## Analisis Perencanaan Jaringan LTE di Pita Frekuensi 3500 MHz dengan Mode TDD dan FDD

## Dheni Kuncoro Adri Saputro
PT. Perusahaan Listrik Negara (Persero) dhenikuncoro@yahoo.com

## Abstrak
Perkembangan  telekomunikasi  saat  ini  mengalami  kemajuan  yang sangat  pesat.  kemajuan  dalam  telekomunikasi  ini  seiring  dengan peningkatan  jumlah  pengiriman  data.  Hal  ini  memicu  munculnya  era broadband  yang  dapat  mengatasi  masalah  pengiriman  data  yang  lebih besar  dengan  waktu  yang  lebih  cepat.  Teknologi  LTE  ( Long  Term Evolution )  merupakan  salah  satu  teknologi  dari  era  broadband  yang dapat  menawarkan  kecepatan  akses  data  mencapai  100  Mbps  atau sekitar 4 kali kecepatan teknologi HSPA+. Salah satu hal yang menjadi permasalahan  dalam  implementasi  LTE  di  Indonesia  adalah  alokasi frekuensi.  LTE  memang  memberikan  beberapa  alternatif  alokasi frekuensi  yang  dapat  digunakan  seperti  700,  850,  900,  1800,  2100  dan 2600 MHz dan dengan lebar pita yang dapat disesuaikan yaitu 5, 10, 15 dan  20  MHz.  Namun  pada  pita  frekuensi  tersebut  telah  dialokasikan untuk  jaringan  lain  maka  frekuensi  3500  MHz  dapat  diambil  sebagai alternatif  untuk  penerapan  LTE.  Dalam  perencanaan  jaringan  LTE dikenal mode FDD dan TDD sebagai akses komunikasi antara jaringan (eNB) ke penerima (UE). Dalam penelitian ini dilakukan pemodelan di daerah  pulau  Batam  yang  mewakili  karakteristik  geografis  yang beragam  di  Indonesia,  kemudian  melakukan  pengukuran  pada  setiap mode  dengan  disesuaikan  lebar bandwidth berdasarkan throughput melalui  pengukuran uplink  throughput dan downlink  throughput kemudian  parameter coverage melalui  pengukuran  SINR  dan  RSRP sehingga  diperoleh  analisa  untuk  penerapan  frekuensi  3500  MHz sebagai  frekuensi  alternatif  untuk  perencanaan  jaringan  LTE  di Indonesia.
Kata  Kunci : LTE,  Frekuensi  3500  MHz,  FDD,  TDD,  Uplink Throughput, Downlink Throughput, SINR, RSRP

## Abstract
The  development  of  telecommunications  is  now  progressing  very rapidly.  The  progress  in  telecommunications  is  in  line  with  the increasing  number  of  data  submissions.  This  has  triggered  the emergence  of  a  broadband  era  that  can  solve  the  problem  of  sending larger data with faster time. LTE (Long Term Evolution) technology is one of the technologies of the broadband era that can offer data access speeds  of  up  to  100  Mbps  or  about  4  times  the  speed  of  HSPA  + technology.  One  of  the  main  issues  in  the  implementation  of  LTE  in Indonesia  is  the  frequency  allocation.  LTE  does  provide  some alternatives of usable frequency allocations such as 700, 850, 900, 1800,
2100 and 2600 MHz and with adjustable bandwidth of 5, 10, 15 and 20 MHz. However, in  these frequency bands have been allocated to  other networks then the 3500 MHz frequency can be taken as an alternative to the application of LTE. In the planning of LTE network is known mode of FDD and TDD as communication access between network (eNB) to recipient (EU). In this research, modeling in Batam Island representing various geographical characteristics in Indonesia, then measured at each mode  with  adjusted  bandwidth  width  based  on  throughput  through uplink  throughput  and  downlink  throughput  measurement  and  then parameter  coverage  through  SINR  and  RSRP  measurements  to  obtain analysis  for  application  Frequency  3500  MHz  as  an  alternative frequency for LTE network planning in Indonesia.
Keywords :  LTE,  Frequency  3500  MHz,  FDD,  TDD,  Uplink Throughput, Downlink Throughput, SINR, RSRP
Received May 2016 Accepted for Publication June 2016 DOI: 10.22441/incomtech.v7i1.1163

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  telekomunikasi  pada  saat  ini  mengalami  kemajuan yang  pesat  terutama  pada  telekomunikasi  nirkabel  ( wireless )  dalam  menunjang teknologi  informasi  dan  media  internet.  Selain  itu  telekomunikasi  pada  saat  ini telah  menjadi  kebutuhan  oleh  seluruh  penduduk  Indonesia  khususnya  layanan bergerak.  Kebutuhan  pelanggan  untuk  layanan multimedia  broadband dengan kecepatan akses  yang lebih cepat terus meningkat, bukan tidak mungkin layanan 3G  yang  ada  saat  ini  sudah  tidak  dapat  lagi  memenuhi  harapan  pelanggannya. Walaupun  masih  menjadi  pertanyaan  tentang  sampai  dimana  batasan  bentuk layanan multimedia  broadband dimasa  mendatang,  teknologi  LTE  diharapkan dapat  menjadi  solusi  layanan  yang  terintegrasi  baik  layanan  eksisting  maupun layanan  masa  depan.  Diperkirakan  sampai  tahun  2020  trafik  mobile  data senantiasa  akan  terus  mengalami  kenaikan  secara  eksponensial  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  layanan fixed  broadband . Kebutuhan  komunikasi  dewasa ini tidak hanya untuk layanan suara tetapi juga harus dapat melayani layanan data, gambar,  dan  video.  Hal  ini  didukung  oleh  variasi  layanan  data  yang  terus berkembang dan semakin  bertambah.  Kenaikan trafik mobile data juga didorong dengan  pertumbuhan  dari  banyaknya  tipe  aplikasi smartphone dan content yang berkembang  seperti  android,  aplikasi  jejaring  sosial  dan  lain-lain.  Yang diperkirakan  sampai  tahun  2018  pengguna smartphone akan  tumbuh  dan mengalami  kenaikan.  Dengan  munculnya  fenomena  tersebut  dimana  kebutuhan mobile  data  dan  akses  data  menjadi  meningkat  tajam  sementara  pemakaian layanan voice menjadi menurun namun dampak terhadap revenue menjadi relatif flat dan  biaya  operasional  jaringan  menjadi  tinggi  sehingga  menimbulkan  apa yang  disebut  dengan  fenomena scissor  effect. Besarnya  pasar  dan  begitu potensialnya  pelanggan  di  Indonesia,  tentunya  juga  harus  diikuti  dengan peningkatan layanan dan kualitas yang harus diberikan oleh para operator. Selain menetapkan  tarif  yang  bersaing,  peningkatan  teknologi  juga  harus  terus dikembangkan dengan perluasan jaringan dan penggunaan teknologi yang baru.
Gambar 1. Mobile Connection by Device
Long  Term  Evolution (LTE)  adalah  sebuah  nama  yang  diberikan  pada  sebuah projek  dari Third  Generation  Partnership  Project (3GPP)  untuk  memperbaiki standar  mobile  phone  generasi  ke-3  atau  (3G)  yaitu  UMTS  WCDMA.  LTE  ini merupakan  pengembangan  dari  sebelumnya  yaitu  UMTS  atau  (3G)  dan  HSPA (3,5G) yang mana LTE disebut sebagai generasi ke-4 atu (4G). LTE akan mampu membawa aplikasi  yang menarik seperti TV interaktif dan game tingkat advance karena LTE mendukung kemampuan handover dan roaming ke jaringan bergerak eksisting maka cakupan yang melayani perangkat pelanggan menjadi ubiquitous . LTE  diciptakan  untuk  memperbaiki  teknologi  sebelumnya.  Kemampuan  dan keunggulan  dari  LTE  selain  dari  kecepatannya  dalam  transfer  data  tetapi  juga karena LTE dapat memberikan coverage dan kapasitas layanan yang lebih besar, mendukung  pengguna multiple antenna ,  fleksibelitas  dalam  penggunaan bandwidth operasinya dan juga dapat terhubung atau terintegrasi dengan teknologi yang  sudah  ada.  Dengan  keunggulan  yang  di  tawarkan  teknologi  LTE  maka penggunaan teknologi 2G diprediksi akan semakin berkurang seperti di tunjukkan oleh gambar berikut.
Gambar 2. Grafik Pertumbuhan Pengguna LTE
Perubahan paling mendasar dari LTE dibanding standar sebelumnya terdiri dari tiga  hal  utama  yaitu  air interface ,  jaringan  radio,  dan  jaringan  core.  Di  waktu mendatang, melakukan pengunduhan atau pengunggahan video berdefinisi tinggi, mengakses e-mail dengan attachment yang besar, mengajak teman bermain game favorit  di  manapun  tempatnya,  menjadi  hal  yang  sangat  mungkin  dengan dukungan  LTE.Untuk  masalah  pita  spektrum  yang  sangat  berpengaruh  dengan kinerja  jaringan,  LTE  dapat  beroperasi  pada  standar  IMT-2000  (450,  850,  900, 1800,  1900,  2100  MHz)  maupun  pada  pita  spektrum  baru  seperti  700  MHz  dan
2,5 GHz. Alokasi pita lebar yang sangat fleksibel, mulai dari 1,4,3,5,10,15 hingga 20 MHz, menjanjikan fleksibilitas yang tinggi dalam penggunaan spektrum.
Pemerintahan  di  suatu  negara  juga  punya  cara  yang  berbeda  mengatur pengalokasian rentang pita frekuensi. Pada dasarnya LTE bisa berjalan di seluruh frekuensi.  Namun,  penyelenggaraan  jaringan  LTE  di  setiap  negara,  bisa  jadi berada di spektrum frekuensi yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh ketersediaan spektrum  frekuensi  yang  diatur  oleh  pemerintah  dan  operator  seluler  yang mendapatkan  lisensi  LTE.  Selain  itu,  beberapa  frekuensi  juga  telah  digunakan untuk  layanan lain.  Di  Indonesia misalnya,  frekuensi  700 MHz digunakan untuk siaran TV analog, dan frekuensi 2.600 MHz, dipakai untuk layanan televisi satelit berlangganan. Hal ini menjadi salah satu alasan, mengapa frekuensi LTE di setiap negara bisa jadi tidak sama. Sehingga, negara dan operator seluler memilih untuk menyelenggarakan  LTE  di  frekuensi  yang  tersedia.  Frekuensi  yang  umum digunakan  untuk  LTE  di  Asia,  frekuensi  1.800  MHz  dan  2.600  MHz  menjadi frekuensi  yang  umum  digunakan  untuk  penyelenggaraan  LTE.  Frekuensi  ini digunakan  oleh  Singapura,  Hong  Kong,  Korea  Selatan  dan  beberapa  negara Eropa. Di Jepang dan Amerika Serikat, LTE berjalan di frekuensi 700 MHz atau 2.100  MHz.  Sekedar  catatan,  beberapa  negara  juga  menggunakan  frekuensi  800 MHz  dan  850  MHz  untuk  LTE.  Untuk  Negara  pengguna  LTE  berdasarkan frekuensi carrier bisa dilihat di tabel berikut :
Tabel 1 Share of LTE deployments by frequency band, by region
Dengan  kondisi  alokasi  frekuensi  di  Indonesia  saat  ini  membutuhkan pertimbangan  yang  matang  dalam  implementasi  LTE  di  suatu  alokasi  frekuensi tertentu.  untuk  alokasi  pita  frekuensi  700  MHz  terdapat  alokasi  frekuensi  untuk analog  TV  sehingga  implementasi  LTE  akan  tergantung  dari  perkembangan pelaksanaan digital devidend di Indonesia. Padahal roadmap dari digital devidend baru  akan  selesai  pada  tahun  2018  sehingga  penggunaan  teknologi mobile broadband pada alokasi frekuensi ini baru dapat dilaksanakan setelah tahun 2018. Pada frekuensi 850 MHz dialokasikan untuk FWA ( Fixed Wireless Access ) yang dahulu  telah  dipindah  dari  pita  frekuensi  1900  MHz  dan  hampir  tidak  mungkin untuk dipindah kembali. Pada pita frekuensi 2600 MHz terdapat alokasi frekuensi untuk  BSS  ( Broadcasting  Satelit  Service )  yang  telah  mempunyai  lebih  dari  700 ribu  pelanggan  dan  agak  sulit  untuk  dipindahkan.  Pada  pita  frekuensi  900  dan 1800  terdapat  alokasi  frekuensi  untuk  GSM.  Dimana  pembagian  lebar  pita  yang tersedia untuk operator pada kedua alokasi frekuensi ini tidak sama satu sama lain dan memiliki lebar pita yang sempit. Terutama pada pita frekuensi 900 MHz yang hanya  memiliki  lebar  pita  35  MHz.  Sedangkan  untuk  pita  frekuensi  2100  MHz, para operator memiliki lebar pita frekuensi yang sama yaitu sebesar 10 MHz dan
masih  terdapat  2  blok  frekuensi  yang  masih  kosong.  Tetapi  dalam  implementasi LTE  di  pita  frekuensi  2100  MHz  harus  mempertimbangkan  posisi  dari  blok frekuensi  yang  telah  ditempati  oleh  masing-masing  operator  agar  dapat berdampingan  dan  lebar  pita  yang  dapat  disediakan  untuk  implementasi  LTE sehingga  implementasi  LTE  dapat  optimal  untuk  layanan  broadband  dengan kecepatan  tinggi,  namun  jika  ingin  mengimplementasikan  jaringan  LTE,  lebar bandwidth  untuk  2G  dan  3G  harus  dikurangi  penggunaannya  dan  dialokasikan untuk  bandwidth  LTE.  Jika  frekuensi  dikurangi  akan  mempengaruhi  kualitas layanan  jaringan  2G  dan  3G.  Maka  frekuensi  3500  MHz  dapat  diambil  sebagai alternatif untuk penerapan LTE, tetapi diperlukan analisis lebih mendalam.
Dalam  penelitian  disusun  identifikasi  dari  tujuan  penelitian,  adapun  tujuan dilakukannya  penelitian  ini  adalah  menentuan  mode  yang  paling  ideal  dalam penerapan frekuensi 3500 MHz sebagai frekuensi alternatif dalam penerapan LTE dilihat  dari  analisa  coverage  dan  troughput  dan  melakukan  kajian  analisis kapasitas  untuk  setiap  range  bandwidth  yang  dialokasikan  pada  LTE  pada frekuensi 3500 MHz.
Batasan permasalahan adalah dalam pemilihan dan penggunaan teknologi LTE di  pita  frekuensi  3500  MHz  dengan  lebar  frekuensi  carrier  5  MHz,  10  MHz,  15 MHz  &  20  MHz,  kemudian  melakukan  pemodelan  perencanaan  jaringan  LTE dengan frekuensi 3500 MHz dengan mode TDD dan FDD, Pemodelan dilakukan pada  kota  Batam  dikarenakan  kondisi  geografis  yang  mewakili  semua environment  traffic  parameter  kota-kota  di  Indonesia  berdasarkan  dense  urban, rural,  suburban  dan  urban,  kemudian  akan  diperoleh  hasil  prediksi  perencanaan dari  mode  TDD  dan  FDD  dengan  menggunakan  software  atoll  untuk  diperoleh pengukuran mengenai coverage dan troughput sehingga dapat dibandingkan mode yang  ideal  untuk  implementasi  jaringan  LTE  pada  frekuensi  3500  MHz. Kemudian  dari  sisi  regulasi,  diasumsikan  tidak  ada  permasalahan  dari  segi peraturan atau regulasi dalam penggunaan frekuensi 3500 MHz yang sebelumnya digunakan  untuk  satelite  dan  WIMAX,    kemudian  dari  segi  operator  tidak digunakan  dalam  lingkungan  multi  operator  melainkan  digunakan  satu  operator telekomunikasi.
Metode  yang  dipakai  adalah  dengan  melakukan  pemodelan  dengan  software Atoll. Pada pemodelan ini dibatasi untuk wilayah Batam dengan frekuensi carrier 3500 MHz. Untuk tambahan kebutuhan data pendukung baik sebagai data primer ataupun  data  sekunder,  penulis  melakukan  beberapa  studi  kajian  seperti  studi dengan mempelajari buku referensi, e-book, jurnal, studi kasus dan mencari data- data  yang  berkaitan  dengan  pembahasan  penelitian,  kemudian  melakukan  studi lapangan (observasi), yaitu melakukan pengambilan data-data yang dibutuhkan ke pihak  operator  &  vendor  yang  terkait  dengan  pemutusan  rencana  implementasi teknologi  LTE  di  alokasi  frekuensi  3500  MHz.  Dan  selanjutnya  melakukan pemodelan  dengan wireless  networking  engineering untuk  menentukan  prediksi Coverage dan output Troughput Uplink dan Downlink .

## 2. TEKNOLOGI LTE
Layanan mobile  broadband terus  berkembang  seiring  dengan  meningkatnya mobilitas  masyarakat  dalam  beraktivitas  serta  kebutuhan  layanan  internet. Berbagai  teknologi  seluler  terus  dikembangkan  mulai  dari  GSM/GPRS/EDGE (2G), UMTS/HSPA (3G), dan teknologi LTE. LTE adalah standar terbaru dalam
teknologi  jaringan  seluler  dibandingkan  GSM/EDGE  and  UMTS/HSPA.  LTE adalah sebuah nama baru dari layanan yang mempunyai kemampuan tinggi dalam sistem komunikasi bergerak yang merupakan langkah menuju generasi ke-4 (4G) dari teknologi radio yang dirancang untuk meningkatkan kapasitas dan kecepatan jaringan  telepon mobile .  LTE  adalah  suatu  proyek  dalam Third  Generation Partnership Project (3GPP) (Wardhana, 2014) Evolusi jaringan seluler sampai ke teknologi LTE ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar 3. Evolusi jaringan LTE
Pada  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  LTE  merupakan  evolusi  dari  jaringan seluler  yang  dipersiapkan  untuk  teknologi  4G.  Keuntungan  utama  dengan  LTE adalah throughput yang tinggi, latency yang rendah, FDD dan TDD pada platform yang  sama,  peningkatan  pengalaman  pelanggan  dan  arsitektur  sederhana  yang mengakibatkan  biaya  operasional  yang  rendah.  LTE  juga  akan  mendukung  sel dengan  teknologi  jaringan  yang  lebih  lama  seperti  GSM,  CDMAOne,  WCDMA (UMTS),  dan  CDMA  2000.  Banyak  fasilitas  yang  didapat  sehingga  perlu  untuk upgrade 3G  UMTS  ke  teknologi  komunikasi  mobile  4G,  yang  pada  dasarnya adalah sebuah sistem mobile broadband dengan peningkatan layanan multimedia (Wardhana, 2014).

## 2.1. Arsitektur LTE
Arsitektur  jaringan  LTE  dirancang  untuk  tujuan  mendukung  trafik packet switching dengan  mobilitas  tinggi, quality  of  service (QOS),  dan latency yang kecil. Pendekatan packet switching ini memperbolehkan semua layanan termasuk layanan voice menggunakan  koneksi  paket.  Oleh  karena  itu  pada  arsitektur jaringan  LTE  dirancang  sesederhana  mungkin,  yaitu  hanya  terdiri  dari  dua  node yaitu  eNodeB  dan Mobility  Management  Entity/Gateway (MME/GW).  Semua interface jaringan pada LTE adalah berbasis internet protocol (IP). eNodeB saling terkoneksi  dengan  interface  X2  dan  terhubung  dengan  MME/SGW  melalui interface S1 seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 5. Pada LTE terdapat 2 logical gateway,  yaitu Serving  Gateway (S-GW) dan Packet Data Network Gateway (P- GW). S-GW bertugas untuk melanjutkan dan menerima paket ke dan dari eNodeB yang  melayani User  Equipment (UE).  P-GW  menyediakan interface dengan jaringan Packet Data Network (PDN), seperti internet dan IMS. Selain itu P-GW juga  melakukan  beberapa  fungsi  lainnya,  seperti  alokasi  alamat, packet  filtering , dan routing. Jaringan  LTE  yang  disebut  sebagai  SAE  ( System  Architecture Evolution ) hanya terdiri atas dua bagian, yaitu EPC ( Evolved Packet Core ) & E- UTRAN ( Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network ).
Gambar 4 merupakan gambar arsitektur Network elemen t jaringan LTE secara sederhana. EPC terdiri dari 3 komponen seperti Serving Gateway (S-GW), Packet
Data Network Gateway (P-GW) dan Mobility Management Entity (MME).
Gambar 4. Network Element sederhana pada LTE
Bagian  E-UTRAN  hanya  terdiri  dari  komponen Evolved  Node  B (eNB). User Equipment (UE) merupakan perangkat yang digunakan user untuk berkomunikasi dengan  jaringan  LTE  melalui  komponen  eNB.  UE  dapat  berupa  handphone  / smartphone ,  tablet,  laptop,  atau  perangkat  lain  yang  dilengkapi  dengan network adapter LTE.  Alur kerja hubungan downlink LTE dimulai dari P-GW hingga ke UE. Pada tahap awal, paket data  yang berasal dari jaringan di luar jaringan LTE masuk  ke  jaringan  LTE  melalui  P-GW.  P-GW  berfungsi  menangani  paket-paket data, menetapkan peraturan/izin  paket  data, penyaringan paket  data, pemotongan aliran  paket  data,  dan  menghubungkan  UE  kepada  jaringan  yang  berada  di  luar jaringan  LTE  yang  biasa  disebut  sebagai  IMS  ( IP  Multimedia  Subsystem ),  IMS dapat  berupa  jaringan  operator  seluler  ataupun  jaringan  internet.  P-GW  juga merupakan  pintu  masuk  dan  pintu  keluar  bagi  setiap  paket  data  yang  akan dikirimkan dari UE, ataupun paket data yang akan diterima UE.
Tabel. 2 Fungsi-fungsi Network Element pada LTE Komponen Keterangan UE Berfungsi sebagai end device yang digunakan user untuk mengirim dan menerima data, dapat berupa handphone/smartphone, tablet, laptop, dsb. eNB Berfungsi menangani transmisi data dari dan kepada UE. eNB juga berfungsi mengelola radio resource atau bandwidth yang digunakan dalam proses transmisi data ke UE MME Berfungsi mengatur pensinyalan radio, ketika UE berpindah posisi atau melakukan perpindahan eNB, mengidentifikasi status aktivitas UE, melacak keberadaan UE, melakukan proses pendaftaran UE, dlsb. HSS Berfungsi menyimpan informasi yang berkaitan dengan UE sebagai pelanggan operator seluler, seperti nomor pelanggan dan langganan data, melakukan otorisasi dan autentikasi terhadap UE yang akan mengakses jaringan LTE, dlsb. S-GW Berfungsi sebagai router yang meneruskan paket data ke UE, sebagai jembatan antara eNB & P-GW. P-GW Berfungsi mengatur keluar masuknya paket data dari dan ke jaringan yang berada di luar LTE (IMS), menetapkan peraturan/izin paket data, melakukan penyaringan paket data, pemotongan aliran paket data, dlsb.

## 2.2. Pita Frekuensi FDD
Dalam  FDD, uplink terpisah  dan downlink yang  digunakan,  yang memungkinkan perangkat untuk mengirimkan dan menerima data pada saat yang sama.  Jarak  antara uplink dan downlink saluran  disebut  sebagai  jarak duplex . Saluran  uplink  beroperasi  pada  frekuensi  yang  lebih  rendah.  Hal  ini  dilakukan karena frekuensi yang lebih tinggi mengalami redaman lebih besar dari frekuensi yang  lebih  rendah,  Oleh  karena  itu,  memungkinkan  ponsel  untuk  memanfaatkan tingkat pengiriman lebih rendah. Berikut adalah gambaran dari FDD mode :
Gambar 5. FDD Mode
Dengan  menggunakan  FDD  dimungkinkan  untuk  mengirim  dan  menerima sinyal  secara  simultan  dengan  frekuensi  yang  berbeda-beda.  Dengan  teknik  ini dibutuhkan guard  frequency untuk  memisahkan  frekuensi  pengiriman  dan penerimaan  secara  simultan,  serta  dibutuhkan  proses  filtering  frekuensi  yang harus akurat. Untuk band operasinya diperlihatkan dalam tabel berikut :
Tabel 3. Tabel Band operasi FDD untuk Frekuensi 3500 MHz.
FDD LTE BANDS & FREQUENCIES LTE BAND NUMBER UPLINK ( MHZ ) DOWNLINK ( MHZ ) WIDTH OF BAND ( MHZ ) DUPLEX SPACING ( MHZ ) BAND GAP ( MHZ ) 22 3410 - 3500 3510 - 3600 90 100 10

## 2.3. Pita Frekuensi TDD
Modus TDD memungkinkan operasi full duplex menggunakan pita frekuensi tunggal dan pembagian waktu multiplexing uplink dan downlink sinyal. Setiap kanal tersebut di- multiplexing dengan menggunakan basis waktu sehingga setiap kanal memiliki time slot yang berbeda. Berikut adalah gambaran dari TDD mode :

## Gambar 6. TDD Mode
Salah  satu  keuntungan  dari  TDD  adalah  kemampuannya  untuk  memberikan asimetris uplink dan downlink alokasi.  Keuntungan  lainnya  termasuk  alokasi dinamis,  peningkatan  efisiensi spektral ,  dan  meningkatkan  penggunaan  teknik beamforming .  Hal  ini  disebabkan  memiliki uplink dan downlink yang  sama karakteristik frekuensiUntuk band operasinya diperlihatkan dalam tabel berikut :
Tabel 4. Tabel Band operasi TDD.

## TDD LTE BANDS & FREQUENCIES
LTE BAND NUMBER ALLOCATION ( MHZ ) WIDTH OF BAND ( MHZ ) 42 3400 - 3600 200

## 2.4. Teknik Akses Pada LTE
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  8.  Pada  arah downlink teknik  akses  yang  digunakan adalah Orthogonal  Frequency  Division  Modulation  Access (OFDMA)  dan  pada arah  uplink  teknik  akses  yang  digunakan  adalah Single  Carrier  Frequency Division  Multiple  Access (SC-FDMA).  OFDMA  adalah  variasi  dari Orthogonal Frequency Division Modulation (OFDM) (Wardhana, 2014).
Gambar 7.  Arah transmisi downlink dan uplink
Pada  teknik  OFDM    setiap subcarrier adalah orthogonal sehingga  akan menghemat spektrum frekuensi  dan  setiap subcarrier tidak  akan  saling mempengaruhi.  Akan  tetapi  salah  satu  kelemahan  teknik  akses  ini  adalah tingginya Peak Average Power Ratio (PAPR) yang dibutuhkan. Tingginya PAPR dalam  OFDM  membuat  3GPP  melihat  skema  teknik  akses  yang  berbeda  pada arah uplink karena akan sangat mempengaruhi konsumsi daya pada UE sehingga pada arah uplink LTE menggunakan teknik SC-FDMA. SC-FDMA dipilih karena teknik ini mengkombinasikan keunggulan PAPR yang rendah dengan daya tahan terhadap  gangguan  lintasan  jamak  dan  alokasi  frekuensi  yang  fleksibel  dari OFDMA.

## 2.5. Propagasi Model Okumura-Hata
Propagasi  adalah  rambatan  gelombang microwave melalui  udara  dari  antena pemancar  keantena  penerima  yang  jaraknya  bisa  mencapai  ribuan  kilometer. Mekaniseme  perambatan  gelombang  elektromagnetik  secara  umum  sangat dipengaruhi  oleh  efek  pantulan  ( reflection ),  difraksi,  dan  hamburan  ( scattering ). Dalam melakukan perencanaan jaringan, model propagasi harus ditentukan karena sangat berpengaruh pada performansi jaringan. Model propagasi merupakan cara untuk memprediksi daya sinyal rata-rata.
Model  Okumura-Hatta  ini  merupakan  sebuah model  empiric yang  dapat diaplikasikan  untuk  prediksi pathloss dari  hasil  pengukuran level daya  terhadap perubahan  jarak.  Model  Okumura-Hatta  sangat  cocok  diterapkan  pada  daerah yang  padat  dan  banyak  gedung  tinggi.  Model  ini  membagi  daerah-daerah  yang menjadi  target  perencanaan ke beberapa bagian,  yaitu daerah dense urban, urban, suburban, dan rural.
- Daerah urban
Kota-kota  besar  dengan  bangunan  yang  besar  dantinggi,  serta  rumah-rumah yang padat.
Lurban (db) = 69,55 + 26,16 log(fc) –13,82 log(hte) – a(hre) + [44,9 – 6,55 log(hte)]log(d) ……………………………………………………...........…….(1)
- Daerah dense urban
Pusat  kota  ( down  town )  atau  distrik  bisnis  dengan  populasi  penduduk  yang sangat padat.
Ldense-urban (db) = Lurban + 3 ………………………………............…....(2)
- Daerah suburban
Daerah  pedesaan  dengan  pohon-pohon dan  rumah-rumah,beberapa
penghalang pada mobile station tetapi tidak terlalu padat.
Lsub-urban (db) = Lurban - 2[log(fc/28)]2 - 5,4 …………….............…...(3)
- Daerah rural/ open
Daerah  terbuka,  tidak  ada  pohon  dan  bangunanyang  tinggi,  jarak  pandang 300-400m bebas, sepertidaerah peternakan, pertanian, dan laut.
Lrural (db) = Lurban – 4,78 (log(fc))2 + 18,33 log(fc) –40,94 ...............(4)
Keterangan: fc = frekuensi carrier (Mhz) hte = tinggi antena efektif BS (m) hre = tinggi antena efektif MS (m) d = jarak antara transmitter dan receiver (Km) a(hre) = faktor koreksi untuk hre
- Faktor koreksi untuk kota kecil dan menengah:
a(hre) = [1,1 log(fc) – 0,7]hre – [1,56 log(fc) – 0,8] db …………...(5)
- Faktor koreksi untuk kota besar :
a(hre) = 8,29[log(1,54 hre)]2 – 1,1 db fc ≤ 300 Mhz a(hre) = 3,2[log(11,75 hre)]2 – 4,97 db fc ≥ 300 Mhz ……….....(6)

## 2.6. Planning by Capacity
Planning by capacity merupakan perhitungan kapasitas jaringan yang bertujuan untuk  memperoleh  jumlah  sel  yang  dibutuhkan  untuk  dapat  melayani  kebutuhan trafik user .  Dalam  melakukan planning  by  capacity ,  langkah  yang  dilakukan adalah  perhitungan network  throughput yang  bertujuan  untuk  mengetahui  total throughput yang  dibutuhkan  untuk  memenuhi  kebutuhan  seluruh  pelanggan. Perhitungan network  throughput melalui  beberapa  langkah  yaitu  :  menghitung throughput per session ,  kemudian  menghitung single  user  throughput ,  dan selanjutnya menghitung UL dan DL throughput . (Wardhana, 2014).

## 2.7. Coverage Planning
Dalam  teknologi  telekomunikasi  dikenal  istilah coverage  planning atau penjelasan  tentang cakupan wilayah  yang  di  cover  oleh  jaringan  telekomunikasi melaui BTS. Parameter utama  untuk evaluasi sistem coverage LTE yang pertama adalah  pengukuran  SINR  ( Signal  to  Interference  Noise  Ratio )  yang  merupakan rasio antara rata-rata power yang diterima dengan rata-rata interferensi dan noise. Parameter  selanjutnya  adalah  pengukuran  RSRP,  dimana  pengukuran  RSRP adalah  mengukur  kuat  sinyal  pada  cell  LTE  yang  membantu  untuk  me-ranking
cell-cell  yang  berbeda  sebagai  input,  yang  dipergunakan  untuk  algotirma handover  dan  cell  reselection.  RSRP  ( Reference  Signal  Received  Power ) didefinikan  sebagai  rata-rata  pada  konribusi  power  resource  element  yang membawa  referensi  signal  yang  dianggap  sebagai  pengukuran bandwidth frekuensi.  Minimum  RSRP  dan  SINR  yang  sesuai  tergantung  pada  band frekuensinya  (Wardhana,  2014),  berikut  adalah  untuk  penjelasan  lebih  lanjut mengenai perhitungannya :

## 2.7.1.1. Perhitungan SINR
Untuk mendapatkan kualitas sinyal pada penerima maka digunakan perhitungan SINR. Untuk kualitas sinyal diukur pada sisi handset dan eNB dengan persamaan:
............................................................................................(7) dimana  SINR  adalah  rasio  perbandingan  daya  sinyal  dan  daya  interferensi ditambah noise. S merupakan daya sinyal, I adalah daya interferensi, dan N adalah daya noise (Basit, 2009).

## 2.7.1.2. Perhitungan Parameter RSRP
Ada  tiga  tahapan  pada  prosedur  handover  LTE  secara  keseluruhan  :  tahap persiapan handover, tahap pelaksanaan handover dan tahap handover selesai. Pada tahap  persiapan  hand-in  menjadi  sangat  penting  karena  UE  harus  menseleksi kandidat FAP yang tepat dari banyak target FAP untuk melakukan hand-in. Pada tahap  persiapan  UE  melakukan  pengukuran  ( measurement )  kuat  sinyal  yang diterima dari beberapa target FAP. UE akan mendeteksi FAP yang memiliki nilai Reference  Signal  Received  Power  (RSRP)  terbaik.  RSRP  sebanding  dengan pengukuran Received Signal Code Power (RSCP) di WCDMA.RSRP merupakan kuat  sinyal  yang  terima  UE.  Pada  sistem  LTE  RSRP  dihitung  dengan  rumus sebagai berikut (Basit, 2009) :
𝑹𝑺𝑹𝑷 = 𝑷 𝒕 − 𝟏𝟎𝒍𝒐𝒈𝑵 𝑨𝑺 + 𝑮 𝒄𝒆𝒍𝒍 − 𝑷𝑳 − 𝑳 𝒇𝒂𝒅 ...........................................(8) dimana : RSRP   = Kuat sinyal yang diterima UE (dBm) P T = Transmit Power (dBm) P Ln = Path Loss (dB) L fad
= Shadowing log-normal standar deviasi (dB) asumsi 3dB N AS = Jumlah dari subcarrier yang aktif pada serving cell. G cell
= Gain Antenna termasuk cable loss (dBi)

## 2.8. Software Radio Planning Atoll
Atoll  merupakan  sebuah software radio  planning yang    menyediakan  satu  set alat  dan  fitur  yang  komperhensif  dan  terpadu  yang  memungkinkan  user  untuk membuat suatu proyek perencanaan microwave ataupun perencanaan radio dalam satu  aplikasi.  Berbagai  prediksi  study  dari    cakupan    dapat  dikonfigurasikan sesuai  kehendak  perancang.  Study yang disuguhkan diantaranya adalah :
1. Coverage by signal level : Menghitung  area  yang tertutupi oleh level sinyal dari tiap cell.
2. Coverage by C/(I+N) level (DL) : Menghitung area yang tertutupi oleh  SINR downlink.  SINR  adalah  perbandingan  antara  kuat  sinyal  dengan  kuat interferensi ditambah noise  yang  dipancarkan oleh cell .
3. Coverage by C/(I+N) level (UL) : Menghitung area tertutupi SINR uplink .
4. Coverage by throughput (DL) : Menghitung area throughput downlink .
5. Coverage  by  throughput (UL)  :  Menghitung  area  yang  tertutupi  oleh throughput uplink.

## 3. SIMULASI

## 3.1. Penentuan Wilayah Pemodelan dan Parameter Dimensioning
Dalam  penelitian  ini  ditentukan  pemilihan  wilayah  yang  digunakan  untuk pengambilan  data  dan  pengukuran,  dalam  hal  ini  ditentukan  wilayah  di  pulau Batam  dikarenakan  karena  kondisi  geografis  yang  mewakili  semua environment traffic  parameter kota-kota  di  Indonesia  berdasarkan  persebaran  dense  urban, rural,  suburban  dan  urban  sehingga  sangat  memungkinkan  untuk  dilakukan penelitian,  sedangkan  untuk  pengukuran  melalui  software  Atoll.  Berikut  adalah tampilan pulau Batam dan persebaran eNodeB yang terdapat di pulau batam.
Gambar 8. Tampilan Persebaran eNodeB di pulau Batam
Gambar  8  merupakan  tampilan  jumlah  site  yang  terdapat  di  pulau  Batam, jumlah  eNodeB  ini  berjumlah  54  site  dan  merupakan  eNodeB  eksisting  yang digunakan  untuk  jaringan  seluler  di  pulau  Batam.  Persebaran  ini  yang  menjadi pemodelan  awal  untuk  pengukuran Throughput dan parameter  Coverage yang menjadi  fokus  penelitian.  Tabel  5  adalah parameter  dimensioning yang digunakan.

## 3.2. Data Throughput Jaringan
Throughput merupakan jumlah data yang dikirim/transfer dari sumber ( source ) ketujuan  ( destination )  persatuan  waktu  ( bits  per  second/bps ). Throughput maksimal  yang  diberikan  pun  akan  berbeda  karena  jumlah Recource  Blok  (RB) nya  berbeda.  Besar throughput sangat  dipengaruhi  oleh  jumlah  RB  yang  dapat diberikan kepada user. Hasil dari perhitungan Throuhput ini bisa digunakan untuk mengetahui  kapasitas  maksimum  dan  minimum  dari  wilayah  pulau  Batam.
Berikut hasil pemodelan untuk UL Throuhput dan DL Throughput .

## Tabel 5 Parameter untuk pendimensian

## 3.3. Uplink Throughput
Throughput  Uplink menunjukan  rata-rata throughput dalam cell ketika  data ditranfer pada arah uplink (site). Data yang diperoleh merupakan data pengukuran untuk Uplink FDD dan TDD. Dari Hasil pemodelan didapatkan tampilan besarnya throughput  Uplink di  pulau  Batam  dengan  lebar Bandwidth  chanel 5  MHz,  10 MHz, 15 MHz & 20 MHz adalah sebagai berikut:
Uplink Throughput 5 MHz FDD
Uplink Throughput 5 MHz TDD
√ Service : Mobile Internet Access √ Mobility Type : Fixed √ Terminal : NSN Terminal √ User Profile : Standart User √ Environment : Dense Urban, Rulal, Suburban, Urban √ Frequency : FDD → Band 22 TDD → Band 42 √ Antenna 3500 MHz : Gain → 16,85 dBi Polarisasi → Sirkular Elctrical Tilt → 2° Beamwidth → 62° H. Width → 68,68° V. Width → 7,7° √ Antenna Schema : DL → MIMO 2*2 UL → Rx Div √ NodeB Configuration : 2x20 per Tx path RS-EPRE = 16.2 dBm √ UE Configuration (NSN Terminal) : Antenna height → 1.5m height Antenna Gain → 0 dBi Transmitter power → 23dBm
√ PROPAGATION MODEL Standart Propagation Model (SPM) TRAFIC PARAMETER BANDS OPERATIONS RADIO NETWORK SETTING
Uplink Throughput 10 MHz FDD Uplink Throughput 10 MHz TDD
Uplink Throughput 15 MHz FDD
Uplink Throughput 15 MHz TDD . Uplink Throughput 20 MHz FDD Uplink Throughput 20 MHz TDD Gambar 9. Tampilan Uplink Throughput mode TDD dan FDD
Dari hasil simulasi tersebut maka diperoleh nilai uplink throughput untuk setiap lebar bandwidth dan tiap mode. Hasil pemodelan yang dilakukan di pulau Batam untuk  pita  frekuensi  3500  MHz,  nilai  pengukuran UL  Throughput untuk keseluruhan  lebar  BW  Channel  baik  dengan  mode  FDD  maupun  TDD  terlihat hampir  sama,  hal  ini  dikarenakan  pada  sisi Uplink untuk  standar  LTE  tidak disertakan  system  MIMO,  sehingga  berasan  UL  throughput  tidak  banyak mengalami  perbedaan  yang  terlalu  signifikan. Untuk  besarnya  nilai Uplink Throughput tersebut dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6. Perbandingan jangkauan Uplink Throughput setiap Bandwidth dan Mode UL Throughput Surface (km²) 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz FDD TDD FDD TDD FDD TDD FDD TDD 8 Mbps 2,3928 - 2,568 - 2,5816 - 2,7716 1,1276 5 Mbps 3,8464 - 4,2352 - 4,2492 1,7312 4,7612 1,7616 4 Mbps 5,3112 - 5,3112 2,0944 5,3172 2,1616 5,9952 2,2244 2 Mbps 9,4768 3,7548 9,4768 4,0832 9,484 4,0832 11,5776 4,3128 1 Mbps 14,9972 6,7868 14,9972 7,3148 14,9988 7,3148 21,4288 7,9724 512 Kbps 21,4288 12,0708 21,4288 12,0708 21,4296 12,0708 21,4288 12,0708 256 Kbps 107,8968 21,2564  107,8968 21,2564  107,8968 21,2564  119,3824 21,2564 128 Kbps 174,3452 29,606  187,1368 29,606  187,1368 29,606  187,1368 29,606 64 Kbps 230,8636 98,5472  242,6576 98,5472  242,6576 98,5472  242,6576  113,9236
Pada  tabel  6  terlihat  penjelasan  dari  perbedaan  jangkauan (surface) yang sebelumnya  telah  digambarkan  pada  gambar  4.2.  Untuk  nilai  kecepatan Uplink
Throughput 4  sampai  8  Mbps  untuk  mode  TDD  di bandwidth  channel 5  MHz tidak dapat terjangkau dikarenakan lebar bandwidth yang terlalu kecil, sedangkan di bandwidth 10 sampai 20 MHz semakin telihat jangkauan yang diterima UE dari eNB. Untuk grafik dari pengukuran Uplink Throughput dilihat pada gambar 13 :
Gambar 10. Grafik Pengukuran Uplink Throughput mode FDD dan TDD
Sedangkan untuk nilai mean uplink Throughput dari mode FDD dan TDD untuk masing-masing lebar bandwidth dapat dilihat dalam gambar 11.
Gambar 11. Mean Uplink Throughput mode TDD & FDD
Berdasarkan  tabel  dan  grafik  di  atas  maka  dapat  dilihat  untuk  mode  FDD memiliki  nilai  mean  lebih  baik  daripada  nilai mean untuk  mode  TDD.  Hal  itu disebabkan karena mode FDD memiliki dual mode yang memisahkan Uplink dan Downlink sehingga memiliki rata-rata nilai throughput lebih baik dari TDD.
0 50 100 150 200 250 300 FDD TDD FDD TDD FDD TDD FDD TDD
5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Sur fa ce (km² ) 8 Mbps 5 Mbps 4 Mbps 2 Mbps 1 Mbps 512 Kbps 256 Kbps 128 Kbps 64 Kbps 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Mean (Kbps) FDD 391.49 454.62 480.44 492.93 Mean (Kbps) TDD 97.06 120.90 133.98 143.11 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 M e an (Kb p s)

## 3.4. Downlink Throughput
Throughput  downlink menunjukan  rata-rata  downlink  throughput  dalam cell ketika  data  ditranfer  pada  arah downlink (User) .  Data  untuk Uplink FDD    dan TDD  diambil  di  wilayah  pulau  Batam.  Berikut  adalah  tampilan  besarnya throughput downlink di pulau Batam dengan lebar Bandwidth chanel 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz & 20 MHz :
Downlink Throughput 5 MHz FDD Downlink Throughput 5 MHz TDD Downlink Throughput 10 MHz FDD Downlink Throughput 10 MHz TDD Downlink Throughput 15 MHz FDD
Downlink Throughput 15 MHz TDD . Downlink Throughput 20 MHz FDD Downlink Throughput 20 MHz TDD
Gambar 12. Tampilan Downlink Throughput mode TDD dan FDD .
Hasil  pemodelan  yang  dilakukan  di  pulau  Batam  untuk  pita  frekuensi  3500 MHz,  nilai  pengukuran DL  Throughput semakin  baik  untuk  lebar  BW  Channel baik  dengan  mode  FDD  maupun  TDD,  terlihat  dengan coverage yang  berwarna biru,  untuk  warna  merah  mengindikasikan  nilai  pengukuran  yang  kurang  baik. Hasil  simulasi  memperlihatkan  jika  mode  FDD  lebih  baik  dibandingkan  dengan TDD untuk pengukuran DL Throughput . berikut adalah nilai pengukuran:
Tabel 7. Perbandingan jangkauan Downlink Throughput setiap Bandwidth dan Mode DL Throughput Surface (km²) 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz FDD TDD FDD TDD FDD TDD FDD TDD 100 Mbps 0,9028 0,7468 27,2212 3,784 83,4812 8,4784 118,8388 28,02 95 Mbps 10,1396 4,1476 95,5812 11,7228  195,4272 42,8116 229,912 79,4076 65 Mbps 17,5964 4,1476 129,6816 19,0688  222,4928 51,7832 251,4752  104,8856 30 Mbps 79,104 7,8408 250,2948 55,2072  290,0748 110,162 276,642  145,6732 25 Mbps 136,0656 16,0632 302,9496 95,09  300,3124 152,95 276,9868  216,5816 10 Mbps 355,144 103,7024 334,8712 244,476  301,0072 275,4336 276,9868  293,8884 7 Mbps 394,9204 209,806 334,8712 324,0004  301,0072 322,4016 276,9868  309,5696 5.5 Mbps 395,8492 302,4288 334,8712 352,9116  301,0072 331,0572 276,9868 313,884 4.5 Mbps 395,8492 407,0984 334,8712 371,7464  301,0072 336,4712 276,9868 313,884 3 Mbps 395,8492 432,9544 334,8712 371,7464  301,0072 336,4712 276,9868 313,884
Pada  tabel  7  perbedaan  jangkauan (surface .  Untuk  pengukuran  kecepatan downlink  throughput untuk  mode  TDD  dan  FDD  rangenya  lebih  besar  dengan jangkauan  3  Mbps  hingga  100  Mbps,  nilai  yang  diperoleh  ini  sangat  berbeda dengan  nilai uplink throughput yang  jangkauannya  kbps.  Dikarenakan system MIMO  yang  bertujuan  meningkatkan throughput serta  penggunaan spatial diversity yang  bertujuan  sebagai  rentabilitas  data  yang  dikirimkan  Nilai  setiap bandwidth  channel juga  berbeda.  Untuk  grafik  dari  pengukuran Downlink Throughput dapat dilihat pada gambar 13 :
Gambar 13. Grafik Pengukuran Downlink Throughput mode FDD dan TDD 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 FDD TDD FDD TDD
FDD TDD FDD TDD 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Sur fa ce (km² ) 100 Mbps 95 Mbps
65 Mbps 30 Mbps 25 Mbps 10 Mbps 7 Mbps 5.5 Mbps 4.5 Mbps 3 Mbps
Dari  grafik  13,  untuk  mode  FDD  terlihat  kestabilan  jangkauan  untuk  setiap pengukuran DL  Throughput dibandingkan  dengan  FDD,  namun  untuk  nilai pengukuran yang  kecil,  mode  FDD  terlihat  lebih  baik.  Untuk  pengukuran  mean downlink  throughput dari  mode  TDD  dan  FDD  untuk  masing-masing  lebar bandwidth dapat dilihat dalam gambar 14.
Gambar 14. Mean Downlink Throughput mode TDD & FDD
Berdasarkan  tabel  dan  grafik  di  atas  maka  dapat  dilihat  untuk  mode  FDD memiliki nilai mean lebih baik daripada nilai rata-rata untuk mode TDD. Seperti halnya  dengan  penjelasan  pada UL  Throughput, hal  ini  disebabkan  karena  mode FDD  memiliki  dual  mode  yang  memisahkan downlink dan uplink sehingga memiliki rata-rata nilai throughput lebih baik dari TDD.

## 3.5. Data Signal to Interference and Noise Ratio (SINR)
Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) merupakan perbandingan (ratio) antara  kekuatan  sinyal (signal  strength) dengan  kekuatan Derau (noise  level) .
Nilai SINR dipakai untuk menunjukkan kualitas jalur (medium) koneksi. Semakin besar  nilai  SINR,  maka  semakin  tinggi  kualitas  jalur  tersebut.  Artinya,  makin besar  pula  kemungkinan  jalur  itu  dipakai  untuk  lalu-lintas  komunikasi  data  dan sinyal  dalam  kecepatan  tinggi.    Untuk  hasil  pemodelan/simulasi  nilai  SINR  di pulau Batam pada gambar 15 :
5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Mean (Kbps) FDD 9,645.14 19,182.11 28,494.40 37,691.88 Mean (Kbps) TDD 3,915.32 8,207.64 12,632.26 17,075.42 0.00 5,000.00 10,000.00 15,000.00 20,000.00 25,000.00 30,000.00 35,000.00 40,000.00 M e an (Kb p s)
SINR 10 MHz FDD SINR 10 MHz TDD SINR 15 MHz FDD SINR 15 MHz TDD . SINR 20 MHz FDD SINR 20 MHz TDD
Gambar 15. Tampilan SINR mode TDD dan FDD
Dari  hasil  pemodelan  tersebut  maka  didapatkan  untuk  nilai  SINR  untuk masing-masing lebar bandwidth dan tiap mode. Bentuk coverage yang dihasilkan terlihat berbeda, dimana untuk mode FDD terlihat lebih baik dibanding TDD, hal ini dikarenakan noise pada TDD lebih kecil daripada nilai noise pada mode FDD, karena  mode  TDD  hanya  memiliki  satu  band  yang  digunakan  untuk uplink dan downlink ,  sedangkan  untuk  FDD  memiliki  dual  band  untuk uplink dan downlink Untuk besarnya nilai SINR tersebut dapat dilihat dalam tabel 8 dan gambar 16.
Tabel 8 Perbandingan Pengukuran SINR setiap Bandwidth dan Mode SINR (dB) Surface (km²) 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz FDD TDD FDD TDD FDD TDD FDD TDD SINR >=30 1,343 0,01 0,813 0,01 0,54 0,01 0,415 0,01 SINR >=27 3,728 0,225 2,495 0,185 1,905 0,155 1,543 0,133 SINR >=24 9,615 1,025 6,668 0,935 5,08 0,845 4,227 0,79 SINR >=21 21,858 3,468 16,25 3,155 13,003 2,94 10,95 2,715 SINR >=18 43,59 9,313 33,91 8,153 28,623 7,513 24,883 7,065 SINR >=15 79,775 20,838 63,935 18,728 54,97 17,385 48,675 16,28 SINR >=12 134,715 41,385 110,298 37,695 96,355 35,213 86,803 33,295 SINR >=9 215,023 75,86 177,633 69,47 156,585 65,043 142,205 61,858 SINR >=6 306,408 132,555 258,105 121,67 229,395 114,415 209,535 108,938 SINR >=3 367,695 217,155 311,188 196,93 279,168 184,648 255,515 175,675 SINR >=0 375,268 310,908 315,5 274,73 281,655 253,718 257,515 239,698 SINR >=-3 375,268 383,54 315,5 332,14 281,655 302,467 257,515 282,973 SINR >=-6 375,268 409 315,5 350,165 281,655 316,1 257,515 293,913 SINR >=-9 375,268 409 315,5 350,165 281,655 316,1 257,515 293,913
Pada tabel 7 terlihat perbedaan jangkauan (surface) setiap mode dan bandwidth dari  nilai  SINR  ≥  -9  dB  hingga  SINR  ≥  30  dB  yang  sebelumnya  telah digambarkan  pada  gambar  4.8.  Semakin  besar  nilai  SINR  maka  semakin  kecil jangkauan  yang  terukur  dalam  setiap  mode.  Untuk  grafik  dari  pengukuran SINR dapat dilihat pada gambar 16.
Gambar 16. Grafik Pengukuran SINR mode FDD dan TDD
Dari grafik 16, mode TDD terlihat lebih stabil dalam setiap pengukuran SINR nya, sedangkan untuk nilai SINR yang kecil yaitu SINR ≥  -3 hingga SINR ≥ -9
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 FDD TDD FDD TDD
FDD TDD FDD TDD 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Sur fa ce (km ²) Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) SINR >=30 SINR >=27
SINR >=24 SINR >=21 SINR >=18 SINR >=15 SINR >=12 SINR >=9 SINR >=6 SINR >=3 SINR >=0 SINR >=-3 SINR >=-6 SINR >=-9
mode  TDD  lebih  baik.  Untuk  pengukuran  mean  SINR  dari  setiap  mode  dan masing-masing lebar bandwidth dapat dilihat dalam gambar 17.
Gambar 17. Mean SINR mode TDD & FDD
Berdasarkan  hasil  rata-rata  simulasi  untuk  frekuensi  3500  MHz  maka didapatkan  untuk  nilai  mode  FDD  memiliki  nilai  yang  jauh  lebih  baik  daripada mode  TDD.  Sehingga  dengan  mode  FDD  didapatkan  kualitas  jalur  yang  paling baik untuk dapat digunakan.

## 3.6. Data Reference Signal Receive Power ( RSRP)
Reference  Signal  Receive  Power (RSRP) adalah  pengukuran  kuat  sinyal  pada cell LTE  yang membantu  untuk  meranking cell-cell yang berbeda  sebagai  input, yang  dipergunakan  untuk  algotirma handover dan cell  reselection.  RSRP didefinikan  sebagai  rata-rata  pada  kontribusi power  resource  element yang membawa  referensi  signal  yang  dianggap  sebagai  pengukuran bandwidth frekuensi.  Namun  hanya  yang  terukur  pada Orthogonal  Frequency  Division Multiple  Access (OFDM)  symbol  yang  membawa reference  signal pada  sisi downlink. Reference  Signal  Received  Power adalah  patokan  sinyal  di  LTE.
Hakikatnya semakin tinggi nilai RSRP, semakin bagus sinyalnya. Berikut adalah hasil  simulasi  untuk  RSRP  untuk  setiap  lebar Bandwidth 5  MHz,  10  MHz,  15 MHz & 20 MHz dan mode FDD dan TDD :
RSRP 5 MHz FDD RSRP 5 MHz TDD
5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Mean (dB) FDD 10.97 10.84 10.73 10.65 Mean (dB) TDD 4.28 4.62 4.84 4.99 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 Me an (dB)
RSRP 10 MHz FDD
RSRP 10 MHz TDD
RSRP 15 MHz FDD
RSRP 15 MHz TDD . RSRP 20 MHz FDD

## RSRP 20 MHz TDD
Gambar 18. Tampilan RSRP mode TDD dan FDD
Dari  hasil  pemodelan  dengan  pita  frekuensi  3500  MHz  pada  gambar  18 diperoleh  tampilan coverage RSRP  setiap  mode  dan  lebar bandwidth, semakin kecil bandwidth maka  semakin  besar  jangkauan  RSRP  yang  dihasilkan pengukuran,  baik  untuk  mode  FDD  maupun  TDD,  Hal  ini  berkaitan  dengan jumlah resource block yang dibawa oleh masing-masing lebar bandwidth dimana semakin  besar  lebar bandwidth semakin  besar  pula resource  block nya  sehingga menyebabkan  nilai  RSRP  menjadi  kecil.  Untuk  besarnya  nilai  RSRP  tersebut dapat dilihat dalam tabel 9.
Tabel 9. Perbandingan Pengukuran RSRP setiap Bandwidth dan Mode RSRP Surface (km²) 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz FDD TDD FDD TDD FDD TDD FDD TDD RSRP Level (DL) (dBm) >=-70 0,0372 0,4608 0,0064 0,2492 0,0028 0,1656 0,002 0,1184 RSRP Level (DL) (dBm) >=-80 1,7164 4,0832 0,6212 2,0944 0,3164 1,4132 0,184 1,0944 RSRP Level (DL) (dBm) >=-90 18,9568 28,2632 10,1152 16,1252 6,9092 11,5344 5,1584 9,1988 RSRP Level (DL) (dBm) >=-100 96,7088 119,8712 65,3044 84,16 49,8592 66,4388 40,4804 55,7504 RSRP Level (DL) (dBm) >=-110 252,4924 288,9852 196,4092  230,7628  168,5428 198,3612 149,6888  179,0604 RSRP Level (DL) (dBm) >=-120 451,7996 493,2756 388,134  428,2892  353,0172 390,7244 328,8532  366,4684
Pada tabel 9 terlihat perbedaan jangkauan (surface) setiap mode dan bandwidth dari nilai RSRP Level (DL) (dBm) >=-120 hingga RSRP Level (DL) (dBm) >=- 70  yang  sebelumnya  telah  digambarkan  pada  gambar  14.  Semakin  besar  nilai RSRP  maka  semakin  kecil  jangkauan  yang  terukur  dalam  setiap  mode.  Untuk grafik dari pengukuran RSRP dapat dilihat pada gambar 19.

## Gambar 19. Grafik Pengukuran RSRP mode FDD dan TDD
Dari  grafik  19  terlihat  nilai  pengukuran  RSRP  mode  TDD  lebih  baik dibandingkan  dengan  FDD  pada  setiap bandwidth  channel .  Untuk  pengukuran mean  RSRP  dari  setiap  mode  dan  masing-masing  lebar bandwidth dapat  dilihat dalam gambar 20.
0 100 200 300 400 500 600 FDD TDD FDD TDD
FDD TDD FDD TDD 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Su rface ( km ²) RSRP Level (DL) (dBm) >=-70 RSRP Level (DL) (dBm) >=-80 RSRP Level (DL) (dBm) >=-90
RSRP Level (DL) (dBm) >=-100 RSRP Level (DL) (dBm) >=-110 RSRP Level (DL) (dBm) >=-120
Gambar 20. Mean RSRP mode TDD & FDD
Dari  hasil  simulasi  dihasilkan  untuk  nilai  RSRP dengan  mode  TDD  memiliki nilai  rata-rata  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengannilai  rata-rata  dengan  mode FDD. Sehingga dapat dikatakan untuk mode TDD memiliki kuat sinyal yang lebih baik dibanding mode FDD.

## 5. KESIMPULAN
Hasil  pemodelan  yang  dilakukan  di  pulau  Batam  dapat  mewakili  kebayakan area  di  Indonesia  dikarenakan  persebaran  kondisi  geografis  wilayah  yang kompleks.  Untuk  nilai  pengukuran UL  Throughput untuk  keseluruhan  lebar Bandwidth Channel mode FDD maupun TDD terlihat hampir sama, dikarenakan pada  sisi Uplink untuk  standar  LTE  tidak  disertakan system MIMO,  sehingga besaran UL throughput tidak  banyak  mengalami  perbedaan  yang  terlalu signifikan.  Dalam  pengukuran DL  Throughput semakin  baik  untuk  lebar BW Channel baik  FDD  maupun  TDD,  terlihat  dengan coverage yang  berwarna  biru, untuk  warna  merah  mengindikasikan coverage yang  kurang  baik.  Hasil  simulasi memperlihatkan  jika  mode  FDD  lebih  baik  dibandingkan  dengan  TDD.  Nilai SINR untuk masing-masing lebar bandwidth dan tiap mode bentuk coverage yang dihasilkan terlihat berbeda, dimana untuk mode FDD terlihat lebih baik dibanding TDD,  dikarenakan  nilai  Noise  pada  TDD  lebih  kecil  daripada  nilai  noise  pada mode FDD, karena mode TDD hanya memiliki satu band  yang digunakan untuk Uplink dan Downlink ,  sedangkan  untuk  FDD  memiliki  dual  band  untuk Uplink dan Downlink . Nilai RSRP dengan mode TDD memiliki nilai rata-rata yang lebih baik  dibandingkan  dengan  nilai  rata-rata  dengan  mode  FDD.  Sehingga  dapat dikatakan untuk mode TDD memiliki kuat sinyal yang lebih baik dibanding mode FDD,  dikarenakan  pada  mode  TDD  sinyal  rata-rata receive  sinyal  power yang membawa  setiap resource  block lebih  baik  dibandingkan  mode  FDD  sehingga nilai overhead pada  mode  TDD  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  mode  FDD. Secara  Keseluruhan  dengan  membandingkan  parameter Throughput dan Coverage dalam dan dilihat dari analisis kapasitas untuk setiap range bandwidth
5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Mean (dBm) FDD -107.22 -108.38 -109.07 -109.56 Mean (dBm) TDD -106.45 -107.62 -108.28 -108.79 -110.00 -109.50 -109.00 -108.50 -108.00 -107.50 -107.00 -106.50 -106.00 -105.50 -105.00 -104.50 M e an (dBm )
dapat  ditarik  kesimpulan  penggunaan  mode  FDD  lebih  baik  daripada  TDD dimana dengan mode FDD memiliki nilai Throughput yang jauh lebih besar dan nilai  SINR  yang  lebih  baik.  Untuk  nilai  RSRP  memiliki  perbedaan  yang  tidak terlalu  signifikan  antara  mode  TDD  dan  FDD  walaupun  dengan  mode  TDD memiliki nilai yang lebih baik.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Biao Huang, Haifeng Tan, Wen Wei, Jian Fang and Na Zheng, “Coexistence Studies for LTE- FDD With TD-LTE in the Band 2500-2690 MHz” State Radio Monitor  Center Beijing”, 2011.
2. Johannes Baumgarten, Kin Lien Chee, Andreas Hecker and Thomas Kurner, “Performance of Prediction  Models  in  Suburban/Rural  Residential  Areas  At  860,  2300  and  3500  MHz”. 6th European Conference on Antennas and Propagation (EUCAP), 2011.
3. Eng.  Dalia  Abdalla  Omer,  Dr.  Amin  Babiker  A/Nabi  Mustafa, ” LTE  FDD  vs  LTE TDD  from  a  Qos  Perspective”.  IOSR  Journal  of  Electronics  and  Communication Engineering (IOSR-JECE) Vol 10, Issue 2, Ver.1, 2015.
4. Zaid A. Shamsan and Tharek Abd. Rahman, “IMT-Advanced Coexistence  Method With  Fixed Services in Different Geographical  Areas At 3500 MHz” . IEEE 978-1-4244-3861-7, 2009.
5. Wout Joseph, Laurens Roelens and Luc Martens, “Path Loss Model for Wireless Applications at 3500 MHz” IBBT Gaston Crommenlaan Ghent, 2006.
6. Maria-Cristina  Munteanu,  Constantin  Gheorghe,  George  Lojewski, “A Performance Analysis Based  on  Bandwidth  of  LTE  and  UMTS  Technologies  in  the  900  MHz    Spectrum” . Telecommunications  and  Information  Technology,  University  Politehnica  of  Bucharest, Romania 2014. ISSN 2286-3540, U.P.B. Sci. Bull., Series C, Vol. 76, Iss. 2, 2014.
7. Riikka  Susitaival,  Henning  Wiemann,  Jessica  Östergaard,  Anna  Larmo, “Internet  access performance in LTE TDD” , 978-1-4244-2519-8/10 IEEE, 2010.
8. Sri Arianti, “Study of  Long Term Evolution Network Planning in Jabodetabek, Case Study of PT. Telkomsel”. Puslitbang Sumber Daya dan Perangkat Pos dan Informatika, 2014.
9. Denny  Kusuma  Hendraningrat,  Nachwan  Mufti  A. “Refarming  of  Frequency  700  MHz Analysis  for  Long  Term  Evolution  (LTE)  in  Indonesia  using  Link  Budget  Calculation”.
International Conference on Elestrical Engineering and Informatics, 2011.
10. Muhammad  Suryanegara,  Achmad  Ramadhan,  Afid  Kurnia  Akbar,  Muhamad  Asvial. "The Forecasting Model of 4G LTE Implementation in Indonesia” .Jakarta, Indonesia 2014.
11. Lingga Wardhana, “4G Handbook Edisi Bahasa Indonesia Jilid 1 dan Jilid 2” . 2014.
12. Aderemi A. Atayero, Matthew K. Luka, Martha K. Orya, Juliet O. Iruemi. “ 3GPP Long Term Evolution:  Architecture,  Protocols  and Interfaces” .  International  Journal  of  Information  and
Communication Technology Research. Volume 1 No. 7, November 2011.
13. Dr.  Gerhard  Kadel, “Next  Generation  Mobile  Networks”. Technology  Radar  Feature  Paper Edition III/2010, Deutsche Telekom Technology Radar, 2010. 14. Nokia  Networks, “FDD and TDD LTE Radio Planning”. Nokia  Solutions  and  Networks  no. RA4120EN15GLA00, 2015.
15. Asp,  I.T.U.,  Training,  C.O.E.,  &  Broadband,  W.  “ Long  Term  Evolution :  Radio  Network Planning”. ITU ASP COE Training on 1–35, 2013.
16. El-Feghi, Zakaria Sulima Zubi, A Jamil, H. A. “Long Term Evolution Network Planning and Performance  Measurement” ,  Recent  Advances  in  Image,  Audio  and  Signal  Processing  171– 177, 2014.
17. Debora Kartika Fitri, Uke Kurniawan Usman, Leanna Vidya Yovita, “ Analisis Perbandingan FDD  dan  TDD  Terhadap  Luas  Daerah  Cakupan  Layanan  Suara  Pada  LTE”. Universitas Telkom, 2011.
18. Abdul Basit, Syed, “Dimensioning of LTE Network Description of Models and Tool, Coverage and Capacity Estimation of 3GPP Long Term Evolution radio interface” Helsinki University of Technology, 2009.
19. Ni Made Erma Pratiwi  Astiti, Ida Ayu  Laksmi Dewi, NMAE Dewi Wirastuti , “Implementasi Teknologi  4G  LTE  di  Indonesia”, Prosiding  Conference  on  Smart-Green  Technology  in Electrical and Information Systems. Bali, 14-15 November 2013.