TUGAS AKHIR PERBANDINGAN PENGGUNAAN PITA FREKUENSI 2,6 GHZ DENGAN 28 GHZ TERHADAP PERFORMANSI JARINGAN 5G NR DI KAWASAN INDUSTRI PULOGADUNG

(1)

TUGAS AKHIR

PERBANDINGAN PENGGUNAAN PITA FREKUENSI 2,6 GHZ DENGAN 28 GHZ TERHADAP PERFORMANSI JARINGAN

5G NR DI KAWASAN INDUSTRI PULOGADUNG

COMPARISON OF THE USE OF 2.6 GHZ AND 28 GHZ FREQUENCY BANDS ON 5G NR NETWORK PERFORMANCE

IN PULOGADUNG INDUSTRIAL AREA

Disusun Oleh Kausar Handika

NIM 18201016

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO

2021

(2)

ii

PERBANDINGAN PENGGUNAAN PITA FREKUENSI 2,6 GHZ DENGAN 28 GHZ TERHADAP PERFORMANSI JARINGAN 5G NR DI KAWASAN INDUSTRI PULOGADUNG

COMPARISON OF THE USE OF 2.6 GHZ AND 28 GHZ FREQUENCY BANDS ON 5G NR NETWORK PERFORMANCE

IN PULOGADUNG INDUSTRIAL AREA

Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T)

Di Institut Teknologi Telkom Purwokerto

Disusun oleh Kausar Handika

NIM 18201016

DOSEN PEMBIMBING

Solichah Larasati, S.T., M.T.

Agung Wicaksono, S.T., M.T.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO

2021

(3)

iii PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal Tugas Akhir yang berjudul “PERBANDINGAN PENGGUNAAN PITA FREKUENSI 2,6 GHZ DENGAN 28 GHZ TERHADAP PERFORMANSI JARINGAN 5G NR DI KAWASAN INDUSTRI PULOGADUNG”.

Maksud dari penyusunan proposal Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh ujian Ahli Madya Teknik Telekomunikasi pada Fakultas Teknik Telekomunikasi dan Elektro Institut Teknologi Telkom Purwokerto. Dalam penyusunan proposal Tugas Akhir ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada :

1. Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya yang telah memberikan kelancaran.

2. Orang tua saya yang selalu memberikan do’a dan dukungan.

3. Ibu Solichah Larasati, S.T., M.T. selaku pembimbing 1.

4. Bapak Agung Wicaksono, S.T., M.T. selaku pembimbing 2.

5. Seluruh dosen, staf dan karyawan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto.

6. Seluruh teman-teman khususnya Prodi D3 Teknik Telekomunikasi.

7. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa proposal Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik dan masukkan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca khususnya bagi penulis sendiri.

Purwokerto, Maret 2021

Kausar Handika

(4)

iv ABSTRAK

Pada penelitian ini akan dibuat suatu perbandingan cakupan area 5G NR pada frekuensi 2.6 GHz dengan 28 GHz. Teknologi 5G NR yang menggunakan frekuensi Millimeter Wave (mm Wave) dapat mencapai kecepatan data multi Gigabit-per- second (Gbps) ke pengguna. Atoll digunakan untuk radio network planning dan optimism yang di dalamnya tersedia fitur komperhensif sehingga memungkinkan untuk menunjang perencanaan coverage di Kawasan Industri Pulogadung dengan luas 5 km². Perancangan ini menggunakan metode perancangan 5G NR maka ditetapkan dengan model propagasi yang sesuai untuk perencanaan, yaitu dengan model Urban Macro (UMa) berdasarkan standar dari 3GPP TR 38.901, serta menggunakan skenario perancangan untuk kondisi outdoor-to-outdoor (O2O) line of sight (LOS). 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.

Kata Kunci : Perencanaan 5G, Coverage Area, 2.6 GHz, 28 GHz, Link Budget 5G, Atoll

(5)

v ABSTRACT

In this study, a comparison of the coverage area of 5G NR at 2.6 GHz with 28 GHz frequencies will be made. 5G NR technology, which uses Millimeter Wave (mm Wave) frequencies, can achieve multi Gigabit-per-second (Gbps) data rates for users. Atoll is used for radio network planning and optimism in which comprehensive features are available, making it possible to support coverage planning in the Pulogadung Industrial Estate with an area of 5 km². This design uses the 5G NR design method, so it is determined by the appropriate propagation model for planning, namely the Urban Macro (UMa) model based on the standard of 3GPP TR 38.901, and using design scenarios for outdoor-to-outdoor (O2O) line of sight (LOS) conditions. From the observed parameter (SS-RSRP), it shows that Scenario 1 Carrier 28 GHz (Uplink-O2O-LOS) has the lowest average SS-RSRP value, which is -98.18 dBm and the highest SS-RSRP average value generated by scenario 1 Carrier 2.6 GHz (Downlink-O2O-LOS), which is -84.34 dBm

Keywords : 5G Planning, Coverage Area, 2.6 GHz, 28 GHz, Link Budget 5G, Atoll

(6)

vi DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

PRAKATA ... iii

ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined.iv ABSTRACT ... v

DAFTAR ISI ... Error! Bookmark not defined.vi DAFTAR GAMBAR ... Error! Bookmark not defined.viii DAFTAR TABEL... ix

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 LATAR BELAKANG ... 1

1.2 RUMUSAN MASALAH ... 2

1.3 BATASAN MASALAH... 2

1.4 TUJUAN ... 3

1.5 MANFAAT ... 3

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1 KAJIAN PUSTAKA ... 5

2.2 JARINGAN 5G NR ... 5

2.3 RENTANG FREKUENSI 5G ... 7

2.4 ATOLL ... 8

2.5 PERENCANAAN PERLUASAN BERDASARKAN COVERAGE ...8

2.5.1 Maximum Allowable Path Loss (MAPL) ...8

2.5.2 Perhitungan Radius Sel ...9

2.5.3 Perhitungan Jumlah Site ...9

2.6 KASUS PENGGUNAAN 5G NR ...9

2.7 STRUKTUR RANGKA ...10

2.8 SKEMA DUPLEKS ...11

(7)

vii

2.9 PERSYARATAN TEKNIS...12

2.10 RANGE FREKUENSI 5G DI INDONESIA...14

2.11 PARAMETER SS-RSRP...15

2.12 PERSAMAAN PERHITUNGAN LINK BUDGET...16

BAB III METODE PENELITIAN ... 20

3.1 ALAT YANG DIGUNAKAN ... 20

3.1.1 Komputer / PC ... 20

3.1.2 Software Atoll ... 20

3.2 ALUR PENELITIAN ... 21

3.3 FREKUENSI 2,6 GHZ ... 22

3.4 FREKUENSI 28 GHZ ... 25

3.5 COVERAGE AREA...26

3.6 PARAMETER SS-RSRP...26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...28

4.1 HASIL SIMULASI SS-RSRP 2,6 GHZ...28

4.2 HASIL SIMULASI SS-RSRP 28 GHZ...31

BAB V PENUTUP...36

5.1 KESIMPULAN...36

5.2 SARAN...36

DAFTAR PUSTAKA ... 37

(8)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Subcarrier Spacing ... 6

Gambar 2.2 Perbandingan antara IMT-Advanced dengan IMT-2020 ... 7

Gambar 2.3 Atoll ... 8

Gambar 2.4 Kasus Penggunaan 5G...10

Gambar 2.5 Struktur Rangka 5G NR ... ...11

Gambar 2.6 Skema Dupleks 5G NR ...12

Gambar 2.7 Pythagoras antara d3D; d2D dan (hBS-hUT)...18

Gambar 3.1 Laptop Asus X45a ... 20

Gambar 3.2 Atoll ... 21

Gambar 3.3 Flowchart Alur Penelitian ... 21

Gambar 4.1 gNodeB mapping skenario 1 Parameter SS-RSRP...29

Gambar 4.2 Hasil Simulasi Nilai SS-RSRP Skenario 1...30

Gambar 4.3 gNodeB Mapping Skenario 2 Parameter SS-RSRP...30

Gambar 4.5 Pemetaan gNodeB... ...32

Gambar 4.7 Pemetaan gNodeB... ...34

(9)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Rekomendasi Pengembangan Kapabilitas 5G dari ITU ... 7

Tabel 2.2 Persyaratan Kinerja Teknis Minimum untuk IMT-2020...12

Tabel 2.3 Pita Pengoperasian NR...13

Tabel 2.4 Kategori Nilai RSRP...15

Tabel 2.5 Link Budget 5G NR...16

Tabel 2.6 Jumlah Resource Block untuk Medium Frequency Band...17

Tabel 3.1 Link Budget 5G NR untuk Frekuensi 2,6 GHzError! Bookmark not defined.22 Tabel 3.2 Hasil Perhitungan ... 25

Tabel 3.3 Link Budget 5G NR untuk Frekuensi 28 GHz... 25

Tabel 3.4 Hasil Perhitungan...26

Tabel 4.1 Main System Parameters...28

Tabel 4.2 Kalkulasi Statistik Skenario 1 Parameter SS-RSRP...29

Tabel 4.3 Kalkulasi Statistik Skenario 2 Parameter SS-RSRP...31

Tabel 4.4 Main System Parameters...31

Tabel 4.5 Perhitungan Statistik...33

Tabel 4.6 Perhitungan Statistik...34

(10)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan pada komunikasi bergerak atau komunikasi cellular dapat dilihat dari semakin bertambahnya jumlah pengguna (user). Serta meningkatnya kebutuhan akses layanan pada sisi pengguna (user). Oleh karena itu, dikembangkan suatu teknologi untuk memenuhi kebutuhan user yaitu 5G.

Fifth generation (5G) merupakan teknologi cellular terbaru yang memiliki jumlah pita yang besar yang mampu memenuhi jumlah user yang semakin bertambah serta memberikan akses layanan yang cepat. Indonesia sendiri memiliki dua opsi frekuensi di middle band, yakni 2.6 GHz dan 3.5 GHz.

Keduanya saat ini sudah dipakai untuk koneksi satelit, dan untuk high band pada 24-28 GHz dan 39 GHz. Pita frekuensi dipilih dengan berbagai pertimbangan. Pertimbangan utamanya adalah ekosistem global pengujian pita frekuensi dan perangkat yang digunakan oleh operator seluler hanya boleh beroperasi pada rentang pita frekuensi tertentu, sehingga operator seluler juga menyarankan penggunaan pita tersebut. Frekuensi tersebut menjadi tantangan bagi setiap penyelenggara jasa telekomunikasi di Indonesia dalam menyusun perencanaan yang tepat dengan menyediakan jaringan terbaik dan melayani pelanggannya di seluruh Indonesia[1].

Rencananya pada tugas akhir ini akan dilakukan di salah satu kawasan industri di Jakarta Timur yaitu Kawasan Industri Pulogadung dengan luas wilayah perancangan 5 km². Wilayah ini dipilih karena tujuan utama teknologi 5G diarahkan pada kondisi di mana konektivitas nirkabel merupakan sesuatu yang harus ada di sektor ekonomi dan industri. Penelitian ini menggunakan frekuensi 2.6 GHz dan 28 GHz sebagai pita frekuensi yang direkomendasikan untuk Indonesia. Sebelum perencanaan jaringan, data untuk link budget yang direkomendasikan untuk jaringan 5G dikumpulkan. Perhitungan coverage akan mendapatkan nilai MAPL serta nilai radius sel yang dibutuhkan untuk kawasan industri Pulogadung. Untuk mendapatkan jumlah site di daerah perencanaan Kawasan Industri Pulogadung dilakukan dengan menentukan

(11)

2

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) serta menggunakan skenario perancangan untuk kondisi outdoor-to-outdoor (O2O) line of sight (LOS). Data yang telah dihitung akan diuji menggunakan Atoll 3.4.0 dan menghasilkan nilai SS-RSRP. Tahap ini merupakan bagian terpenting dari penelitian ini karena simulasi akan menampilkan coverage area serta parameter yang akan dibandingkan dengan hasil perhitungan link budget.

Berdasarkan uraian di atas, maka penulis memilih penelitian tentang

“PERBANDINGAN PENGGUNAAN PITA FREKUENSI 2,6 GHZ DENGAN 28 GHZ TERHADAP PERFORMANSI JARINGAN 5G NR DI KAWASAN INDUSTRI PULOGADUNG” sebagai judul Tugas Akhir, dengan harapan dapat menjadi solusi dari permasalahan yang telah terjadi dan dapat digunakan sebagai referensi pengembangan teknologi 5G di Indonesia.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Rumusan masalah dari penelitian ini adalah :

1. Bagaimana perhitungan link budget untuk mendapatkan nilai MAPL?

2. Bagaimana hasil simulasi network planning 5G NR menggunakan software atoll 3.4.0?

3. Bagaimana perbandingan frekuensi 2,6 dan 28 Ghz menggunakan metode UMa dilihat dari parameter SS-RSRP?

1.3 BATASAN MASALAH

Batasan masalah dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini menggunakan teknologi 5G NR dengan frekuensi 2.6 GHz dan 28 GHz.

2. Perencanaan dalam penelitian ini hanya pada bagian coverage.

3. Simulasi dalam penelitian ini menggunakan software Atoll 3.4.0.

4. Parameter yang dianalisis dalam penelitian ini yaitu Synchronization Signal – Reference Signal Received Power (SS-RSRP).

5. Bandwidth yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 100 MHz.

(12)

3

6. Penelitian ini menggunakan model propagasi Urban Macro (UMa) serta menggunakan skenario perancangan untuk kondisi outdoor-to-outdoor (O2O) line of sight (LOS).

1.4 TUJUAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai MAPL dari teknologi 5G dengan menggunakan frekuensi sebesar 2.6 GHz dan 28 GHz. Selain itu, untuk mendapatkan hasil simulasi network planning dengan menggunakan software atoll 3.4.0, serta mengetahui perbandingan frekuensi 2,6 dan 28 Ghz menggunakan metode UMa dilihat dari parameter SS-RSRP.

1.5 MANFAAT

Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk memberikan gambaran mengenai network planning yang dihasilkan dari teknologi 5G pada frekuensi 2.6 GHz dan 28 GHz, apabila teknologi tersebut akan diterapkan secara nyata dan juga sebagai acuan untuk penerapan teknologi 5G di Indonesia pada penggunaan frekuensi Middle Band ataupun High Band.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan penelitian ini terbagi menjadi beberapa bab berdasarkan pengelompokkan pokok-pokok pikiran yang tercantum dalam bab-bab sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi tentang kajian pustaka yang dijadikan rujukan dalam tugas akhir ini dan berisi tentang landasan-landasan teori pendukung yang digunakan pada tugas akhir ini.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tentang metode penelitian yang menjelaskan bagaimana perancangan sistem, pengujian sistem, alat yang digunakan, dan alur penelitian.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

(13)

4

Bab ini berisi tentang pembahasan dan analisa berdasarkan hasil penelitian yang telah didapatkan melalui sistem yang telah dibuat.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan berdasarkan analisis yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya dan saran yang ditujukan untuk penelitian selanjutnya.

(14)

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

(15)

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.

(16)

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

(17)

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 multi-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

(18)

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.

(19)

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 2^{µ .} 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.

(20)

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.

(21)

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

(22)

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)

Downlink Range (MHz)

Duplex Mode Frequency Range 1 (FR1)

n1 1920 - 1980 2110 - 2170 FDD

n2 1850 - 1910 1930 - 1990 FDD

n3 1710 - 1785 1805 - 1880 FDD

n5 824 - 849 869 - 894 FDD

n7 2500 - 2570 2620 - 2690 FDD

n8 880 - 915 925 - 960 FDD

n12 699 - 716 729 - 746 FDD

n20 832 - 862 791 - 821 FDD

n25 1850 - 1915 1930 - 1995 FDD

n28 703 - 748 758 - 803 FDD

n34 2010 - 2025 2010 - 2025 TDD

n38 2570 - 2620 2570 - 2620 TDD

n39 1880 - 1920 1880 - 1920 TDD

n40 2300 - 2400 2300 - 2400 TDD

n41 2496 - 2690 2496 - 2690 TDD

n50 1432 - 1517 1432 - 1517 TDD

n51 1427 - 1432 1427 - 1432 TDD

n66 1710 - 1780 2110 - 2200 FDD

n70 1695 - 1710 1995 - 2020 FDD

n71 663 - 698 617 - 652 FDD

(23)

14

n74 1427 - 1470 1475 - 1518 FDD

n75 N/A 1432 - 1517 SDL

n76 N/A 1427 - 1432 SDL

n77 3300 - 4200 3300 - 4200 TDD

n78 3300 - 3800 3300 - 3800 TDD

n79 4400 - 5000 4400 - 5000 TDD

n80 1710 - 1785 N/A SUL

n81 880 - 915 N/A SUL

n82 832 - 862 N/A SUL

n83 703 - 748 N/A SUL

n84 1920 - 1980 N/A SUL

n86 1710 - 1780 N/A SUL

Frequency Range 2 (FR2)

n257 26500 - 29500 26500 - 29500 TDD n258 24250 - 27500 24250 - 27500 TDD n260 37000 - 40000 37000 - 40000 TDD n261 27500 - 28350 27500 - 28350 TDD 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

(24)

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 Baik -70 dBm s/d -90 dBm Normal -91 dBm s/d -110 dBm Buruk -111 dBm s/d -130 dBm 2.11.1 Karakteristik SS-RSRP

1. SS-RSRP adalah daya rata-rata yang diterima dari satu elemen sumber daya yang dialokasikan ke sinyal SS.

2. Rata-rata dihitung menggunakan unit linier dalam mWatt.

(25)

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)

Resource block

Subcarrier quantity

gNodeB antenna gain(dBi)

gNodeB cable loss(dBi)

Penetration loss(dB)

Folliage loss(dB)

Body block loss(dB)

Interference margin(dB)

Rain/Ice margin(dB)

Slow fading margin(dB)

UE antenna gain(dB)

Bandwidth(MHz)

Kontanta boltzman (K) (mWs/K)

Temperature(Kelvin)

Thermal noise power(dBm)

UT noise figure(dB)

Demodulation threshold SINR(dB)

Perhitungan secara coverage mempertimbangkan loss yang terjadi di antara perangkat gNodeB dan perangkat User Terminal (UT), dalam

(26)

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

SCS (KHz) 15

(KHz)

30 (KHz)

60 (KHz)

5 (MHz) 25 11 N/A

10 (MHz) 52 24 11

15 (MHz) 79 38 18

20 (MHz) 106 51 24

25 (MHz) 133 65 31

30 (MHz) 160 78 38

40 (MHz) 216 106 51

50 (MHz) 270 133 65

60 (MHz) N/A 162 79

70 (MHz) N/A 189 93

80 (MHz) N/A 217 107

90 (MHz) N/A 245 121

100 (MHz) N/A 273 135

𝑆𝑐𝑞 = 𝑅𝐵 × 𝑆𝑅𝐵 (2.2) Keterangan :

𝑆𝑐𝑞 = Subcarrier quantity 𝑅𝐵 = Resource Block

𝑆𝑅𝐵 = Subcarrier per Resource Block

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

(27)

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) Keterangan :

Lp = nilai dari pathloss (dBm)

d3D = resultan dari jarak antara hBS dan hUT (m) d’BP = jarak break point (m)

fc = frekuensi (GHz) hBS = tinggi dari gNB (m) hUT = tinggi dari UT (m)

(28)

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)

(29)

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.

(30)

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

(31)

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.

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

(32)

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

𝑁𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 = 10 log(1,38 ∙ 1020 × 293° × 100)

𝑁𝑡ℎ𝑒𝑟𝑚𝑎𝑙 = 153,93 𝑑𝐵𝑚 (3.1)

Subcarrier Quantity 𝑆𝑐𝑞 = 273 × 12

𝑆𝑐𝑞 = 3276 (3.2)

Sehingga, nilai yang didapat untuk perhitungan pathloss adalah : Skenario 1 Downlink Outdoor-to-Outdoor

Pathloss = 49 – 35,15 + 2 – 0- 26,85 – 19,59 – 3 - 6 – 0 – 7 + 0 – (-153,93) – 9 – (-1,1)

Pathloss = 99,43 dB (3.3)

Skenario 2 Uplink Outdoor-to-Outdoor

Pathloss = 49 – 35,15 + 2 – 0- 26,85 – 19,59 – 3 - 2 – 0 – 7 + 0 – (-153,93) – 9 – (-1,1)

Pathloss = 103,43 dB (3.4)

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 :

(33)

24 h’BS = hBS – hE

= 25 – 1

= 24 m (3.5)

h’UT = hUT – hE

= 1,5 – 1

= 0,5 m (3.6)

d’BP = 4 x h’BS x h’UT x fc / c

= 4 x 24 x 0,5 x 2,6 x 109 / 3x108

= 416 m (3.7)

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 km²dibandingkan dengan luas area cakupan gNodeB dengan perhitungan sebagai berikut :

𝑁𝑔𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵 = ℓ𝐴𝑟𝑒𝑎/𝐶𝐴

= 7000000 / 849233,455

(34)

25 = 8,478

≈ 8 site (3.11)

Tabel 3.2 Hasil Perhitungan.

Comment Parameter

Skenario 1 : Downlink (O2O) - LOS

Value

Skenario 2 : Uplink (O2O) -

LOS Value

Thermal Noise -153.93 -153.93

Subcarrier Quantity 3276 3276

Pathloss 99,43 dB 103,43 dB

h'BS 25 m 25 m

h'UT 0.5 m 0.5 m

d'BP 416 m 416 m

d3D 214.54 m 203.09 m

Cell Radius 571,514 m 719,718 m

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.

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

(35)

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.

Comment Parameter

Skenario 1 : Uplink (O2O) –

LOS Value

Skenario 2 : Downlink (O2O)

– LOS Value

Thermal Noise -153.93 -153.93

Subcarrier Quantity 1584 1584

Pathloss 110,30 Db 109,80 Db

h’BS 9 m 9 m

h’UT 0.5 m 0.5 m

d’BP 1056 m 1056 m

d3D 214.54 m 203.09 m

Cell Radius 214,37 m 202,92 m

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

(36)

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].

(37)

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)

(38)

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

(39)

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.

(40)

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.

Minimum -110

Maximum -60

Mean -86

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.

(41)

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.

(42)

33

Tabel 4.5 Perhitungan Statistik.

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

(43)

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.

Tabel 4.6 Perhitungan Statistik.

(44)

35

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.

(45)

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.

(46)

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

(47)

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).