## ANALISIS KINERJA COVERAGE & KUALITAS SINYAL 4G LTE PADA OPERATOR SELULER DI KOTA PURBALINGGA
Debora Lidya Tamtama 1) , Eva Yovita Dwi Utami 2)
1) 2) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana e-mail : eva.utami@staff.uksw.edu

## ABSTRAK
Pada penelitian ini, dianalisis kinerja cakupan dan kualitas sinyal jaringan 4G LTE di Kota Purbalingga,  sebelum  optimasi)  dan  setelah  optimasi.  Kinerja  cakupan  dilihat  dari  jumlah penyebaran nilai RSRP optimal yaitu lebih dari -95 dBm, sedangkan kinerja kualitas sinyal dilihat dari  jumlah  penyebaran  nilai  SINR  yang  optimal  yaitu  lebih  dari  10.  Selain  itu,  parameter throughput (downlink maupun uplink) juga dianalisis untuk melihat pengaruh yang diberikan SINR. Pada penelitian ini, juga dianalisis penyebab terjadinya penurunan kinerja parameter RSRP dan SINR secara keseluruhan, dan dianalisis area yang masih menjadi bad spot RSRP dan SINR meski sudah  dilakukan  optimasi  oleh  perusahaan.  Saran  perbaikan  juga  diberikan  untuk  peningkatan kinerja parameter. Metode optimasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode tilting dan perubahan  azimuth.  Dari  hasil  penelitian,  diketahui  bahwa  terjadi  penurunan  kinerja  parameter RSRP sebesar 10,3 %, penurunan kinerja parameter SINR sebesar 8.68 %, peningkatan kinerja DL Throughput  sebesar  5,24  %  dan  penurunan  kinerja  UL  Throughput  sebesar  20,22  %.  Di  Kota Purbalingga, ditemukan 3 bad spot area RSRP dan 22 bad spot area SINR. Ketiga bad spot area RSRP  disebabkan  permasalahan  weak  coverage,  sedangkan  untuk  22  bad  spot  area  SINR disebabkan tiga permasalahan weak coverage, satu cross coverage, tujuh conflict PCI Mod 3, dan sebelas no dominant coverage
Keywords: LTE, Coverage, Optimasi RF

## 1.  PENDAHULUAN
Dengan  hadirnya  teknologi  seluler generasi keempat Long Term Evolution (4G LTE),  pengguna  telekomunikasi  dapat melakukan  akses  data  dengan  kecepatan tinggi. 4G LTE merupakan hasil evolusi dari GSM  (2G),  dan  UMTS  (3G)/HSPA(3.5G). LTE memiliki efisiensi spektrum yang lebih tinggi, latency yang  lebih  rendah,  dan pemilihan  kanal-kanal bandwidth yang fleksibel.  Teknologi  LTE  didukung  dengan Adaptive  Modulation  and  Coding (AMC)
dan  sistem Multiple-Input-Multiple-Output (MIMO)[1].
Pada  penelitian  ini,  dianalisis  kinerja coverage &  kualitas  sinyal  jaringan  LTE milik salah satu operator seluler nasional di area Kota Purbalingga, sebelum dan sesudah optimasi physical pertama oleh perusahaan. Kinerja coverage dilihat  dari  parameter RSRP,  sedangkan  kinerja  kualitas  sinyal dilihat dari parameter SINR. Kinerja diukur dari jumlah persentase area yang mendapatkan nilai parameter optimal.
Pada penelitian ini, juga dilihat apakah kinerja coverage dan  kualitas  sinyal mengalami  peningkatan  atau  penurunan setelah  dilakukan  optimasi.  Apabila  terjadi penurunan,  maka  dianalisis  permasalahan yang  menyebabkan  penurunan  kinerja tersebut beserta dengan saran perbaikannya. Selain  itu,  analisis  juga  fokus  pada permasalahan  yang  menyebabkan  nilai parameter  di  suatu  area  belum  optimal  dan pemecahan  masalah  untuk  peningkatan kinerja. Area yang memiliki nilai parameter belum optimal ini disebut  sebagai bad spot area .  Metode  optimasi  yang  digunakan adalah  metode tilting dan  pengaturan azimuth. Penelitian ini hanya berfokus pada analisis optimasi fisik dan tidak memperhitungkan  data  trafik.  Nilai  uplink throughput dan downlink throughput hanya dianalisis  untuk  melihat  pengaruh  dari kinerja parameter SINR.
Penelitian  terkait  kinerja  jaringan  4G LTE  pernah  dilakukan  sebelumnya.  Pada penelitian [2], optimasi kinerja jaringan 4G LTE di  Bandung dilakukan dengan metode expand carrier bandwidth dan soft frequency reuse .  Sedangkan  pada  penelitian  [3], membahas  hasil  optimasi  kinerja  jaringan 4G  LTE  di  Bali,  yang  dilakukan  dengan penambahan site, penggantian kabel feeder, dan electrical  tilt .  Berbeda  dengan  kedua penelitian  tersebut,  pada  penelitian  ini
metode optimasi tambahan  yang digunakan adalah pengaturan azimuth

## 2. METODE PENELITIAN
2.1. Parameter Radio Frequency

## 2.1.1.  RSRP
Reference  Signal  Received  Power (RSRP)  merupakan  daya  rata-rata  pada resource element yang membawa reference signal dalam subcarrier [4]. RSRP berfungsi memberikan informasi kepada UE mengenai kuat sinyal suatu sel berdasarkan perhitungan path  loss [2].  Perusahaan menargetkan  nilai  optimal  RSRP  yang diterima lebih dari -95 dBm.
Tabel 2.1. Standarisasi Parameter RSRP

## 2.1.2.  SINR
SINR  merupakan  rasio  antara  kuat sinyal yang diterima dengan kuat interferensi  dan  derau.  SINR  sering digunakan  oleh  vendor  sebagai  ukuran kualitas sinyal [4]. Perusahaan menargetkan agar nilai  SINR optimal  jaringan lebih dari 10.
Tabel 2.2. Standarisasi Parameter SINR
2.1.3. Throughput
Throughput merupakan  jumlah  data yang  dapat  dikirimkan  dalam  satuan  waktu pada  sebuah  jaringan  dalam bit  per  second (bps)  [5].  Dalam  kaitan  dengan  SINR, semakin  tinggi  nilai  SINR,  maka  semakin tinggi pula throughput yang dapat dihasilkan.  Pada  penelitian  ini,  dianalisis nilai  uplink throughput yaitu throughput saat  melakukan upload ,  dan downlink throughput yang merupakan throughput saat melakukan download .
Tabel  2.3. Standarisasi  Parameter  DL Throughput
Tabel  2.4 Standarisasi  Parameter  DL Throughput
Target perusahaan adalah mencapai nilai DL Throughput lebih dari 25 Mbps dan nilai UL
Throughput lebih  dari  10  Mbps  agar  dapat dikatakan optimal.
2.2. Troubleshooting Permasalahan Optimasi 2.2.1. Weak Coverage Weak coverage merupakan permasalahan yang terjadi ketika UE berada pada  cakupan  yang  paling  jauh  dari  sel, sehingga  kuat  sinyal  yang  diterima  sangat rendah.  Solusi  yang  dapat  dilakukan  antara lain memperluas cakupan antena sel dengan melakukan uptilt , analisa keadaan geografis dan  periksa  apabila  ada  sel  tetangga  yang lebih  dekat  dan  mampu  menjangkau  area lebih  baik,  pengaturan  azimuth  antena  sel yang  bersangkutan,  menambah  ketinggian antena, menggunakan antena yang memiliki penguatan lebih tinggi[6].
2.2.2. Cross Coverage Cross coverage merupakan keadaan cakupan sebuah sel terlalu luas ( overshoot ), sehingga  menginterferensi  cakupan  sel  di kota lain. Sel ini kemudian menjadi kandidat handover dari  UE  pada  area  di  kota  lain. Cross  coverage dapat  menyebabkan drop call akibat kegagalan handover . Solusi yang
dapat dilakukan adalah melakukan
downtilting antena  sel  tersebut  untuk memperkecil  cakupan  dan  menurunkan ketinggian antenna[6].
2.2.3. No Dominant Coverage
No  dominant  coverage merupakan kondisi    suatu  area  tidak  memiliki  sel dominan. Level daya terima dari serving cell hampir sama dengan level daya terima dari sel-sel  tetangga  sehingga  menyebabkan interferensi dan nilai SINR menurun. Untuk level  daya  yang  nilainya  mendekati cell reselection thresholds pemilihan sel dominan  terjadi  berulang-ulang  sehingga menyebabkan drop  call .  Penyebabnya adalah  pengaturan tilt yang  kurang  tepat pada  sel  yang  seharusnya  menjadi  sel dominan,  sehingga  nilai  RSRP  rendah. Solusi  yang  dapat  dilakukan  adalah menentukan  sel  yang  paling  tepat  untuk menjadi  sel  dominan  kemudian  melakukan pengaturan tilt dan azimuth untuk meningkatkan  cakupan, downtilt sel-sel yang bukan sel dominan untuk menghilangkan interferensi [6]. 2.2.4. PCI Conflict Mod 3 PCI  Conflict  MOD3 terjadi  ketika suatu  area  dicakup  oleh  dua  atau  lebih  sel yang sama-sama memiliki sinyal yang kuat, dan  sel-sel  tersebut  memiliki  nilai  PCI MOD3    yang  sama.  Hal  ini  dikarenakan pengaturan tilt yang  kurang  tepat  pada  sel- sel  pencakup  yang  memiliki  nilai  PCI MOD3 yang sama. Cakupan mainlobe yang diberikan  oleh  masing-masing  sel  menjadi tumpang  tindih  dan  terjadilah  interferensi.
Hal ini dihilangkan dengan cara melakukan pengaturan tilt dan azimuth antena,  agar suatu  area  tidak  dicakup main  lobe dua  sel atau lebih [7].
2.3. Metode Optimasi
2.3.1. Tilting Antena
Tilting antena adalah metode optimasi  dengan  cara  mengatur  arah  sudut elevasi antena, berfungsi untuk menetapkan area  yang  akan  mendapat  cakupan  sinyal. Terdapat  dua  jenis  arahan tilt yaitu Uptilt dan Downtilt . Uptilt untuk  memperluas cakupan, sedangkan downtilt untuk memperkecil cakupan. Suatu pancaran main lobe dapat  dibagi  atas  tiga  cakupan,  yaitu cakupan lower 3 dB, center , dan upper 3 dB. Cakupan lower 3  dB  mendapat  penguatan sinyal  0  sampai  0,5  kali  kuat  sinyal maksimum.  Cakupan center mendapat penguatan  sinyal  0,5  sampai  1  kali  kuat sinyal  maksimum.  Cakupan upper 3  dB mendapat penguatan sinyal 0 sampai 0,5 kali kuat sinyal maksimum. [8].
2.3.2.  Pengaturan Azimuth
Pengaturan azimuth dilakukan apabila  hendak  mengarahkan main  lobe sektor antena ke area yang menjadi prioritas optimasi,  contohnya  area  yang  memiliki lebih banyak user . Area yang mendapatkan sinyal dari main lobe sektor antena memiliki kuat sinyal yang lebih tinggi.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Kinerja Parameter RSRP sebelum
dan setelah Optimasi Physical
Terjadi  penurunan  kinerja  RSRP sebesar  10,3  %,  setelah  optimasi physical pertama dilakukan seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1. Penurunan kuat sinyal terjadi di sekitar  Jl.  Veteran,  Jl.  Kalikajar,  dan  Jl. Wiramenggala.
Gambar 3.1 Hasil Perbandingan Serving RSRP yang Memiliki Nilai Lebih dari   -95 dBm untuk sebelum dan sesudah Optimasi.
(a)
(b)
Gambar 3.2. Hasil Plot RSRP di Kota
Purbalingga (a) sebelum dan (b) setelah
Optimasi.
Penurunan  di  ketiga  area  terjadi
karena operator lebih mementingkan kenaikan SINR dibandingkan RSRP. Sehingga,  dilakukan  penurunan  cakupan pada  beberapa site untuk  menghilangkan interferensi. Tindakan optimasi ini, akhirnya berdampak  pada  penurunan  kuat  sinyal  di ketiga area tersebut.
Gambar 3.3. Penurunan Kuat Sinyal di Jl.
Kalikajar
Dari  gambar  3.3,  terlihat  bahwa penurunan  cakupan  dilakukan  pada  sel L_KOTASARI1 untuk menghilangkan interfensi pada bad spot area SINR 1  yang berakibat  turunnya  kuat  sinyal  di  Jl.
Kalikajar.  Sel  L_PURBALINGGA1  juga tidak  dapat  memberikan  kuat  sinyal  yang lebih tinggi meskipun jaraknya lebih dekat, karena  hanya  dapat  dicakup  oleh sidelobe antena.  Dengan  melakukan  perubahan azimuth dari  60  menjadi  30  pada  sel
L_PURBALINGGA1,  maka  Jl.  Kalikajar dapat  tercakup mainlobe antena,  sehingga kuat sinyal menjadi tinggi.
Pada gambar 3.2 (b), terlihat bahwa masih  ada  3 bad  spot  area RSRP  setelah dilakukan  optimasi.  Berdasarkan  hasil analisis,  permasalahan  yang  menyebabkan nilai  RSRP  di  tiga  area  ini  tidak  optimal adalah weak coverage.
Dari Gambar 3.4, terlihat bahwa bad spot area RSRP 1 dan RSRP 2 berada pada cakupan  yang  paling  jauh  dari  sel L_PURBALINGGA2, sehingga nilai RSRP yang diterima rendah. Selain itu, untuk bad spot area  RSRP  2  masih  tercakup  oleh sidelobe sel.  Dengan  melakukan uptilt dari 5,6 ke 5 dan perubahan azimuth dari 210 ke 180  pada  sel  L_PURBALINGGA2,  maka bad  spot area  RSRP  1  dan  RSRP  2  dapat tercakup  oleh mainlobe .  Hal  ini  akan menyebabkan nilai RSRP meningkat.
Gambar 3.4. Analisis Bad Spot Area
RSRP 1 & RSRP 2
3.2. Kinerja Parameter SINR sebelum dan setelah Optimasi Physical
Terjadi  peningkatan  kinerja  SINR sebesar  8,68  %  setelah  optimasi physical pertama  oleh  perusahaan,  seperti  tampak pada  Gambar  3.5.  Peningkatan  kinerja belum  merata  secara  keseluruhan  dengan melihat penyebaran nilai RSRP dan SINR di Kota Purbalingga. Hal ini dikarenakan 77,83 %  area  di  Kota  Purbalingga  memiliki  nilai RSRP > -90 dBm, seharusnya 77,83 % area di  Kota  Purbalingga  juga  memiliki  nilai SINR  >  13.  Tetapi  kenyataannya,  hanya 50,35 % area yang memiliki nilai SINR > 13. Hal ini menandakan bahwa 27,48 % area di Kota Purbalingga masih mengalami interferensi.
Gambar 3.5 . Hasil Perbandingan Penyebaran SINR sebelum dan sesudah optimasi
Sementara itu kinerja bad spot SINR setelah  dianalisis,  dari  22 bad  spot  area SINR,  tiga bad  spot  area mengalami permasalahan weak coverage , satu bad spot area mengalami permasalahan cross coverage ,  tujuh bad  spot  area mengalami permasalahan conflict  PCI  Mod  3 ,  dan sebelas bad spot area mengalami permasalahan no dominant coverage .
Delapan  belas  dari  dua  puluh  dua bad  spot area disebabkan adanya interferensi.
Mengacu pada Gambar 3.6, bad spot area SINR 16 mengalami permasalahan no dominant coverage . Hal ini dapat dilihat dari hasil pengukuran nilai RSRP yang diterima dari 3 sel cukup tinggi tetapi nilai SINR yang dimiliki  sangat  buruk.  Hal  ini  disebabkan oleh  interferensi  akibat  nilai  RSRP  yang diterima  dari  tiga  sel  sama  kuat,  sehingga area  tidak  memiliki  sel  dominan  yang mencakupnya. Dari perkiraan cakupan, juga terlihat jelas bahwa cakupan sel L_KOTASARI1 dan sel L_PURBALINGGABRT1 menyebabkan interferensi pada sel L_PURBALINGGATIMUR_MT3.  Untuk menghilangkan  interferensi,  maka  cakupan sel
L_KOTASARI1 dan sel L_PURBALINGGABRT1 harus diperkecil, karena  L_PURBALINGGATIMUR_MT3 memiliki jarak yang lebih dekat ke bad spot area paling  tepat  menjadi  sel  dominan. Sel
L_KOTASARI1 di- downtilting dari 5 ke 5,5 dan  sel  L_PURBALINGGABRT1  di- downtilting dari 6 ke 7.
Gambar 3.6. Data Pendukung Analisis Bad Spot Area SINR 16
3.3. Kinerja RLC DL dan UL Throughput sebelum dan setelah Optimasi Physical
Terjadi peningkatan kinerja RLC DL Throughput sebesar  5,24%.  Hal  ini  selaras dengan  peningkatan  kinerja  SINR.  Pada kinerja  RLC  UL Throughput ,  terjadi penurunan  sebesar  20,22  %.  Meskipun throughput sangat dipengaruhi oleh parameter SINR, tetapi ada faktor lain yang ikut berpengaruh yaitu data trafik. Sehingga meskipun kinerja SINR mengalami peningkatan,  penurunan  kinerja  RLC  UL Throughput kemungkinan  terjadi  karena trafik pada arah uplink tinggi.
(a) (b)
Gambar 3.7. Perbandingan Penyebaran Nilai Throughput Optimal sebelum dan sesudah Optimasi (a) RLC DL Throughput (b)   RLC UL Throughput

## 4. PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarlan  hasil  penelitian  dan pembahasan diperoleh beberapa kesimpulan berikut.
1.  Terjadi  penurunan  kinerja coverage di Kota Purbalingga sebesar 10,3%, dilihat dari  persentase  jumlah  area  yang memiliki  nilai  RSRP  optimal,  yang disebabkan  oleh  penurunan  kuat  sinyal pada  area  di  sekitar  Jl.  Tentara  Pelajar, Jl.  Kalikajar,  dan  Jl.  Wiramenggala. Penurunan  terjadi  karena  tindakan optimasi oleh perusahaan pada bad spot area SINR  1,  SINR  10,  dan  SINR  18.
Sehingga, perubahan tilting yang dilakukan  mempengaruhi  cakupan  dan menyebabkan penurunan.
2.   Terdapat tiga bad spot area pada analisis optimasi  RSRP.  Seluruh bad  spot  area RSRP  disebabkan  permasalahan weak coverage .
3.  Terjadi  peningkatan  kinerja  kualitas sinyal  di  Kota  Purbalingga  sebesar 8,68%,  dilihat  dari  persentase  jumlah area yang memiliki nilai SINR optimal.
4.   Terdapat 22 bad spot area pada analisis optimasi  SINR,  tiga bad  spot  area disebabkan  oleh  permasalahan weak coverage , satu bad spot area disebabkan oleh permasalahan cross coverage , enam bad  spot  area karena  adanya conflict PCI  Mod  3 ,  dan  12 bad  spot  area disebabkan  permasalahan no  dominant coverage
5.  Jumlah  area  yang  memiliki  nilai downlink throughput optimalmengalami peningkatan sebesar 5,24 %, sedangkan untuk  nilai uplink throughput optimal mengalami penurunan sebesar 20,22 %.
6. Perusahaan lebih mementingkan parameter  SINR  dibanding  parameter RSRP.  Penurunan  cakupan  dilakukan  di beberapa site untuk  menghilangkan interferensi,  yang  berakibat  penurunan kuat  sinyal  di  beberapa  area  yang sebelumnya tercakup baik.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
S.S Mohammad, RF Planning and
Optimization  for  LTE  Networks,
Saunder : CRC Press, h.
426-428, 2010.
Hidayat  Fauzi,  Hafidudin,  Linda  Meylani,
Analisis Optimasi Akses Radio
Frekuensi pada  Jafringan  Long  Term Evolution (LTE) Di Daerah Bandung, Universitas Telkom, Bandung, h. 2-4. V.S.  Kusumo,  P.K.  Sudiarta,  I.P.  Ardana,
Analisis Performansi dan Optimalisasi Coverage Layanan LTE Telkomsel Di Denpasar Bali,
Universitas  Udayana,  Bali,  h.  1-7,
2015.
E.  Gujral,  J.  S.  Jadon,  Robust  Physical Optimization  for  LTE  Network,  h.
2,2014.
P.  K.  Rekhi,  M.  Luthra,  S.  Malik,  R.  Atri, Throughput Calculation for LTE TDD and FDD Systems,
Amity University, India, h. 1,2016. Huawei Confidential, “LTE RF Optimization Guide”[Online],
http://huawei.com, diakses
tanggal 29 Juli 2016.
Kreher  Ralf,  Gaenger  Karsten,  LTE
Signaling, Troubleshooting and
Optimization, New York :
John
Wiley & Sons, h. 227-238, 2011.
Constantine  A.  Balanis,  Antenna  Theory:
Analysis  and  Design,  USA  :  John Wiley & Sons, h. 39-41, 2016. D.  Erik,  P.  Stefan,  S.  Johan,  LTE/LTE- Advanced  for  Mobile  Broadband, Oxford : Elsevier, h. 1-3, 2014. Huawei Confidential, “LTE Basic Knowledge”[Online], http://huawei.com, diakses tanggal 19 Juni 2017. Huawei Confidential, “LTE Radio
Network”[Online], http://huawei.com, diakses tanggal 19 Juni  2017.
Huawei  Confidential,  “LTE  Frequency Planning”[Online], http://huawei.com, diakses tanggal 19 Juni 2017.