Bab ini berisi tentang kesimpulan berdasarkan analisis yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya dan saran yang ditujukan untuk penelitian selanjutnya.
5 BAB II DASAR TEORI
2.1 KAJIAN PUSTAKA
Pada penelitian [6] tentang Perencanaan 5G NR pada Frekuensi 3.5 GHz menjelaskan mengenai konsep 5G NR menggunakan model UMa, menggunakan 8 skenario desain untuk uplink dan downlink; O2O dan O2I;
LOS dan NLOS. Dari semua SS-RSRP yang diamati, skenario 1 (downlink-O2O-LOS) memiliki SS-RSRP tertinggi sebesar -92.95 dBm dan SS-RSRP terendah dihasilkan dari skenario 2 (uplink-O2O-LOS) sebesar -97.16 dBm.
Nilai SS-RSRP dipengaruhi oleh jumlah site yang meliputi wilayah perencanaan dimana skenario 1 memiliki SS-RSRP tertinggi.
Pada penelitian [2] tentang Analisa Path Loss Radio Jaringan 5G menjelaskan mengenai konsep 5G menggunakan frekuensi High band 26 GHz dengan Model 3GPP ETSI. Pada penelitian ini menganalisa path loss pada frekuensi upper band. Hasil penelitian menyatakan bahwa parameter jarak dan frekuensi sangat berpengaruh pada besar path loss yang dihasilkan, sedangkan parameter tinggi BTS dan tinggi penerima, berpengaruh sebagian yaitu tinggi BTS dan penerima tidak berpengaruh pada kondisi LOS daerah rural macro dan kondisi NLOS pada urban macro dan micro[2].
Pada penelitian [1] menjelaskan mengenai konsep 5G NR yang meneliti tentang Perencanaan 5G NR pada Frekuensi mmWave. Dalam penelitian ini link budget dihitung berdasarkan O2O dengan skenario LOS dan UMi digunakan sebagai model propagasi. Hasil perencanaan menghasilkan nilai path loss 110,30 dB untuk uplink dan 109,80 dB untuk downlink; radius sel adalah 214,37 m untuk uplink dan 202,92 m untuk downlink. Dari hasil simulasi uplink, SS-RSRP ditampilkan dengan nilai minimum -110.96 dBm;
nilai maksimum -68,66 dBm; dan nilai rata-rata -99,54 dBm. Hasil simulasi downlink menunjukkan SS-RSRP dengan nilai minimum -110.96 dBm; nilai maksimum -68,66 dBm; dan nilai rata-rata -98,82 dBm[1].
2.2 JARINGAN 5G NR
6
Dibandingkan LTE, 5G NR masih tetap menggunakan OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), tetapi tentunya dengan beberapa peningkatan. Salah satunya adalah subcarrier spacing yang fleksibel, tidak hanya satu nilai. Hal ini membantu 5G NR untuk menangani spektrum frekuensi dan penggunaan yang beragam. Bila LTE mendukung frekuensi sampai di bawah 6 GHz, 5G NR mendukung frekuensi sampai 100 GHz.
Sekadar informasi, frekuensi yang lebih tinggi memungkinkan kecepatan transfer data yang lebih baik, tetapi memiliki keterbatasan dalam jangkauan alias jarak. Selain itu, 5G NR misalnya juga bisa digunakan di dalam ruangan untuk wideband, bukan hanya di luar ruangan dengan cakupan luas.
Gambar 2.1 Subcarrier Spacing.
Namun, 5G tidak hanya bisa menawarkan kecepatan transfer data yang lebih tinggi, melainkan menawarkan pula latensi yang lebih rendah dan kepadatan koneksi yang lebih tinggi dibandingkan generasi sebelumnya. Bila disandingkan dengan IMT-Advanced alias 4G, IMT-2020 alias 5G bisa memberikan throughput sebesar 10 kali, latensi yang menurun 10 kali, dan kepadatan koneksi yang sebanyak 10 kali.
7
Gambar 2.2 Perbandingan antara IMT-Advanced dengan IMT-2020[5].
Tabel 2.1 Rekomendasi Pengembangan Kapabilitas 5G dari ITU[3].
Parameter IMT-2020 IMT
Advanced
Peak Data rate (Gbps) 20 1
User Experienced Data rate
(Mbps) 100 10
Spectrum Efficiency (bps/Hz) 30 10
Mobility (km/h) 500 350
Latency (ms) 1 10
Area Traffic Capacity (Mbps/m2) 10 0.1 Connection Density (dev/km2) 106 105
2.3 RENTANG FREKUENSI 5G
Spektrum 5G adalah rentang frekuensi radio dalam rentang sub-6 GHz dan rentang frekuensi gelombang milimeter. Ia juga mengacu kepada frekuensi radio yang membawa data dari peralatan pengguna ke BTS. Jaringan 4G menggunakan frekuensi dalam rentang sub-6 GHz dan akan berbagi ruang dengan lalu lintas 5G. Pita frekuensi yang lebih rendah akan digunakan untuk daerah yang kurang padat penduduknya karena data dapat bergerak lebih jauh, meskipun lebih lambat pada frekuensi ini. Untuk dapat memanfaatkan spektrum mmWave yang baru tersedia, jaringan 5G harus menggunakan teknologi New Radio 5G yang distandarisasi oleh 3GPP. Spektrum frekuensi
8
radio yang digunakan jaringan 4G berkisar antara 700 MHz hingga 2,7 GHz.
Secara teori, kecepatan data maksimal 4G adalah 75Mbps untuk uplink dan 300Mbps untuk downlink saat menggunakan sistem antena input multi-output (MIMO). Pita frekuensi untuk jaringan 5G hadir dengan dua rangkaian.
Rentang frekuensi 1 (FR1) adalah dari 450 MHz hingga 6 GHz, yang mencakup rentang frekuensi 4G. Rentang frekuensi 2 (FR2) adalah 24,25 GHz hingga 52,6 GHz. Rentang sub-6 GHz adalah nama untuk FR1 dan spektrum mmWave adalah nama untuk FR2. Secara teoritis, kecepatan data puncak untuk jaringan 5G yang matang sepenuhnya adalah 10Gbps untuk downlink dan 10Gbps untuk uplink, sebagaimana distandarisasi oleh International Telecommunications Union[7].
2.4 ATOLL
Software atoll adalah perangkat lunak multi teknologi yang banyak digunakan pada dunia telekomunikasi. Software ini dapat digunakan untuk mendukung seluruh jaringan wireless operator untuk tahap perencanaan dan optimasi suatu jaringan.
Gambar 2.3 Atoll.
2.5 PERENCANAAN PERLUASAN BERDASARKAN COVERAGE 2.5.1 Maximum Allowable Path Loss (MAPL)
Maximum Allowable Path Loss (MAPL) adalah nilai maksimum loss yang diizinkan. Merupakan perhitungan nilai propagasi maksimum antara perangkat gNodeB dan mobile station. Ada dua nilai perhitungan MAPL yaitu arah uplink dan downlink, sehingga ketika pelanggan mengalami loss lebih kecil daripada nilai MAPL yang telah diperhitungkan, maka pelanggan masih dapat mengakses layanan. Nilai uplink digunakan untuk menentukan.maksimum redaman propagasi dari mobile station ke gNodeB. Nilai downlink adalah maksimum redaman
9
propagasi dari gNodeB ke mobile station untuk keperluan komunikasi user dalam cakupan suatu daerah.
2.5.2 Perhitungan Radius Sel
Setelah mendapatkan nilai MAPL, selanjutnya adalah menentukan radius sel. Dalam proses perhitungan radius sel biasanya menggunakan model propagasi.
2.5.3 Perhitungan Jumlah Site
Setelah diperoleh nilai cell radius untuk suatu frekuensi maka selanjutnya menentukan jumlah site untuk perencanaan perluasan jaringan 5G yang akan dilakukan[4].
2.6 KASUS PENGGUNAAN 5G NR
5G mencakup tiga kasus penggunaan utama : 2.6.1 Enhanced mobile broadband (eMBB)
Layanan yang menuntut kecepatan data tinggi, volume lalu lintas tinggi, dan cakupan area luas. eMBB membahas komunikasi yang berpusat pada manusia.
2.6.2 Massive machine-type communication (mMTC)
Layanan yang ditandai dengan sejumlah besar perangkat, seperti sensor, perangkat wearable, perangkat IoT, dll., yang tidak memerlukan konsumsi energi tinggi dan dengan biaya rendah. Perangkat ini mengkonsumsi dan menghasilkan sejumlah kecil data, oleh karena itu, dukungan kecepatan data yang tinggi tidak penting. Ini adalah kasus penggunaan yang berpusat pada mesin.
2.6.3 Ultra-reliable and low-latency communication (URLLC)
Layanan yang membutuhkan latensi sangat rendah dan keandalan serta ketersediaan yang sangat tinggi. Beberapa contohnya adalah keselamatan lalu lintas, otomatisasi pabrik, layanan e-health, mobil yang dapat mengemudi sendiri, dll. Ini mencakup komunikasi yang berpusat pada manusia dan mesin.
Meskipun ini adalah tiga kasus penggunaan yang berbeda, ada skenario dimana kasus penggunaan dapat digabungkan, karena berbagai kemungkinan untuk layanan khusus yang dibawa oleh teknologi ini.
10
Gambar 2.4 Kasus Penggunaan 5G[8].
2.7 STRUKTUR RANGKA
5G NR menggunakan orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) dengan cyclic prefix (CP) untuk downlink dan uplink.
Salah satu fitur utama 5G NR adalah numerologi OFDM yang dapat diskalakan (µ=0,1,2,3,4), yang mengadopsi jarak subcarrier fleksibel 2µ . 15 kHz (dari 15 kHz hingga 240 kHz). Dengan demikian, CP juga terukur secara proporsional. Hal ini memungkinkan berbagai skenario penerapan, dari pita frekuensi di bawah 1 GHz hingga pita gelombang milimeter.
Struktur domain waktu NR terdiri dari frame 10 ms yang dibagi menjadi sepuluh subframe 1 ms. Pada gilirannya, subframe dibagi menjadi slot masing-masing 14 simbol OFDM, dan durasinya dalam milidetik tergantung pada numerologi.
Pada domain frekuensi, blok sumber daya (RB) terdiri dari 12 subcarrier berurutan. Sebuah radio carrier NR dibatasi hingga 3300 subcarrier aktif (275 RB) yang menghasilkan bandwidth carrier 50, 100, 200, dan 400 MHz untuk jarak subcarrier masing-masing 15, 30, 60, dan 120 kHz. Jika bandwidth yang lebih besar akan didukung, agregasi operator dapat digunakan, di mana beberapa operator NR dapat digabungkan dan ditransmisikan secara paralel ke atau dari perangkat yang sama. Hingga 16 operator, dapat digabungkan sehingga memungkinkan bandwidth hingga 6,4 GHz.
11
Gambar 2.5 menunjukkan struktur rangka yang telah dibahas sebelumnya.
Gambar 2.5 Struktur Rangka 5G NR.
2.8 SKEMA DUPLEKS
5G NR mendukung frequency-division duplex (FDD) untuk pita frekuensi yang lebih rendah dan time-division duplex (TDD) untuk pita frekuensi yang lebih tinggi, tunduk pada half-duplex atau full-duplex.
Dalam hal operasi TDD, frekuensi pembawa tunggal digunakan untuk transmisi downlink dan uplink yang terpisah. NR menggunakan TDD dinamis di mana slot dapat dialokasikan secara dinamis ke uplink atau downlink sebagai bagian dari keputusan penjadwal. Sistem TDD memberikan waktu penjagaan yang besar di mana transmisi downlink maupun uplink tidak terjadi, yang memungkinkan pengalihan arah transmisi dan untuk menghindari interferensi di stasiun pangkalan.
Di sisi lain, untuk operasi FDD, transmisi uplink dan downlink terjadi secara bersamaan tetapi menggunakan frekuensi pembawa yang berbeda. Ada juga kemungkinan mode setengah dupleks, di mana transmisi dipisahkan dalam frekuensi dan waktu.
12
Gambar 2.6 Skema Dupleks 5G NR.
2.9 PERSYARATAN TEKNIS
Sebagai bagian dari proses standarisasi 5G, ITU-R, sektor komunikasi radio dari International Telecommunication Union (ITU), yang bertanggung jawab untuk memastikan penggunaan spektrum RF secara efisien, mengeluarkan International Mobile Telecommunications-2020 (IMT-2020), serangkaian persyaratan untuk jaringan 5G.
Gambar berikut merangkum persyaratan minimum yang terkait dengan kinerja teknis untuk antarmuka radio IMT-2020, yang didasarkan pada serangkaian kemampuan yang diperlukan untuk mendukung kasus penggunaan dan skenario penggunaan 5G.
Tabel 2.2 Persyaratan Kinerja Teknis Minimum untuk IMT-2020.
Parameter Minimum Technical Performance Requirement
Peak data rate Downlink: 20 Gbps
Uplink: 10 Gbps Peak spectral efficiency Downlink: 30 bit/s/Hz
Uplink: 15 bit/s/Hz User-experienced data
rate
Downlink: 100 Mbps Uplink: 50 Mbps
Area traffic capacity 10 Mbps/m2 (indoor hotspot for eMBB)
User plane latency 4 ms for eMBB
1 ms for URLLC
Control plane latency 20 ms
Connection density 1,000,000 devices per km2
Energy efficiency
Efficient data transmission in a loaded case Low energy consumption when there is no data
High sleep ratio Long sleep duration Reliability
1-10-5 success probability of transmitting a layer 2 PDU of 32 bytes within 1 ms, at coverage
edge in Urban Macro for URLLC
13 Mobility
1.5 bit/s/Hz at 10 km/h for indoor hotspot eMBB 1.12 bit/s/Hz at 30 km/h for dense urban eMBB
0.8 bit/s/Hz at 120 km/h for rural eMBB 0.45 bit/s/Hz at 500 km/h for rural eMBB Mobility interruption
time 0 ms
Bandwidth
At least 100 MHz and up to 1 GHz in higher frequency bands. Scalable bandwidth shall be
supported
NR dapat digunakan di pita frekuensi yang berbeda, yang ditentukan oleh 3GPP pada pekerjaan Rilis 15. Karena persyaratan RF yang berbeda (misalnya daya transmisi maksimum), pita ini dibagi menjadi dua rentang frekuensi : 1. FR1 yang mencakup semua pita yang ada dan yang baru di bawah 6 GHz.
2. FR2 yang mencakup pita baru di kisaran 24,25 – 52,6 GHz.
Pada saat yang sama, 3GPP mendefinisikan band operasi, sesuai dengan rentang frekuensi yang berbeda untuk downlink dan uplink.
Tabel 2.3 Pita Pengoperasian NR[9].
NR Operating Band Uplink Range (MHz)
14 2.10 RANGE FREKUENSI 5G DI INDONESIA
Kepdirjen 235 Tahun 2018 Tentang Penetapan Pita Frekuensi Radio untuk Uji Coba Penggunaan Teknologi IMT-2020 disebutkan bahwa pita frekuensi radio yang dapat digunakan dalam uji coba penggunaan teknologi IMT-2020 adalah sebagai berikut:
1. Pita frekuensi radio 3,5 GHz (3,3 – 4,2 GHz) 2. Pita frekuensi radio 15 GHz (14,5 – 15,35 GHz) 3. Pita frekuensi radio 26 GHz (24,25 – 27,5 GHz) 4. Pita frekuensi radio 28 GHz (26,5 – 29,5 GHz)
Pita tersebut dipilih dari berbagai pertimbangan, pertimbangan utama adalah ekosistem uji coba pita frekuensi secara global dan juga ketersediaan perangkat yang digunakan oleh operator seluler dalam melakukan ujicoba hanya dapat berjalan pada rentang pita frekeuensi tertentu, sehingga operator seluler juga menyarankan penggunaan pita-pita tersebut.
Pita-pita frekuensi tersebut sebagian besar telah memiliki pengguna eksisting sejak lama sehingga penggunaannya sudah sangat massive, oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan interferensi apabila teknologi IMT-2020 akan hadir dan menggunakan pita pada rentang tersebut. Perhitungan tersebut untuk memastikan berapa jarak aman antar BTS dari teknologi seluler dengan
15
layanan yang diberikan oleh penyelenggara incumbent apabila penggunaan pita frekuensi layanan bersifat co-channel atau berapa besar guard band yang harus diberikan apabila penggunan pita frekuensi layanan tersebut bersifat adjacent.
Perhitungan interferensi membutuhkan perbandingan antara dua layanan yang berada di dalam rentang pita yang sama baik itu bersifat co channel maupun adjacent. Pita 26 GHz tidak dilakukan perhitungan deterministik hal ini dikarenakan di Indonesia, rentang pita tersebut dalam posisi tidak ada pengguna eksisting. Sedangkan untuk rentang pita 28 GHz hanya akan dilakukan perhitungan secara co channel, hal ini dikarenakan tidak adanya sumber dan referensi spectral mask untuk rentang pita 28 GHz yang menyebabkan perhitungan besaran guard band tidak dilakukan[10].
2.11 PARAMETER SS-RSRP
SS-RSRP didefinisikan sebagai daya linier rata-rata pada resource elements yang membawa informasi reference signal dalam rentang frekuensi 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].
UE melakukan pengukuran SS-RSRP dan menggunakannya untuk pemilihan sel, pemilihan ulang sel, kontrol daya, prosedur mobilitas, dan prosedur manajemen beam.
Tabel 2.4 Kategori Nilai RSRP.
Kategori Range sumber daya yang dialokasikan ke sinyal SS.
2. Rata-rata dihitung menggunakan unit linier dalam mWatt.
16
3. Daya diukur pada energi yang diterima selama bagian simbol yang berguna saja dan tidak termasuk cyclic prefix part.
4. Untuk FR 1 pengukuran dilakukan pada konektor antena UE dengan asumsi UE mempunyai sebuah antena clement per jalur penerimaan, bukan array antena.
5. Untuk FR 2, pengukuran dilakukan berdasarkan kekuatan sinyal gabungan semua elemen antena yang termasuk dalam satu jalur penerima dengan asumsi UE mempunyai antena array untuk setiap jalur penerima[11].
2.12 PERSAMAAN PERHITUNGAN LINK BUDGET
Pada perhitungan link budget bertujuan memperkirakan nilai MAPL antara mobile antena dan mobile station antena pada sisi downlink maupun uplink.
Tabel 2.5 Link Budget 5G NR[3].
Maximum Allowable Path Loss (MAPL)
Comment parameter Downlink Uplink gNodeB Transmitter Power(dBm)
Perhitungan secara coverage mempertimbangkan loss yang terjadi di antara perangkat gNodeB dan perangkat User Terminal (UT), dalam
17
melakukan perhitungan dibutuhkan data link budget yang menunjukkan parameter-parameter yang digunakan oleh UT maupun gNodeB yang terdapat pada tabel 2.5. Pertama, tentukan nilai Thermal Noise menggunakan persamaan (2.1) dan Subcarrier Quantity menggunakan persamaan (2.2) dengan persamaan sebagai berikut [3]:
𝑁𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 = 10 × 𝑙𝑜𝑔(𝐾 × 𝑇 × 𝐵) (2.1) Keterangan :
NThermal = Thermal Noise
K = Konstanta Boltzmann ( 1,38 × 10-20 mWs/K) T = Temperatur (293° K)
Tabel 2.6 Jumlah Resource Block untuk Medium Frequency Band[3].
Bandwidth
Besarnya nilai perhitungan pathloss ini sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter yang akan digunakan dalam link budget perencanaan jaringan 5G NR. Perhitungan ini berfungsi untuk menghitung rugi total maksimum
18
redaman sinyal antara perangkat yang diterima terhadap gNodeB. Kemudian, hitung pathloss dengan persamaan sebagai berikut [3]:
Pathloss (dBm) = gNodeB transmit power (dBm)–10 log10 (subcarrier quantity)+gNodeB antenna gain (dBi) – gNodeB cable loss (dB) – penetration loss (dB) – foliage loss (dB) – body block loss (dB) – interference margin (dB) – rain/ice margin (dB)–slow fading margin (dB) + UT antenna gain (dB)–thermal noise figure (dBm) – UT noise figure (dB) – demodulation
threshold SINR (dB)
(2.3)
Gambar 2.7 Pythagoras antara d3D; d2D dan (hBS-hUT)[3].
Pada gambar 2.7 merupakan Pythagoras antara d3D; d2D dan (hBS-hUT).
Untuk mendapatkan nilai d3D dari rumus pathloss di atas diperlukan nilai d’BP, nilai h’BS dan nilai h’UT terlebih dahulu, dengan persamaan (2.4), (2.5) dan (2.6) sebagai berikut [3]:
h’BS = hBS – hE (2.4) h’UT = hUT – hE (2.5) d’BP = 4 x h’BS x h’UT x fc / c (2.6) Pada kasus Line of Sight (LoS) dengan persamaan (2.7) sebagai berikut [3]:
L𝑝 = 28,0 + 40 log(𝑑3𝐷) + 20 log(𝑓𝑐) − 9 log((𝑑’𝐵𝑃)2 + (ℎ’𝐵𝑆 − ℎ’𝑈𝑇)2) (2.7)
19
Setelah nilai d3D akan didapat dari perhitungan PL model propagasi, kemudian menghasilkan nilai d2D sebagai cell radius dari persamaan (2.8) sesuai dengan ketentuan pythagoras, yaitu:
d2D = √((𝑑3𝐷)2 − (ℎ𝐵𝑆 − ℎ𝑈𝑇)2) (2.8) Dari cell radius tersebut dapat diketahui area yang dapat dicakup dalam satu site gNodeB menggunakan rumus coverage tiga sektor, yaitu [3] :
𝐶𝐴 = 1.9 × 52,6 × 𝑑2 (2.9)
Untuk mengetahui jumlah site yang dibutuhkan dalam suatu area dibutuhkan nilai luas permukaan daerah perbandingan dengan luas coverage dari gNodeB yang telah ditentukan, perhitungan perancangan jumlah site gNodeB untuk kasus LoS sebagai berikut :
𝑁𝑔𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵 = ℓ𝐴𝑟𝑒𝑎/𝐶𝐴 (2.10)
Keterangan :
ℓ𝐴𝑟𝑒𝑎 = Total luas permukaan daerah(m2) 𝐶𝐴 = 𝐶𝑜𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝐴𝑟𝑒𝑎 dari gNodeB (m2)
20 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 ALAT YANG DIGUNAKAN
Pada perancangan penelitian ini membutuhkan beberapa alat dan bahan untuk membuat perencanaan jaringan 5G. Maka akan dijelaskan beberapa cara kerja dari alat yang akan digunakan pada penelitian ini.
3.1.1 Komputer / PC
Komputer adalah peralatan elektronik yang menerima masukan data, mengolah data dan memberikan hasil keluaran dalam bentuk informasi, baik itu berupa gambar, teks, suara ataupun video. Pada gambar 3.1 merupakan komputer yang digunakan pada penelitian ini yaitu Laptop Asus X45a yang memiliki spesifikasi RAM 2GB dengan prosesor Intel Celeron Dual Core 1000M serta clock speed 1.8 GHz.
Gambar 3.1 Laptop Asus X45a.
3.1.2 Software Atoll
Software atoll adalah perangkat lunak multi teknologi yang banyak digunakan pada dunia telekomunikasi. Software ini dapat digunakan untuk mendukung seluruh jaringan wireless operator untuk tahap perencanaan dan optimasi suatu jaringan. Pada penelitian ini dilakukan simulasi perancangan jaringan 5G dengan memperhatikan parameter. Pada penelitian kali ini menggunakan software atoll 3.4.0. Pada gambar 3.2 merupakan logo dari software atoll.
21
Gambar 3.2 Atoll.
3.2 ALUR PENELITIAN
Pada penelitian ini terdapat beberapa tahapan dalam perencanaan jaringan 5G. Proses tahapan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Flowchart Alur Penelitian.
Pada gambar 3.3 merupakan flowchart yang menunjukan ringkasan dari gambaran dalam pengerjaan tugas akhir dari awal perencanaan sampai dengan akhir. Pada topik pengerjaan tugas akhir ini berfokus pada perencanaan coverage planning, yaitu perencanaan secara cakupan area dilayani dalam satu
22
site. Coverage planning meliputi perhitungan path loss dan link budget yang bertujuan untuk mengetahui pelemahan sinyal yang terjadi antara UE (User Equipment) dengan gNodeB, sehingga dari perhitungan tersebut dapat ditentukan jarak maksimal antar gNodeB. Hasil akhir dalam penelitian tugas akhir ini berupa jumlah site yang dibutuhkan dalam suatu daerah yang telah ditentukan. Tahapan awal dalam tugas akhir ini adalah penentuan wilayah yang akan dilakukan perencanaan jaringan 5G New Radio (NR), yaitu daerah Pulo Gadung yang terletak di Jakarta Timur. Adapun data yang diperlukan dalam penelitian ini antara lain, luas wilayah Jakarta Timur, posisi geografis dan data penduduk. Untuk menentukan klasifikasi layanan maka diperlukan juga data kepadatan penduduk wilayah tersebut.
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.
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan.