini disebabkan oleh interferensi pada area tersebut cukup tinggi, karena seluruh FAP di tiap lantai memiliki peluang untuk mencakup area FAP dilantai lain hingga menyebabkan interferensi lebih banyak dan juga bisa disebabkan karena signal yang men-cover tersebut kurang baik. Namun secara keseluruhan, rata-rata nilai SIR pada lantai tiga masih di range yang baik yaitu sebesar 14,4 db dengan nilai standar deviasi 12,48 yang ditunjukkan oleh gambar 4.9 poin (b). 4.3 ANALISA BERDASARKAN KPI Perolehan dari simulasi jaringan indoor LTE berdasarkan tinjauan parameter RSL dan SIR masing-masing rata-rata nilainya adalah seperti pada tabel 4.2. Tabel 4.17 Hasil simulasi by RSL & SIR acuan KPI operator Lantai RSL (dbm) SIR (db) KPI Operator Acuan RSL (dbm) SIR (db) Lantai 1-5,29 2,3 > -9 > Lantai 2-51,46 2,73 (9 %) area (9%) area 51

66 Lantai 3-46,68 3,96 Semua Lantai -47,28 14,4 Pada tabel 4.2 diketahui hasil lengkap masing-masing nilai RSL dan SIR di tiap lantainya. Perolehan hasil simulasi kemudian dibandingkan dengan KPI operator untuk mengetahui apakah hasil perencanaan yang telah dilakukan sesuai dengan persyaratan untuk dapat dikatakan layak digelar. Persyaratan dari salah satu operator untuk parameter RSL, hasil perencanaan/simulasi harus lebih besar daripada -9 dbm di 9% area dan untuk parameter SIR, standar minimalnya adalah >db di 9% area. Jika berdasarkan tinjauan parameter RSL dan SIR diseluruh lantai, hasil simulasi yang diperoleh pada perencanaan jaringan Indoor Building Coverage LTE di gedung Fakultas Ilmu Terapan memiliki nilai CDF untuk parameter SIR yang dibawah db sebesar,358 sehingga didapat area yang memiliki nilai SIR diatas db adalah [(1-,358)*1%] = 96,42% sedangkan nilai CDF untuk parameter RSL yang dibawah -9 dbm sebesar,143 sehingga didapat area yang memiliki nilai RSL diatas -9dBm adalah [(1-,143)*1%] = 98,57%. Maka jika ditinjau dari hasil simulasi dengan acuan parameter RSL dan SIR, perencenaan LTE digedung Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom telah memenuhi persyaratan KPI operator acuan dan layak untuk diimplementasi. 52

67 BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN Berdasarkan teori,perhitungan, simulasi dan analisis pada Proyek Akhir ini, didapatkan kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai MAPL mempengaruhi radius dari suatu site dan juga berpengaruh terhadap total site yang dibutuhkan 2. Service dan Traffic parameter mempengaruhi hasil network throughput 3. Model propagasi Cost 231 Multiwall merupakan model propagasi untuk indoor yang memodelkan propagasi dari rentan frekuensi 15 Mhz 2 Mhz 4. Pada hasil perencanaan didapatkan jumlah site yang dibutuhkan untuk lantai 1,2,3 masing-masing sebanyak 4,7 dan 4 FAP. Dengan hasil prediksi disimulasi nilai RSL & SIR mencapai target KPI 5.2 SARAN Adapun saran penulis untuk Proyek Akhir Planning Indoor selanjutnya adalah sebagai berikut: 1. Pemodelan propagasi yang digunakan untuk indoor bisa lebih variatif, selain Cost231 Multiwall yang memiliki akurasi lebih baik 2. Menggunakan Software simulasi yang lebih baik, selain RPS agar bisa memilih lebih banyak model propagasi dan memiliki fitur Planning Indoor yang lebih lengkap 3. Mengkaji dasar teori Planning Indoor LTE lebih dalam, dan mencoba melakukan penggabungan antara Wifi & seluler (Offload) 53

68 DAFTAR PUSTAKA [1] Boccuzzi, Joseph. Michael Ruggiero.Femtocell Design and Application : Mc Graw Hill, 211 [2] D.J. Deibner,J. Hubner, D. Hunold and D.J.Vooigt, RPS Radiowave Propagation Simulator, Dresden: Radioplan, 25. [3] Ericsson. "LTE-System Overview".Ericsson.28. [4] European Commission Digital Mobile Radio Towards Future Generation Systems, Cost 231 Final Report [5] Huawei Technologies Co.Ltd..21. LTE Radio Network Capacity Co.Ltd..21. LTE Radio Network Coverage Dimensioning.Shenzen : Huawei [6] Huawei Technologies Dimensioning.Shenzen : Huawei [7] Huawei Technologies Co.Ltd..21. LTE RNP Introduction.Shenzen : Huawei [8] Sesia, Stefania, Issam Toufik, and Matthew Baker,. LTE The UMTS Long Term Evolution : From Theory to Practice, 2nd Edition. Chichester, West Sussex:WILEY,211. [9] Song, Lingyang. Jia Shen. Evolved Cellular Network Planning and Optimization for UMTS and LTE : CRC Press, 21 [1] Tolstrup, Morten. Indoor Radio Planning A Practical Guide for 2G,3G and 4G, 3rd Edition. Chichester, West Sussex:WILEY,215. [11] Zhang, Jie. Femtocells Technologies and Development : Wiley, 21 [12] ElNashar,Ayman,Mohamed El-saidny, and Mahmoud Sherif. Design, Deployment and Performance of 4G LTE Network. Chicester,West Sussex:WILEY,214 54

69 LAMPIRAN RPS Histogram Table SIR hasil simulasi diseluruh lantai Signal to Interference Ratio [db] Relative Frequency -5 CDF

70

71

72 E E E E E

73

74 E RPS Histogram Table RSL hasil simulasi diseluruh lantai 6

75 (Composite) Coverage [dbm] Relative Frequency CDF E

76 E E E

77 E E

78

79

80 Tutorial menggunakan RPS 66

81 (Pengenalan Window pada RPS) Tutorial menggunakan RPS (Menambah Layer) 67

82 Tutorial menggunakan RPS (Pengenalan Koordinat System) Tutorial menggunakan RPS (Cara membuat lantai/surface) 68

83 Tutorial menggunakan RPS (Cara membuat dinding) 69