4g long term evolution.docx

7/21/2019 4G LONG TERM EVOLUTION.docx

http://slidepdf.com/reader/full/4g-long-term-evolutiondocx 1/35

PENGERTIAN LONG TERM EVOLUTION (LTE)

3GPP Long Term Evolution atau yang biasa disingkat LTE adalah sebuah standar

komunikasi akses data nirkabel tingkat tinggi yang berbasis pada jaringan GSM/EDGE dan

UMTS/HSPA !aringan antarmuka"nya tidak #o#ok dengan jaringan $G dan %G& sehingga

harus dioperasikan melalui spektrum nirkabel yang terpisah Teknologi ini mampu do'nload

sampai dengan tingkat %((mbps dan upload )*mbps +ayanan +TE pertama kali diadopsi

oleh operator seluler TeliaSonera di Sto#kholm dan ,slo pada tanggal -. desember $((

Perkembangan telekomunikasi menurut standar %GPP 0third generation partnership

proje#t1 terlihat pada Gambar %

http://id.wikipedia.org/wiki/GSM


http://id.wikipedia.org/wiki/EDGE

http://id.wikipedia.org/wiki/UMTS

http://id.wikipedia.org/wiki/2G


http://id.wikipedia.org/wiki/TeliaSonera

http://id.wikipedia.org/wiki/Stockholm

http://id.wikipedia.org/wiki/Oslo


http://id.wikipedia.org/wiki/EDGE

http://id.wikipedia.org/wiki/UMTS



http://id.wikipedia.org/wiki/TeliaSonera

http://id.wikipedia.org/wiki/Stockholm





Pada Gambar % dapat dilihat bah'a +TE merupakan e2olusi dari jaringan seluler yang

dipersiapkan untuk teknologi .G Adapun tujuan pengembangan teknologi pada %GPP adalah

sebagai berikut3

- 4ebutuhan akan pengembangan jaringan %G dalam 'aktu yang akan datang

$ 4ebutuhan pelanggan akan ke#epatan data yang tinggi dan 5uality o6 ser2i#e 07,S1

% Pengembangan teknologi pa#ket s'it#hing

. Mengurangi biaya operasional karena arsitektur jaringan yang sederhana

Sejarah Perkembangan Sebelum Jaringan G !i In!"ne#ia

!aringan terbaru untuk saat ini adalah jaringan .G& yaitu generasi keempat dari teknologi

telepon seluler !aringan .G sendiri hadir di 8ndonesia pertama kali tahun $(-( yang

dilun#urkan oleh PT 9irstMedia dengan merek Sitra :iMA;

Sebelum adanya jaringan G !i In!"ne#ia& terdapat berbagai ma#am jaringan yaitu generasi

pertama yaitu -G Pada generasi ini masih menggunakan sistem analog dengan ke#epatan

rendah dan suara sebagai objek utama

Setelah generasi pertama& mun#ulah generasi kedua yaitu $G Teknologi $G merupakan

telekomunikasi selular yang dilun#urkan se#ara komersial pada jaringan GSM standar di

9inlandia pada tahun -- <erbeda dengan generasi pertama& pada $G sudah menggunakan

sistem digital

Pada generasi kedua mempunyai $ ma#am standar suara digital& yaitu GSM dan =DMA

Untuk GSM menggunakan sistem TDMA 0Time Di2ision Multiple A##ess1 yang mampu

mengirimkan panggilan sampai > saluran di pita (( dan ->(( MH?

Untuk =DMA sendiri adalah singkatan dari 0=ode Di2ision Multiple A##ess1 yang mampu

mengirimkan sinyal panggilan sampai -@ saluran di pita 6rekuensi >(( MH? Setelah itu

mun#ul teknologi generasi ketiga atau %G Teknologi %G sering disebut dengan Mobile

<roadband karena keunggulannya bisa digunakan sebagai modem untuk internet

http://www.teknologidunia.com/internet/sejarah-perkembangan-sebelum-jaringan-4g-di-indonesia.html

http://www.teknologidunia.com/internet/sejarah-perkembangan-sebelum-jaringan-4g-di-indonesia.html



Generasi %G terbagi menjadi $ standar yaitu :"=DMA atau biasa dikenal dengan UMTS dan

=DMA $((( 0- dan EB"D,1 Tekonologi %G adalah suatu terobosan dalam pengiriman

paket data yang memungkinkan para pengguna menerapkan berbagai aplikasi jaringan

4arena teknologi %G dianggap belum sempurna& maka teknologi %&* G mun#ul Teknologi ini

merupakan penyempurnaan dari teknologi %G yang memiliki keterbatasan Teknologi %&*G

mengalapi peningkatan trans6er daya yang lebih tinggi dibandingkan teknologi %G

Dengan menggunakan teknologi %&*G ini para pengguna dapat mengakses internet dan

bertukar data 2ideo Teknologi %&*G berbasis HSDPA 0High"Speed Do'nlink Pa#ket A##ess1

Teknologi ini mampu mengirim data hinggi berke#apatan sepuluh kali lipat dari ke#epatan

%G

Setelah jaringan .G pertama kali mun#ul di 8ndonesia yang diusung oleh PT 9irstMedia

dengan merek Sitra :iMA;& tepatnya tanggal - April $(-. Telkomsel

mengimplementasikan teknologi .G +TE

Pada layanan .G +TE mena'arkan theoreti#al do'nload speed antara )* C -(( Mbps dan

typi#al do'nload speed yang berkisar antara % C -$ Mbps Dengan ke#epatan seperti

ini& ak#e# m"bile in$erne$ akan lebih #epat tiga kali lipat dibandingkan layanan %G Apa

Anda sudah tidak sabar ingin menggunakan layanan .G +TE

http://www.telkomsel.com/about/news/1078-Telkomsel--Siap-Pimpin--Implementasi-4G-LTE-di-Seluruh-Indonesia

http://www.telkomsel.com/about/news/1078-Telkomsel--Siap-Pimpin--Implementasi-4G-LTE-di-Seluruh-Indonesia



Ar#i$ek$ur L"ng Term E%"lu$i"n

Arsitektur jaringan +TE diran#ang untuk tujuan mendukung tra6ik pa#ket s'it#hing

dengan mobilitas tinggi& 5uality o6 ser2i#e07,S1& dan laten#y yang ke#il Pendekatan pa#ket

s'it#hing ini memperbolehkan semua layanan termasuk layanan 2oi#e menggunakan koneksi

paket ,leh karena itu pada arsitektur jaringan +TE diran#ang sesederhana mungkin& yaitu

hanya terdiri dari dua node yaitu eode< dan mobility management entity/gate'ay

0MME/G:1 Hal ini sangat berbeda dengan arsitektur teknologi GSM dan UMTS yang

memiliki struktur lebih kompleks dengan adanya radio net'ork #ontroller 0F=1 <eberapa

keuntungan yang dapat diperoleh dengan hanya adanya single node pada jaringan akses

adalah pengurangan laten#y dan distribusi beban proses F= untuk beberapa eode<

Pengeliminasian F= pada jaringan akses memungkinkan karena +TE tidak mendukung so6t

hando2er Arsitektur dasar jaringan +TE dapat dilihat pada Gambar .

Arsitektur jaringan +TE



Semua inter6a#e jaringan pada +TE adalah berbasis internet proto#ol 08P1 eode<

saling terkoneksi dengan inter6a#e ;$ dan terhubung dengan MME/SG: melalui inter6a#e

S- seperti yang ditunjukkan oleh Gambar . Pada +TE terdapat $ logi#al gate'ay& yaitu

ser2ing gate'ay 0S"G:1 dan pa#ket data net'ork gate'ay 0P"G:1 S"G: bertugas untuk

melanjutkan dan menerima paket ke dan dari eode< yang melayani user e5uipment 0UE1

P"G: menyediakan inter6a#e dengan jaringan pa#ket data net'ork 0PD1& seperti internet

dan 8MS Selain itu PG: juga melakukan beberapa 6ungsi lainnya& seperti alokasi alamat&

pa#ket 6iltering& dan routing Dari gambar di atas& dapat dilihat bah'a E"UTFA sangat

6leksibel Satu eode< dapat berhubungan dengan MME/UPE yang manapun& tidak seperti

ode< yang hanya dapat berhubungan dengan satu F= Sedangkan arsitektur lengkap +TE

ada pada diba'ah ini3

a eode<

!aringan akses pada +TE terdiri dari satu elemen& yaitu eode< eode< 0e<1 merupakan

inter6a#e dengan UE 0User E5uipment1 eode< ber6ungsi untuk Fadio Fesur#e Management

0FFM1 dan sebagai trans#ei2er Sebagai FFM& 6ungsi eode< adalah untuk mengontrol dan

menga'asi pengiriman sinyal yang diba'a oleh sinyal radio& berperan dalam autentikasi ataumengontrol kelayakan data yang akan mele'ati eode<& dan untuk mengatur s#heduling

b Mobility Management Entity 0MME1

MME dapat dianalogikan sebagai MS= pada jaringan GSM MME adalah node"kontrol

utama pada jaringan akses +TE 8a bertanggung ja'ab untuk prosedur paging untuk idlemode

UE termasuk retransmisi MME juga bertanggung ja'ab dalam prosesakti2asi/deakti2asi dan

autentikasi user 0dengan bantuan HSS1 MME juga ber6ungsi untuk mengatur hando2er& yaitu

memilih MME lain untuk hando2er dengan MME lain& atau memilih SGS untuk hando2er

dengan jaringan akses $G/%G



# Ser2ing Gate'ay 0SG:1

SG: terdiri dari dua bagian& yaitu %GPP An#hor dan SAE An#hor %GPP An#hor ber6ungsi

sebagai gate'ay paket data yang berasal dari jaringan %GPP& sedangkan SAE An#hor

ber6ungsi sebagai gate'ay jaringan non"%GPP SG: merutekan dan mem6or'ard paket

datauser& sambil juga ber6ungsi sebagai mobility an#hor saat hando2er antar eode< dan

untuk menghubungkan +TE dengan jaringan lain yang sudah ada

d Home Subs#riber Ser2er 0HSS1

HSS adalah database utama yang ada pada jaringan +TE HSS adalah sebuah super H+F

yang mengkombinasikan 6ungsi H+F sebagai database dan Au= sebagai autentikasi

Teknik Akses

Pada LTE teknik akses yang digunakan pada transmisi dalam arah downlink

dan uplink berbeda. Arah downlink adalah arah komunikasi dari eNodeB ke

UE, sementara arah uplink adalah arah dari UE menuju eNodeB seperti yang

ditunjukkan pada Gambar Pada arah downlink teknik akses yang digunakan

adalah orthogonal frequency division modulation access !"#$A% dan pada

arah uplink teknik akses yang digunakan adalah single carrier frequency

division multiple access &'("#$A%. !"#$A adalah )ariasi dari orthogonal

frequency division modulation !"#$%.

Pada teknik !"#$ setiap subcarrier adalah orthogonal sehingga akan

menghemat spektrum *rekuensi dan setiap subcarrier tidak akan saling,



mempengaruhi . Akan tetapi salah satu kelemahan teknik akses ini adalah

tingginya peak average power ratio PAP+% yang dibutuhkan. Tingginya PAP+

dalam !"#$ membuat GPP melihat skema teknik akses yang berbeda pada

arah uplink karena akan sangat mempengaruhi konsumsi daya pada UE

sehingga pada arah uplink LTE menggunakan teknik &'("#$A. &'("#$A

dipilih karena teknik ini mengkombinasikan keunggulan PAP+ yang rendah

dengan daya tahan terhadap gangguan lintasan jamak dan alokasi *rekuensi

yang -eksibel dari !"#$A /0/10.

Mode Akses Radio

Pada komunikasi seluler sangat penting untuk mempertimbangkan

kemampuan jaringan untuk melakukan komunikasi dalam dua arah se2ara

simultan atau dikenal dengan istilah komunikasi full duplex . !leh karena itu

untuk dapat melakukan komunikasi dua arah se2ara simultan, maka

dibutuhkan suatu teknik duplex . Pada umumnya terdapat dua teknik duplex

yang biasanya digunakan, yaitu frequency division duplex "##% dan time

division duplex T##%. "## merupakan teknik duplex yang menggunakan dua

*rekuensi yang berbeda untuk melakukan komunikasi dalam dua arah.

#engan menggunakan "## dimungkinkan untuk mengirim dan menerimasinyal se2ara simultan dengan *rekuensi yang berbeda(beda. #engan teknik

ini dibutuhkan guard frequency untuk memisahkan *rekuensi pengiriman dan

penerimaan se2ara simultan, serta dibutuhkan proses ltering *rekuensi yang

harus akurat. &edangkan T## menggunakan *rekuensi tunggal dan *rekuensi

tersebut digunakan oleh semua kanal untuk melakukan pengiriman dan

penerimaan data. &etiap kanal tersebut di(multiplexing dengan

menggunakan basis 3aktu sehingga setiap kanal memiliki time slot yang

berbeda /40. Perbedaan teknik "## dan T## dapat dilihat pada Gambar



Pada Gambar dapat dilihat bah'a dalam teknik 9DD lebih banyak menggunakan spektrum

6rekuensi yang tersedia 9DD lebih unggul dalam menangani latency dibandingkan TDD karena

kanal harus lebih lama menunggu 'aktu pemprosesan dalam multiplexing

Interface radio LTE mendukung frequency divison duplex dan time divison

duplex T##%, yang masing(masing memiliki struktur frame yang berbeda(

beda. Pada LTE terdapat 56 band operasi "## dan 7 band operasi T## pada

LTE. LTE juga dapat menggunakan *asilitas half-duplex "## yang mengi8inkan

sharing hard3are di antara uplink dan downlink dimana koneksi uplink dan

downlink tidak digunakan se2ara simultan. LTE dapat menggunakan kembali

semua band *rekuensi yang digunakan pada U$T&.

Konfgurasi Antena Pada LTE

Pada LTE terdapat beberapa kon9gurasi antena yang digunakan untuk

mengoptimasikan kinerja pada arah downlink dalam kondisi link radio yang

ber)ariasi. :on9gurasi ini mengkombinasikan jumlah antenna, baik dibagian

pengirim maupun di penerima sesuai dengan tujuan sistem jaringan yang

diinginkan, seperti untuk memperbaiki kinerja penerimaan sinyal pada

kondisi link radio yang buruk 0/50.

Single Input Multiple Output (SIMO)

Pada kon9gurasi ini hanya digunakan satu buah antena pada ENodeB dan

user equipment UE% harus memiliki minimal dua antena penerima seperti

yang ditunjukkan pada Gambar :on9gurasi ini disebut single input multiple

output &;$!% atau receive diversity . :on9gurasi ini diimplementasikan

menggunakan teknik maximum ratio combining $+'% pada aliran data yang

diterima untuk memperbaiki &N+ pada kondisi propagasi yang buruk,



sehingga sinyal yang akan diproses selanjutnya adalah sinyal dengan kualitas

&N+ terbaik.

Multiple Input Single Ouput (MISO)

Pada mode ini jumlah antena yang digunakan pada sisi penerima lebih dari

satu seperti yang ditunjukkan pada Gambar. :on9gurasi Antena ini digunakan

untuk skema transmit diversity dan tipe beam forming yang berbeda. Tujuan

utama beam forming adalah untuk memperbaiki &N+ dan tentunya

memperbaiki kapasitas sistem dan daerah layanan

Multiple Input Multiple Output (MIMO)

Teknik ini menggunakan antena lebih dari satu, baik di penerima maupun di

pengirim. Teknik ini dapat digunakan untuk meningkatkan bit rate danperbaikan BE+. Transmisi dengan teknik $;$! mendukung kon9gurasi dua

atau empat antena pengirim dan dua atau empat antena penerima.

:on9gurasi $;$! yang mungkin pada arah downlink adalah $;$! /</,

$;$!/<4, $;$! 4</, dan $;$! 4<4. Akan tetapi UE dengan 4 antena

penerima yang dibutuhkan untuk kon9gurasi $;$! 4<4 hingga saat ini masih

belum diimplementasikan



Pada umumnya teknik $;$! terdiri atas teknik spatial multiplexing dan

transmit diversity seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Teknik spatial

multiplexing mengirimkan data yang berbeda pada masing(masing antena

peman2ar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar a%, sedangkan teknik

transmit diversity mengirimkan data yang sama pada masing(masing antena

peman2ar seperti yang ditunjukkan pada Gambar b%. $asing(masing teknik

ini memiliki keuntungan tersendiri tergantung dari skenario yang ada.

$isalnya, pada beban jaringan yang tinggi atau pada tepi sel, teknik spatial

multiplexing keuntungan yang terbatas karena pada kondisi ini kondisi &N+

2ukup buruk. &ebaliknya teknik transmit diversity seharusnya digunakan

untuk memperbaiki &N+ dengan beamforming. &elanjutnya pada skenario

dimana kondisi &N+ tinggi, misalnya pada sel yang ke2il, maka spatial

multiplexing lebih baik digunakan untuk memberikan bit rate yang tinggi.

Adaptive Modulation coding (AM)

+TE menggunakan modulasi dan pengkodean adapti6 AM= untuk memperbaikithroughput Teknik ini mem2ariasikan teknik modulasi dan pengkodean yang digunakan sesuai



dengan kondisi kanal dari masing"masing user Apabila kondisi link baik& +TE akan

menggunakan teknik modulasi tingkat tinggi 0lebih banyak bit/simbol1& dimana akan

meningkatkan kapasitas dan bit rate jaringan Sebaliknya ketika kondisi kanal buruk misalnya

akibat fading & maka +TE dapat merubahnya ke teknik modulasi tingkat lebih rendah untuk

menjaga link margin radio yang sudah ditetapkan Pada +TE digunakan % jenis modulasi& yaitu

7PS4& -@" 7AM& dan @." 7AM

Or$h"g"nal &re'uen *i%i#i"n Mul$i+le,ing (O&*M)

,9DM atau singkatan dari orthogonal frequency division multiplexing merupakan metode

modulasi multicarrier yang telah berhasil dikembangkan pada teknologi wireline& seperti digital

subscriber line 0DS+1 ,9DM adalah teknologi yang sangat tepat digunakan untuk lingkungan

komunikasi mobile untuk bit rate yang tinggi ,9DM membagi aliran data seri dengan laju yang

tinggi menjadi aliran data paralel dengan laju data yang rendah dan masing"masing laju data

tersebut dimodulasi dengan carrier yang berbeda"beda Durasi simbol sumber dari suatu data

serial akan dikon2ersikan ke bentuk paralel menjadi durasi simbol ,9DM yang dinyatakan

seperti pada persamaan

Dimana N adalah jumlah subcarrier & T s adalah periode simbol ,9DM& dan T d periode simbol

sumber

,9DM merupakan teknik pengembangan dari frequency division multiplexing 09DM1

Pada teknik 9DM& subcarrier ini dibuat tidak saling overlapping seperti yang ditunjukkan pada

Gambar $> Sedangkan pada ,9DM setiap subcarrier memiliki 6rekuensi orthogonal sehingga

memungkinkan kedua subcarrier saling overlap dan sangat menghemat spektrum 6rekuensi

seperti yang ditunjukkan pada Gambar



Pada Gambar dapat dilihat bah3a !"#$ menghindari rugi(rugi atau

e9siensi bandwidth karena tidak ada jarak bandwidth di antara subcarrier dan

hal ini memberikan keuntungan yang besar untuk teknik !"#$ dibandingkan

dengan teknik lainnya.

Pada Gambar dapat dilihat bah3a jarak setiap *rekuensi subcarrier agar

orthogonal minimal harus dipisahkan sejauh 1/Ts dan dapat dinyatakan pada

persamaan



!rthogonal mengandung arti hubungan

matematis antara *rekuensi subcarrier . =ubungan matematis dari

orthogonalitas dari subcarrier

dituliskan seperti pada persamaan

berikut

$isalkan terdapat dua buah subcarrier yang di3akilkan

dengan persamaan maka subcarrier tersebut dikatakan orthogonal jika

perkalian dari periode dasar bersama mereka adalah nol seperti pada

persamaan

&inyal yang ditransmisikan k dapat diterima kembali pada receiver dengan

menggunakan teknik korelasi sesuai dengan persamaan



Salah satu masalah pada komunikasi bergerak adalah adanya intersymbol interference

08S81 akibat adanya peristi'a multipath 4euntungan utama dari ,9DM adalah periode simbol

,9DM lebih besar karena ke#epatan transmisi di tiap subcarrier lebih rendah& sehingga

kesensiti6an terhadap peristi'a delay spread 0Penyebaran sinyal yang tertunda1 menjadi sangat

berkurang Hal ini akan menjadikan teknik ,9DM dapat mengurangi pengaruh 8S8 Selain itu

Guard interval juga dapat disisipkan di antara simbol"simbol ,9DM Apabila guard interval

lebih besar dari lebar 'aktu tunda multipath maka 8S8 akan dapat dihilangkan

Pada umumnya kanal multipath memiliki suatu bandwidth& dimana 2ariasi kanalnya yang

relati6 sama Bandwidth ini dinamakan coherence bandwidth 4etika sinyal"sinyal ditransmisikan

melalui suatu kanal& apabila coherence bandwidth lebih ke#il dibandingkan dengan bandwidth

sinyal yang ditransmisikan& kanal tersebut disebut frequency selective channel Pada kasus ini&

sinyal tersebut akan terdistorsi atau mengalami pelemahan daya se#ara tidak seragam pada

beberapa 6rekuensi tertentu Sebaliknya jika coherence bandwidth lebih besar dibandingkan

dengan bandwidth sinyal yang ditransmisikan& kanal tersebut disebut frequency non selective atau

flat channel. 4anal ini akan mengakibatkan pelemahan daya se#ara seragam Pelemahan daya

akibat flat channel lebih mudah dikendalikan& sehingga kinerja sistem dapat ditingkatkan

Teknologi ,9DM dapat mengubah frequency selective menjadi flat channel & karena transmisi

menggunakan subcarrier dengan jumlah yang banyak sehingga ke#epatan di setiap subcarrier

sangat rendah dan bandwidth di setiap subcarrier sangat sempit dan lebih ke#il dari coherence

bandwidth

Si#$em Tranei%er O&*M

Prinsip kerja teknik ,9DM adalah membagi deretan data serial laju yang tinggi ke dalam

sejumlah deretan data paralel dengan laju yang lebih rendah dan kemudian ditransmisikan



menggunakan subcarrier yang saling orthogonal Adapun diagram blok dari tranceiver ,9DM

ditunjukkan oleh Gambar ini

&istem Trans2ei)er !"#$

Pada Gambar dapat dilihat bah'a proses yang terjadi pada tran#ei2er meliputi proses serial to

parallel converter & modulasi& 899T& penambahan cyclic prefix 0=P1& serta proses parallel to serial

converter & pemindahan cyclic prefix 0=P1& serial to parallel converter & 99T& demodulator & dan

parallel to serial converter

Tran#mi$er O&*M

Gambar diba'ah menunjukkan blok transmiter ,9DM Dari Gambar tersebut dapat dilihat

bah'a proses yang terjadi pada transmitter & yaitu serial to parallel converter & modulasi& inverse

fast fourier transform 0899T1& penambahan cyclic prefix 0=P1& serta proses parallel to serial

converter

Transmitter ,9DM

Data yang masuk dengan ke#epatan R pada serial to parallel converter akan memiliki ke#epatan

R Nc pada setiap jalur paralel& dimana Nc adalah jumlah jalur paralel atau subcarrier Misalkan

data yang masuk adalah ;0(1& ;0-1&&;0"-1 & maka data tersebut akan dipisahkan menjadi beberapa bagian& yaitu ;0(1& ;0-1&& ;0"-1 4emudian data tersebut dimodulasi dengan



subcarrier yang berbeda"beda dengan masing"masing subcarrier dipisahkan sejauh !f & maka

sinyal termodulasi dinyatakan pada persamaan

Dimana ;0k 1 adalah simbol paralel

yang dikirim pada sub#arrier ke"k

yang dimodulasi dengan seperti yang ditunjukkan pada Gambar

Proses kon2ersi serial to parallel dan modulasi

Setiap subcarrier memiliki 6rekuensi seperti pada persamaan



4emudian sinyal hasil modulasi dimasukkan dalam blok 899T untuk mengubah sinyal dalam

domain 6rekuensi ke dalam sinyal domain 'aktu yang menghasilkan sinyal keluaran 899T Hal

ini dilakukan dengan melakukan sampling pada persamaan "#t$ dengan menggunakan ke#epatan

sampling %T d seperti

pada persamaan

Selanjutnya sinyal ini dikon2ersikan kembali ke serial dengan menggunakan parallel to serial

converter

Reei%er O&*M

Gambar diba'ah ini menunjukkan diagram blok re#ei2er ,9DM Dari Gambar tersebut dapat

dilihat bah'a proses yang terjadi pada receiver & meliputi pembuangan cyclic prefix 0=P1& serial to

paralel converter & fast fourier transform 099T1& demodulasi& serta proses parallel to serial

converter.

Sistem re#ei2er ,9DM

Sinyal keluaran dari 99T dan demodulator dapat ditulis seperti pada persamaan

dimana ( adalah noise dan N adalah jumlah subcarrier Apabila tidak ada noise pada kanal& maka persamaan menjadi seperti pada persamaan



-anal A.GN

4anal A:G merupakan kanal ideal yang memiliki bandwidth tidak terbatas dan respon

6rekuensinya tetap untuk segala 6rekuensi sehingga tidak menimbulkan distorsi atau perubahan

sinyal yang dikirimkan 4anal ini memiliki white noise dengan kerapatan spektrum yang tetap

dan amplitudo terdistribusi Gaussian. 4anal ini tidak melibatkan pengaruh fading & inter6erensi&

ketidaklineran kanal atau dispersi &hite noise ini berasal dari berbagai sumber& seperti thermal

noise atom dalam konduktor& shot noise& radiasi bumi atau objek lainnya& serta panas matahari

Apabila sinyal s#t$ dikirimkan mele'ati kanal A:G n#t$& maka sinyal yang tiba di

penerima r#t$ dapat dituliskan seperti pada persamaan

&hite noise memiliki kerapatan noise yang sama untuk setiap 6rekuensi seperti Gambar $-. dandapat dituliskan seperti pada persamaan

Dimana No adalah konstanta dan sering disebut kerapatan daya noise

9ungsi kerapatan daya A:G



Pola kemun#ulan noise A:G dianggap terdistribusi Gaussian dengan nilai rata"rata 0I1

adalah nol dan 2ariansi tergantung dari rapat daya yang diperkirakan dari noise tersebut seperti

pada Gambar $-. 9ungsi kerapatan probabilitas dapat ditunjukkan persamaan

' ( ) N * ( dan No) kTB & sehingga ' ( ) kTB(

Dimana 3 601 J 9ungsi kepadatan probabilitas

K$ J Bariansi

I J rataan 0mean1& nilainya (

J 2ariabel 0tegangan atau daya sinyal1

k J konstanta <olt?man 0-&%> -("$% !4 "-1

T J Temperatur 04el2in1

< J <and'idth 0H?1

M"!ula#i !an Teknik M"!ula#i A!a+$i/

Pada +TE dengan Teknik modulasi Adapti6 yang mampu menyesuaikan jenis modulasi sesuai

dengan kondisi link saat itu Modulasi yang dapat digunakan& yaitu 7PS4& -@"7AM& dan @."

7AM

M"!ula#i

Modulasi adalah proses pengkodean in6ormasi dari sumber pesan dengan #ara yang sesuai dengan

proses transmisi Pada modulasi digunakan sinyal carrier yang yang memiliki nilai 6rekuensiyang lebih tinggi dibandingkan dengan nilai 6rekuensi sinyal pesan Sinyal pesan disebut sebagai

sinyal pemodulasi dan sinyal carrier disebut sinyal termodulasi Pada umumnya modulasi dapat

dilakukan dengan mengubah"ubah amplitudo& 6asa& atau 6rekuensi dari sinyal carrier sesuai

dengan amplitudo sinyal pesan -( Akan tetapi pada perkembangannya teknik modulasi sudah

dapat mengkombinasikan perubahan amplitudo& 6asa& dan 6rekuensi dalam suatu teknik modulasi

Adapun jenis"jenis modulasi yang digunakan pada teknologi +TE dalam arah downlink adalah

7PS4& -@"7AM& dan @."7AM Perbedaan bit rate dan jumlah bit per simbol modulasi pada +TE

ditunjukkan pada Tabel



Pada Tabel $- dapat dilihat bah'a modulasi @."7AM memiliki jumlah bit untuk

membentuk satu simbol dibandingkan dengan modulasi lainnya sehingga memiliki bitrate tiga

kali lebih #epat dibandingkan dengan bit rate 7PS4 dan dua kali lebih tinggi dibandingkan

dengan bitrate -@"7AM

0ua!ra$ure Pha#e Shi/$ -eing (0PS-)

Teknik modulasi 7PS4 merupakan teknik modulasi pemetaan 6asa yang mentransmisikan

$ bit pada setiap simbolnya sehingga teknik modulasi ini memiliki esi6iensi bandwidth dua kali

lebih baik dibandingkan <PS4 Sinyal 7PS4 untuk keadaan setiap simbol ditunjukkan oleh

persamaan

Dimana Ts adalah durasi dari simbol dan nilainya dua kali periode bit dan adalah energi sinyal

Dengan menggunakan rumus trigonometri& persamaan di atas dapat dituliskan seperti persamaan



4arena sinyal 7PS4 dihasilkan oleh dua sinyal sinyal <PS4& maka untuk membedakan kedua

sinyal tersebut digunakan dua sinyal carrier yang saling orthogonal & yaitu gelombang sinus dan

#osinus dan dirumuskan pada persamaan $-@ dan persamaan

4emudian subtitusi persamaan $-@ dan $-) ke persamaan $-*& sehingga persamaan sinyal

7PS4 dengan . keadaan dapat dinyatakan dengan persamaan

Modulator 7PS4

Pada Gambar ditunjukkan skema modulator 7PS4 dan dapat dilihat bah'a sinyal input data

terlebih dahulu dikon2ersikan ke bentuk paralel dengan masing"masing terdiri atas $ bit&

kemudian sinyal tersebut melalui low pass filter 0+P91 dan selanjutnya melalui osilator lokal

dengan 6rekuensi sinyal carrier berbeda 6asa (

4arena dalam satu simbol terdapat $ bit& maka kemungkinan terdiri . kombinasi bit yang

membentuk - simbol& yaitu ((& (-& -(& -- Adapun Pemetaan bit tersebut ditunjukkan pada Tabel

Pemetaan bit pada modulasi 7PS4



Se#ara konstelasi sinyal 7PS4 dapat direpresentasikan menggunakan dua dimensi diagram

kontelasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar

4onstelasi sinyal 7PS4

0ua!ra$u$e Am+li$u!e M"!ula$i"n (0AM)

Pada modulasi M"7AM& amplitudo dari sinyal yang ditransmisikan dijaga tetap konstan Dengan

membuat amplitudo dan 6asa berubah"ubah& suatu teknik modulasi quadrature amplitude

modulation 07AM1 diperoleh <entuk umum sinyal M"7AM ditunjukkan oleh persamaan

Dimana Emin adalah energi dari sinyal pada amplitudo terendah dan ai&bi adalah bilangan integer

yang dipilih sesuai dengan letak titik sinyal ilai 0a i& bi 1 minimum adalah 0L-&L-1& dimana i )

%+(+ ,+ - ai& bi adalah elemen dari matriks x dengan J seperti yang ditunjukkan pada

persamaan



Misalkan untuk -@"7AM 0M J .1& maka matriks + + dapat dituliskan seperti pada persamaan

:onstelasi sinyal 5>(?A$ dan >4(?A$



:onstelasi sinyal 5>(?A$ a% dan >4(?A$ b%

Pada Gambar dapat dilihat bah'a pada modulasi -@"7AM terdapat -@ simbol yang berbeda

dengan masing"masing simbol terdiri atas . bit Sementara untuk @."7AM terdapat @. simbol

yang berbeda dengan masing"masing simbol terdiri atas @ bit Pada modulasi M" 7AM& alphabet

/ yang digunakan memenuhi persamaan



dimana m 0 -& & N Maka dapat ditentukan besar alphabet / dari modulasi -@"7AM dan @."

7AM dinyatakan seperti pada persamaan $$% dan persamaan $$.

!adi total energi pada konstelasi M"7AM dapat dirumuskan seperti pada persamaan

Masing masing alphabet digunakan kali pada konstelasi sehingga untuk mendapatkan energi rata"

rata dari konstelasi simbol dapat dituliskan seperti pada persamaan

Teknik M"!ula#i A!a+$i/

Sistem modulasi adapti6 melakukan perubahan jenis modulasi sesuai dengan kondisi link

radio saat itu Misalkan& saat kondisi link radio baik& maka akan meningkatkan nilai SF

sehingga dapat digunakan teknik modulasi yang menghasilkan bit rate tertinggi dengan <EF



yang rendah Saat link radio buruk akan menurunkan nilai SF sehingga memaksa penggunaan

teknik modulasi dengan bit rate yang lebih rendah untuk mempertahankan reabilitas link 4etika

kondisi link baik maka modulasi @."7AM akan dipilih untuk digunakan daripada modulasi

7PS4 karena memiliki bit rate lebih #epat 4ondisi ini diperlihatkan pada Gambar $-> Pada

Gambar tersebut dapat dilihat bah'a semakin dekat daerah layanan dengan antena pengirim&

maka digunakan modulasi dengan le2el lebih tinggi sehingga digunakan bit rate yang lebih

tinggi Modulasi adapti6 memungkinkan adanya e6isiensi spektrum dan kekebalan transmisi pada

kondisi kanal yang ber2ariasi terhadap 'aktu

Penggunaa modulasi adapti6 pada

kondisi link radio yang berbeda

Pada teknik modulasi adapti6

receiver akan mengirimkan channel quality indicator 0=781 berisi le2el SF kepada transmitter

dan nilai tersebut akan dibandingkan dengan nilai threshold SF dan standar <EF yang

ditetapkan sebelumnya sehingga pengirim akan memutuskan untuk mengubah jenis modulasi

pada transmisi berikutnya sesuai dengan in6ormasi yang diterimanya dari penerima

Teknik Tran#mi#i An$ena MIMO

M8M, adalah antena #erdas yang menggunakan antena lebih dari satu& baik pada sisi

transmitter ataupun receiver untuk memperbaiki kinerja komunikasi link radio seperti yang

ditunjukkan pada Gambar $- Teknologi M8M, sudah diimplementasikan pada standar

teknologi komunikasi 'ireless seperti %GPP +TE atau 'ima karena teknologi ini mena'arkan

peningkatan throughput data se#ara signi6ikan dan jangkauan link tanpa penambahan bandwidth

atau daya pan#ar Teknologi ini memberikan e6isiensi spektrum dan reabilitas link yang tinggi

karena dapat mengurangi pengaruh fading ) Dengan Antena M8M,& maka inter6erensi yang



sering mengganggu pada komunikasi seluler dapat ditekan sehingga dapat menaikkan signal to

noise ratio 0SF1 Selain itu kombinasi teknik ,9DM dan M8M, atau M8M,",9DM telah

memberikan e6isiensi spektrum yang tinggi karena ,9DM membagi data serial dengan 6rekuensi

tinggi menjadi data paralel dengan laju rendah yang dimodulasi menggunakan subcarrier "

subcarrier dengan 6rekuensi yang orthogonal

Antenna M8M, %%

M8M, dapat dibagi kedalam

dua bagian& yaitu teknik transmit

diversity dan spatial multiplexing dan pemilihan ini tergantung pada kondisi kanal Transmit diversity meningkatkan coverage dan

quality of service 07,S1 karena mengirimkan aliran data yang sama ke penerima& sedangkan

spatial multiplexing meningkatkan e6isiensi spektrum karena mengirimkan aliran data se#ara

independen dan terpisah pada masing"masing antena

Mode ,perasi M8M, terdiri atas dua jenis& yaitu open loop dan closed loop Pada

M8M,"open loop system hanya mengetahui channel state information 0=S81 pada sisi penerima&

sedangkan M8M,"closed loop sudah mengetahui =S8 pada sisi transmitter yang dapat digunakan

untuk memperbaiki throughput dan reabilitas dari sistem Teknik open loop pada spatial

multiplexing menerapkan strategi pendeteksian pada sisi penerima se#ara linear& seperti 1ero

forcing 0O91 dan minimum mean square error 0MMSE1& atau se#ara nonlinear& misalnya

maximum likehood 0M+1& successive interference cancellation 0S8=1 atau parallel interference

cancellation 0P8=1 Sementara Untuk teknik transmit diversity& misalnya space time block coding

0ST<=1 dan space frequency block coding 0S9<=1 Teknik ST<= yang #ukup popular saat ini

adalah teknik yang diperkenalkan alamouti dan selanjutnya dikembangkan menjadi teknik

orthogonal space time block coding 0,ST<=1 untuk jumlah antena peman#ar di transmitter lebih

dari dua



S+ae &re'uen 1l"k 2"!ing (S&12)

Teknik transmit diversity dimplementasikan dengan menggunakan space frequency block

coding 0S9<=1 dan space time block coding 0ST<=1 S9<= hampir memiliki kesamaan dengan

teknik space time block coding 0ST<=1 yang dikenal dengan alamouti code Akan tetapi

perbedaannya terletak pada domainnya& dimana S9<= berada pada domain 6rekuensi& sedangkan

ST<= berada dalam domain 'aktu ST<= digunakan pada UMTS& tetapi pada +TE jumlah

simbol ,9DM pada suatu subframe selalu berjumlah ganjil& sementara ST<= menggunakan

pasangan"pasangan simbol yang berpasangan pada domain 'aktu ,leh karena itu teknik ST<=

tidak digunakan pada teknologi +TE

Simbol"simbol yang ditransmisikan dari dua antena pengirim pada subcarrier yang

berdekatan pada teknik S9<= dapat dituliskan sebagai berikut 3

Proses pengkodean S9<= dengan dua antenna pengirim

Pada Gambar $$( dapat dilihat bah'a sinyal yang sama dikirimkan pada kedua antena

kemudian dipan#arkan mele'ati antena yang berbeda Sinyal yang dipan#arkan oleh kedua

antena tersebut mele'ati lintasan yang berbeda dan diasumsikan terdapat bah'a kanal adalah

kanal 6ading& maka persamaan matematis dapat dituliskan seperti pada persamaan $$) dan $$>



Sinyal yang diterima pada penerima dinyatakan seperti pada persamaan $$

Subtitusikan persamaan $$) dan $$> ke persamaan $$

Dimana ( dan - adalah noise A:G& H adalah matriks kanal M8M,& dan ( &-

merupakan sinyal yang diterima pada 6rekuensi yang berbeda 4emudian kedua sinyal tersebut

masuk ke bagian combiner dan hasil sinyal yang dikombinasikan dinyatakan seperti pada

persamaan

Dimana S(r dan S-r merupakan hasil akhir sinyal yang diterima di receiver pada proses

pengiriman simbol " * dan " %

Laanan3Laanan LTE

Melalui kombinasi do'nlink dan ke#epatan transmisi 0uplink1 yang sangat tinggi&

lebih 6leksibel& e6isien dalam penggunaan spektrum dan dapat mengurangi paket latensi& +TE

menjanjikan untuk peningkatan pada layanan mobile broadband serta menambahkan layanan

2alue"added baru yang menarik Man6aat besar bagi pengguna antara lain streaming skala

besar& do'nload dan berbagi 2ideo& musik dan konten multimedia yang semakin lengkap

Untuk pelanggan bisnis +TE dapat memberikan trans6er 6ile besar dengan ke#epatan tinggi&

2ideo #on6eren#e berkualitas tinggi dan nomadi# a##ess yang aman ke jaringan korporat



Semua layanan ini memerlukan throughput yang signi6ikan lebih besar untuk dapat

memberikan 5uality o6 ser2i#e Tabel - berikut menggambarkan beberapa layanan dan

aplikasi +TE 3



-ELE1I4AN *AN -E-URNGAN G LTE

-elebihanLTE

!aringan +TE bisa mendo'nload 6ilm de6inisi tinggi dengan 'aktu sekitar -* menit

saja <andingkan dengan HSPA yang butuh 'aktu sampai @ jam Selain do'nload 2ideo

kualitas tinggi& +TE dengan mulus bisa menjalankan tele2isi on demand& game online kualitas

tinggi sampai iklan berbasis 2ideo 8ni karena ke#epatan aksesnya yang besar Selain itu +TE

bisa men#apai peak ke#epatan sampai -*(Mbps Sebagai perbandingan& jaringan EDGE

hanya men#apai $*@kbps& UMTS %>.kbps& HSPA -.&.Mbps dan HSPAQ .$Mbps

Untuk urusan akses 'eb dan do'nload konten pun +TE memiliki keunggulan besar

Misalnya mendo'nload musik berukuran *M< hanya butuh 'aktu sekitar * detik

<andingkan dengan EDGE yang butuh sampai - jam atau HSPAQ yang perlu .( detik

Dengan segenap keunggulannya itu& agaknya .G +TE akan menguntungkan konsumen

Telkomsel sendiri mengklaim sudah siap menerapkan .G +TE se#ara komersial& dan tinggal

menunggu regulasi dari pemegang kebijakan

4euntungan utama dengan +TE adalah throughput yang tinggi& laten#y rendah& plug

and play& 9DD dan TDD pada plat6orm yang sama& peningkatan pengalaman pengguna akhir

dan arsitektur sederhana yang mengakibatkan biaya operasional yang rendah +TE akan juga

mendukung sel menara dengan teknologi jaringan yang lebih tua seperti GSM& #dma,ne& :"

=DMA 0UMTS1& dan =DMA$(((

-ekuranganLTE

Teknologi +TE sangat berguna saat menjelajah internet dengan layanan .G Tetapi& +TE

bukanlah teknologi yang kebal terhadap #ua#a buruk Per6orma terbaiknya akan segera hilang



ketika #ua#a buruk datang menyerang

4etika diuji& band'ith do'nlink menggunakan TDD atau Time Di2ision Duple pada

6rekuensi $%GH? men#apai >(MH? Sedangkan uplink yang di#apai menyentuh $( MH?

Hasil yang diperoleh tersebut di#apai dengan kondisi jaringan yang sepi tra6iknya Uji #oba

tersebut hanya dilakukan pada koneksi 2ideo streaming tanpa putus ke ser2er erri#son di

S'edia& jadi uji #oba masih sangat terbatas

Penggunaan !aringan +TE masih #ukup memuaskan meskipun digunakan banyak orang

dan tra6ik yang padat pada penggunaan sehari"hari nanti <eliau menyampaikan& !aringan

+TE bisa melayani -((( pengguna per node < anti speed >( Mbps do'nlink ini akan

dishare Aplikasi pada umumnya masih lan#ar amun untuk 2ideo streaming belum tentu

tanpa putus& ke#uali pakai end to end 7oS 05uality o6 ser2i#es1

Perban!ingan LTE !an .iMa,

:iMA; 0:orld'ide 8nteroperability 6or Mi#ro'a2e A##ess1 atau +TE 0+ong Term

E2olution1 pada prinsipnya kedua teknologi tersebut diran#ang untuk mendukung layanan

multimedia broadband serta mendukung mobilitas yang tinggi serta dengan basis jaringan

berbasis 8P Se#ara teknologi keduanya menggunakan ,9DM/,9DMA& AM= serta M8M,

guna untuk meningkatkan kapasitas& e6isiensi spektrum serta kualitasnya !adi kedua

teknologi ini hampir dapat dikatakan sebanding serta telah memiliki kemampuan dalam

menjamin kualitas layanan 07,S1 yang baik& yang membedakan hanya dalam

implementasinya diusung oleh kelompok yang berbeda :iMA; dikembangkan oleh

:iMA; 6orum sedangkan +TE dikembangkan oleh %GPP :iMA; berkembang dari

operator komunikasi data sedangkan +TE merupakan e2olusi dari operator seluler %G yang

mengusung komunikasi berbasis 2oi#e dan data Pada a'alnya :iMA; diran#ang untuk

memenuhi akses 'ireless untuk komunikasi data ke#epatan tinggi dengan jangkuan yang

luas& tetapi kini :iMA; juga dapat untuk komunikasi B,8P dan multimedia

Dari Segi Teknologi& +TE hadir dengan ternologi terkini& baik dari sisi transmisi

antena maupun jaringan inti berbasis 8P Mirip dengan :iMa untuk transmisi +TE

menggunakan teknologi ,9DMA 0,rthogonal 9re5uen#y Di2ision Multiple A##ess1 pada

do'nlink dan S="9DMA 0Single =arier 9re5uen#y Di2ision Multiple A##ess1 pada uplink&

teknologi ini diper#aya lebih e6isien dalam e6isien dalam hal penggunaan energi



Untuk antena& +TE menggunakan konsep M8M, 0Multiple 8nput Multiple ,utput1 yang

memungkinkan antena untuk mele'atkan data berukuran besar setelah sebelumnya dipe#ah

dan dikirimkan se#ara terpisah

Se#ara ke#epatan +TE lebih unggul dibandingkan dengan :iMa yang sekarang 08EEE

>($-@e1 +TE mampu menghadirkan ke#epatan hingga -((Mbps untuk do'nlink dan

*(Mbps pada uplink Akan tetapi hal ini akan berubah setelah adanya generasi :iMa

selanjutnya 08EEE >($-@m1

Untuk lebih jelasnya berikut adalah perbandingan antara +TE dan :iMa se#ara umum 3

+TE :iMa

Pengembang %GPP :iMa 9orum

<it Fates -((Mbps )*Mbps

Fadio Te#h ,9DMA/M8M,/S="

9DMA

M8M,/S,9DMA

4g long term evolution.docx

Documents