BAB III METODE PENELITIAN
3.3 FREKUENSI 2,6 GHZ
Tabel 3.1 Link Budget 5G NR untuk Frekuensi 2,6 GHz.
Maximum Allowable Path Loss (MAPL)
Comment parameter Downlink Uplink gNodeB Transmitter
Power(dBm) 49 49
Resource block 273 273
Subcarrier quantity 3276 3276
gNodeB antenna gain(dBi) 2 2
gNodeB cable loss(dBi) 0 0
Penetration loss(dB) 26,85 26,85
Folliage loss(dB) 19,59 19,59
Body block loss(dB) 3 3
Interference margin(dB) 6 2
Rain/Ice margin(dB) 0 0
Slow fading margin(dB) 7 7
UE antenna gain(dB) 0 0
Bandwidth(MHz) 100 100
Kontanta boltzman (K) (mWs/K) 1,38×10-20 1,38×10-20
Temperature(Kelvin) 293 293
Thermal noise power(dBm) -153,93 -153,93
UT noise figure(dB) 9 9
Demodulation threshold
SINR(dB) -1,1 -1,1
23
Mendapatkan jumlah site di daerah perencanaan kawasan Industri Pulogadung dilakukan dengan menentukan model propagasi. Model propagasi yang digunakan didasarkan pada link budget untuk jaringan 5G sesuai dengan 3GPP 38.901. Model propagasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Urban Macro (UMa). UMa dengan Outdoor-to-Outdoor (O2O) dan ini mirip dengan skenario 3D-UMa dimana Base station dipasang di atas tingkat rooftop bangunan sekitarnya dengan tinggi Tx biasanya sekitar 25m, tinggi Rx sekitar 1.5-2.5 m dan ISD sebesar 500 m.
Pertama, tentukan nilai Thermal Noise dan Subcarrier Quantity : Thermal Noise
Sehingga, nilai yang didapat untuk perhitungan pathloss adalah : Skenario 1 Downlink Outdoor-to-Outdoor
Berdasarkan perhitungan, nilai pathloss dari beberapa skenario mendapatkan nilai yang berbeda-beda. Faktor yang sangat berpengaruh pada berbedanya nilai dari pathloss terletak pada parameter interference margin yang berpengaruh pada skenario Uplink menggunakan 2 dB dan Downlink menggunakan 8 dB serta parameter slow fading margin yang berpengaruh terhadap skenario Outdoor-to-Outdoor menggunakan 7 dB. Perbedaan ini diakibatkan perbedaan keadaan yang akan digunakan dari berbagai skenario.
Dari hasil perhitungan h’BS; h’UT; dan d’BP didapat :
24
Dan perhitungan dari rumus LOS-PL ini menghasilkan nilai d3D pada skenario 1 (O2O-Downlink-LOS) dengan nilai :
PL = 40 log10 (d3D) + 28.0 + 20 log10 (fc) – 9 log10 ((d'BP)2 + (hBS - hUT)2) 99,43 = 40 log (d3D)+ 28.0+ 20 log (2.6) – 9 log((416)2 + (25-1)2) 40 log (d3D) = 99,43 + 47,15666791 – 28 – 8,299466959
log (d3D) = 110,287/40
d3D = 571,99 m (3.8)
Pada skenario 1 (O2O-Downlink-LOS), nilai d2D yang didapat adalah :
‘d2D’ = √((𝑑3𝐷)2 − (ℎ𝐵𝑆 − ℎ𝑈𝑇)2) = √((571,99)2 − (25 − 1,5)2)
= 571,514 m (3.9)
Jadi, dengan adanya perhitungan sebelumnya dapat diketahui area yang dicakup oleh satu gNodeB pada skenario 1 (O2O-Downlink-LOS) dengan perhitungan sebagai berikut :
𝐶𝐴 = 2,6 x (d2D)2
= 2,6 x (571,514)2
= 849233,455 m2 (3.10)
Terakhir, jumlah site yang dibutuhkan dalam area cakupan yang ingin dilakukan perencanaan dapat diketahui dengan mengetahui luas permukaan daerah penelitian yaitu 7 km2 dibandingkan dengan luas area cakupan gNodeB dengan perhitungan sebagai berikut :
𝑁𝑔𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵 = ℓ𝐴𝑟𝑒𝑎/𝐶𝐴
= 7000000 / 849233,455
25
Thermal Noise -153.93 -153.93
Subcarrier Quantity 3276 3276
Pathloss 99,43 dB 103,43 dB
Coverage Area 849233,455 m2 1346786.002 m2 Number of gNodeB 8 sites 6 sites 3.4 FREKUENSI 28 GHZ
Tabel 3.3 Link Budget 5G NR untuk Frekuensi 28 GHz.
Maximum Allowable Path Loss (MAPL)
Comment parameter Downlink Uplink gNodeB Transmitter Power(dBm) 35
Resource block 132
Subcarrier quantity 1584
gNodeB antenna gain(dBi) 2
gNodeB cable loss(dBi) 0
Penetration loss(Db) 12.23
Folliage loss(Db) 5
Body block loss(Db) 15
Interference margin(Db) 0,5 1
Rain/Ice margin(Db) 3
Slow fading margin(Db) 7
UE antenna gain(Db) 0
Bandwidth(MHz) 100
Kontanta boltzman (K) (mWs/K) 1,38×10-20
Temperature(Kelvin) 293
Thermal noise power(dBm) -153,93
UT noise figure(Db) 7
26
Demodulation threshold SINR(Db) -1,1
Jumlah lokasi di kawasan industri Pulogadung ditentukan dengan menentukan model propagasi. Model propagasi yang digunakan didasarkan pada link budget untuk jaringan 5G berdasarkan 3GPP 38.901. Model propagasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Urban Macro (UMa).
UMa dengan Base Station O2O (Outdoor to Outdoor) dari skenario ngarai jalan Umi dipasang di bawah level rooftop gedung sekitarnya. Area terbuka digunakan untuk merekam skenario kehidupan nyata seperti kota atau terminal.
Lebar daerah cakupan terbuka umumnya sekitar 50-100 m, dengan tinggi Tx 10 m, tinggi Rx sekitar 1,5-2,5 m dan ISD sekitar 200 m.
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan.
Thermal Noise -153.93 -153.93
Subcarrier Quantity 1584 1584
Pathloss 110,30 Db 109,80 Db
Coverage Area 119487,19 m2 107059,00 m2 Number of gNodeB 42 sites 47 sites 3.5 COVERAGE AREA
Coverage planning adalah perencanaan jaringan yang perhitungannya berdasarkan area yang akan dicakup oleh jaringan. Perhitungan link budget digunakan untuk menentukan nilai pathloss maksimum yang dapat diterima antara gNB dan antena UE. Dalam perencanaan penelitian ini bertujuan untuk menentukkan jumlah site yang ideal atau baik untuk Kawasan Industri Pulogadung dengan menghitung luas cakupan untuk setiap site.
3.6 PARAMETER SECONDARY SYNCHRONIZATION - REFERENCE SIGNAL RECEIVED POWER (SS-RSRP)
SS-RSRP didefinisikan sebagai daya linier rata-rata pada resource elements yang membawa informasi reference signal dalam rentang frekuensi
27
bandwidth yang digunakan. Reference signal dibawa oleh simbol tertentu pada satu subcarrier dalam resource block, sehingga pengukuran hanya dilakukan pada resource element yang membawa informasi cell-specific reference signal.
SS RSRP merupakan informasi level kuat sinyal pada suatu sel[6].
28 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini merupakan proses atau tahap selanjutnya dari perencanaan coverage 5G yaitu perhitungan link budget dan simulasi coverage planning 5G NR di Atoll 3.4. Hasil dan pembahasan meliputi hasil simulasi di Atoll 3.4 dan parameter analisis sesuai pada Bab III.
4.1 HASIL SIMULASI SS-RSRP 2,6 GHZ
Pada penelitian ini menggunakan 2 Skenario simulasi yang kemudian akan dibuat lokasi site baru sesuai dengan jarak dari coverage. Dalam perencanaan jaringan ini tidak menggunakan lokasi site existing. Sehingga, akan diberikan rekomendasi penempatan lokasi site yang baru sesuai dengan pertimbangan cakupan wilayah atau coverage. Hasil simulasi Atoll menunjukkan nilai SS-RSRP rata-rata yang diperoleh.
Tabel 4.1 Main System Parameters.
Key Parameter Sistem Technology template NR Carrier frequency 2600 MHz Start frequency 2550 MHz End frequency 2650 MHz
Bandwidth 100 MHz
Duplex TDD
Antenna file Kathrein
1. Skenario 1 Outdoor-to-Outdoor (O2O) Downlink Line of sight (LOS)
29
Gambar 4.1 gNodeB mapping skenario 1 Parameter SS-RSRP.
Gambar 4.1 merupakan rekomendasi penempatan lokasi site yang digunakan pada simulasi skenario 1 terdiri dari 8 sites.
Tabel 4.2 Kalkulasi Statistik Skenario 1 Parameter SS-RSRP.
Raster Statistic Value
Minimum -110
Maximum -60
Mean -84,34
30
Gambar 4.2 Hasil Simulasi Nilai SS-RSRP Skenario 1.
SS-RSRP rata-rata yang diperoleh untuk prediksi menggunakan 8 gNodeB adalah -84,34 dBm, yang berarti kekuatan sinyal sudah dalam kategori baik pada teknologi sebelumnya (LTE). Sementara itu, penelitian ini menunjukkan SS-RSRP dengan nilai minimum -110 dBm dan nilai maksimum -60 dBm.
2. Skenario 2 Outdoor-to-Outdoor (O2O) Uplink Line of Sight (LOS)
Gambar 4.3 gNodeB Mapping Skenario 2 Parameter SS-RSRP.
31
Gambar 4.3 merupakan rekomendasi penempatan lokasi site yang digunakan pada simulasi skenario 2 terdiri dari 6 sites.
Tabel 4.3 Kalkulasi Statistik Skenario 2 Parameter SS-RSRP.
Raster Statistic Value
Minimum -110
Maximum -60
Mean -86
Gambar 4.4 Hasil Simulasi Nilai SS-RSRP Skenario 2.
SS-RSRP rata-rata yang diperoleh untuk prediksi menggunakan 6 gNodeB adalah -86 dBm. Sementara itu, pada skenario 2 penelitian ini menunjukkan SS-RSRP dengan nilai minimum -110 dBm dan nilai maksimum -60 dBm.
4.2 HASIL SIMULASI SS-RSRP 28 GHZ
Simulasi ini menggunakan beberapa parameter sistem utama yang dirangkum pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Main System Parameters.
32
Key Parameter Sistem Technology template NR Carrier frequency 28000 MHz Start frequency 26500 MHz End frequency 29500 MHz
Bandwidth 100 MHz
Duplex TDD
Antenna file Kathrein 1. Skenario 1 Uplink Outdoor-to-Outdoor (O2O)
Desain ini tidak menggunakan lokasi sites yang sudah ada. Lokasi sites baru kemudian akan direkomendasikan dengan mempertimbangkan coverage area. Penempatan sites diatur secara manual di perangkat lunak Atoll. Gambar 4.5 merupakan rekomendasi lokasi yang digunakan dalam perencanaan ini yang terdiri dari 42 sites sesuai dengan perhitungan.
Gambar 4.5 Pemetaan gNodeB.
33
Gambar 4.6 Hasil Simulasi Nilai SS-RSRP Skenario 1.
Tabel 4.5 Perhitungan Statistik.
Raster Statistic Value
Minimum -120
Maximum -80
Mean -98,18
Dari hasil simulasi ini, 4,25% dari total area tidak terlayani oleh gNodeB karena kekuatan sinyal. Layanan yang diberikan dalam simulasi adalah Video Streaming SS-RSRP rata-rata untuk prediksi menggunakan 42 gNodeB adalah - 98,18 dBm, yang berarti kekuatan sinyal sangat baik dalam hal standarisasi untuk teknologi LTE. Sedangkan penelitian ini menyajikan SS-RSRP dengan nilai minimum -120 dBm dan nilai maksimum -80 dBm.
2. Skenario 2 Downlink Outdoor-to-Outdoor (O2O)
Desain ini tidak menggunakan lokasi sites yang sudah ada. Lokasi sites baru kemudian akan direkomendasikan dengan mempertimbangkan coverage area. Penempatan sites diatur secara manual di perangkat lunak
34
Atoll. Gambar 4.7 merupakan rekomendasi lokasi yang digunakan dalam perencanaan ini yang terdiri dari 47 sites sesuai dengan perhitungan.
Gambar 4.7 Pemetaan gNodeB.
Gambar 4.8 Hasil Simulasi Nilai SS-RSRP Skenario 2.
Tabel 4.6 Perhitungan Statistik.
35
Raster Statistic Value
Minimum -120
Maximum -80
Mean -97, 81
SS-RSRP rata-rata untuk prediksi menggunakan 47 gNodeB adalah - 97,81 dBm, yang berarti kekuatan sinyal sangat baik dalam hal standarisasi untuk teknologi LTE. Sedangkan penelitian ini menyajikan SS-RSRP dengan nilai minimum -120 dBm dan nilai maksimum -80 dBm.
36 BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
1. Ada dua nilai perhitungan MAPL yaitu arah uplink dan downlink, dalam melakukan perhitungan dibutuhkan data link budget yang menunjukkan parameter-parameter yang digunakan oleh UT maupun gNodeB.
2. Dari parameter (SS-RSRP) yang diamati, menunjukkan bahwa Skenario 1 Carrier 28 GHz (Uplink-O2O-LOS) memiliki nilai rata-rata SS-RSRP yang terendah, yaitu sebesar -98.18 dBm dan nilai rata-rata SS-RSRP yang tertinggi dihasilkan oleh skenario 1 Carrier 2,6 GHz (Downlink-O2O-LOS), yaitu sebesar -84.34 dBm, hal ini disebabkan pada skenario 1 Carrier 2,6 GHz memiliki jumlah pathloss terendah.
3. Secara keseluruhan, nilai rata-rata SS-RSRP pada carrier 2,6 GHz lebih baik daripada nilai rata-rata SS-RSRP pada carrier 28 GHz. Hal tersebut disebabkan oleh carrier 2,6 GHz yang memiliki radius sel yang lebih luas jika dibandingkan dengan radius sel pada carrier 28 GHz.
5.2 SARAN
1. Penulis berharap penelitian ini dapat menjadi referensi bagi pembaca khususnya kepada adik tingkat yang akan mengambil Tugas Akhir dengan tema serupa di waktu mendatang.
2. Penulis juga berharap penelitian ini dapat menjadi bahan referensi untuk penelitian 5G di Indonesia.
37
DAFTAR PUSTAKA
[1] G. Fahira, A. Hikmaturokhman, dan A. R. Danisya, “5G NR Planning at mmWave Frequency : Study Case in Indonesia Industrial Area,” Int. Conf.
Ind. Electr. Electron., hal. 205–210, 2020.
[2] B. Alfaresi, T. Barlian, dan Muhardanus, “Analisa Path Loss Radio Jaringan 5G Frekuensi High Band 26 GHz dengan Model 3GPP ETSI,” Fokus Elektroda, vol. 05, hal. 05–10, 2020. Tersedia pada:
http://ojs.uho.ac.id/index.php/jfe/.
[3] F. K. Karo, A. Hikmaturokhman, dan M. A. Amanaf, “Perencanaan Jaringan 5G New Radio (NR) pada Frekuensi 2,6 GHz di Kawasan Segitiga Emas Jakarta,” 2020.
[4] R. R. Yusuf, U. K. Usman, dan Y. S. Rohmah, “Analisa Perencanaan Perluasan Coverage Area LTE di Kabupaten Garut,” TEKTRIKA, vol. 3, hal.
64–73, 2018.
[5] Cakrawala, “Apa Itu 5G? Apa Kelebihan yang Ditawarkannya bila
Dibandingkan 4G?,” 2019.
https://infokomputer.grid.id/read/121662685/apa-itu-5g-apa-kelebihan-yang-ditawarkannya-bila-dibandingkan-4g?page=all (Diakses Jun 25, 2021).
[6] R. N. Esa, A. Hikmaturokhman, dan A. R. Danisya, “5G NR Planning at Frequency 3.5 Ghz in Pulogadung Area Using Mentum Planet,” Int. Conf.
Ind. Electr. Electron., hal. 187–193, 2020.
[7] Huawei, “Huawei 5G Wireless Network Planning Solution White Paper,”
Shenzhen, 2018.
[8] S. Teral, “5G Best Choice Architecture,” 2019.
[9] R. E. Rios, “5G Network Planning and Optimization Using Atoll,” Universitat Politecnica de Catalunya, 2019.
[10] T. P. Puslitbang SDPPI, “Studi Lanjutan 5G Indonesia 2018 Spektrum Outlook dan Use Case untuk Layanan 5G Indonesia.” Puslitbang Sumber Daya, Perangkat, dan Penyelenggaraan Pos dan Informatika Badan Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Manusia Kementerian Komunikasi dan
38
Informatika, Desember 2018. [Daring]. Tersedia pada:
http://balitbangsdm.kominfo.go.id
[11] 5G Indonesia, “Pemetaan Pengukuran Nilai SS-RSRP 5G NR.”
https://www.5g-indonesia.com/2021/01/pemetaan-pengukuran-nilain-ss-rsrp-5g-nr.html (diakses Sep 05, 2021).