Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Perancangan Jaringan Indoor 4G LTE 1800 MHz Gedung Elektronika Politeknik Negeri Balikpapan Menggunakan Radiowave Propagation Simulator 5.4
Maria Ulfah 1 , Nelsia Pither Tadung 2 1,2 Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Balikpapan
1 maria.ulfah@poltekba.ac.id

## ABSTRACT
Indoor area is an area that lacks a signal so that the signal attenuation continues to be problems that often occur. To overcome  these  problems  need  the  support  of  a  communication  system  that  can  include  a  signal  in  the  room  so  that customers can keep communicate with smoothly. The need for application of Indoor mobile communications system to support the outdoor system that can serve the entire mobile service users. This research discusses the planning of Indoor femtocell LTE 4G network at the electronics building of the Balikpapan State Polytechnic is on the floor 1,2 and 3 with models  Cost  231  multiwall  Indoor  propagation.  This  design  is  simulated  using  5.4  Software  Radiowave  Propagation Simulator  (RPS).  From  the  calculation  results,  the  number  of  Femtocell  Access  Points  (FAP)  on  each  floor  is  3,  the placement of FAP in the middle part of each floor of the Electronics building. From the design results obtained on the 1st floor RSRP value of -32.18 dBm and SIR of 12.31 dB, for floors 2 RSRP -34.20 dBm and SIR of 13.52 dB, and floor 3 RSRP value of -33.32 dBm and SIR is 13.27 dB
Keywords : Femtocell, Radiowave Propagation Simulator, Indoor, Cost 231

## INTISARI
Area indoor merupakan  area  yang  kurang  mendapatkan  sinyal  sehingga  pelemahan  sinyal  terus  menjadi  permasalahan  yang sering terjadi. Untuk mengatasi permasalahan tersebut perlu adanya dukungan sistem komunikasi yang dapat mencakup sinyal didalam  ruangan  agar  pelanggan  dapat  tetap  berkomunikasi  dengan  lancar.  Perlunya  penerapan  sistem  komunikasi  seluler indoor dilakukan  untuk  mendukung  sistem outdoor sehingga  layanan  seluler  dapat  melayani  seluruh user .Penelitian  ini membahas perancangan jaringan indoor femtocell 4G LTE pada gedung Elektronika Politeknik Negeri Balikpapan pada lantai 1,2 dan 3 dengan model propagasi Cost 231 multiwall Indoor . Perancangan ini disimulasikan dengan menggunakan software Radiowave  Propagation  Simulator  5.4 (RPS).  Dari  hasil  perhitungan  didapatkan  jumlah Femtocell  Access  Point (FAP)  pada setiap  lantainya  sebanyak  3  buah,  penempatan  FAP  di  bagian  tengah    di  setiap  lantai  gedung  Elektronika.  Dari  hasil perancangan didapatkan pada lantai 1 nilai RSRP -32,18 dBm dan SIR sebesar 12,31 dB,  untuk lantai 2 RSRP   -34,20 dBm dan SIR sebesar 13,52 dB, dan lantai 3 nilai RSRP -33,32 dBm dan SIR sebesar  13,27 dB.
Kata kunci: Femtocell , Radiowave Propagation Simulator , Indoor , Cost 231

## I. PENDAHULUAN
Seiring  perkembangan  zaman,  perkembangan teknologi  juga  terus  berkembang  salah  satunya teknologi  telekomunikasi  yang  saat  ini  sudah menuju teknologi broadband wireless access , hal ini  menjadi  tuntutan  tersendiri  bagi user untuk dapat  memenuhi  komunikasi  dengan  laju  data yang  tinggi,  kapasitas  yang  besar,  area  akses yang  semakin  luas  dan  mobilitas  yang  tinggi dimanapun user berada  baik  di  dalam  gedung ( indoor )  maupun  di  luar  gedung  ( outdoor ).
Hadirnya jaringan 4G (LTE) merupakan Service yang  dikehendaki  oleh user yaitu  sistem komunikasi  berbasis  kecepatan  tinggi  yang memiliki  kapasitas  dan  data rate yang  tinggi. Namun  kapasitas  yang  tinggi  ini  kurang dirasakan jika user berada di dalam area gedung ( indoor )  hal  ini  terjadi  karena  adanya  proses redaman terhadap sinyal telekomunikasi sehingga  komunikasi  yang  diharapkan  handal akan  tetap  mengalami  gangguan.  Contohnya pada  sebuah  ruangan  dalam  gedung  bertingkat yang  tidak  dapat  dijangkau  oleh  jaringan
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
outdoor .  Penyedia  layanan  komunikasi  harus melakukan  peningkatan  terhadap  kemampuan jaringan salah satu dengan melakukan pembangunan  jaringan  pada  area  dalam  gedung ( indoor  networking )  dengan  menggunakan femtocell untuk  jaringan  LTE. Femtocell  atau Home Node B adalah teknologi  pemancar mikro yang  menggunakan level daya  rendah  dan memiliki cakupan yang lebih kecil dibandingkan dengan  BTS.  Penerapan  LTE  dilakukan  melalui teknik Indoor  penetration yakni  dengan  cara menghubungkan Femtocell  Access  Point (FAP) ke  jaringan  internet  yang  menggunakan  link jaringan  akses  data  dan  terhubung  ke  jaringan dari provider yang  bersangkutan.  Berdasarkan latar  belakang  tersebut  maka  perlu  dilakukan perancangan  dan  analisa  jaringan Indoor 4G LTE  pada  gedung  elektronika  Politeknik  Negeri Balikpapan  dengan  menggunakan Radiowave Propagation Simulator 5.4 .

## II. LANDASAN TEORI

## A. Perkembangan Teknologi Jaringan Seluler
Dalam  perkembangan  sekarang  ini  piranti  ini mengalami  banyak  perkembangan,  dari  sekedar alat  komunikasi  analog  sekarang  telah  berubah menjadi  alat  komunikasi  digital  yang  bisa mentransmisikan  bukan voice saja  akan  tetapi telah  merambah  kepada  transmisi  data  seperti sms,  mms,  bahkan  mengunduh  data  ataupun mengakses  data  dari  internet  dan  terus bertumbuh  baik  dari  segi  kecepatan  maupun kualitas  multimedia,  transfer  data, smart  sync , dan  lain  lain  untuk  menunjang  mobilitas  itu sendiri,  mulai  dari  generasi  pertama  (1  G), generasi kedua (2 G), generasi ketiga (3G).
Gambar 1. Perkembangan Teknologi Seluler [1]
Teknologi  seluler  mengalami  perkembangan ke generasi keempat (4G) antara lain Long Term Evolution (LTE) yang merupakan jaringan akses radio  evolusi  jangka panjang  keluaran  dari 3 rd Generation  Partership  Project (GPP).  LTE merupakan  kelanjutan  dari  teknologi  generasi ketiga (3G) WDCMA-UMTS.
Pada  LTE  kecepatan  transfer  data  mencapai 100Mbps  pada  sisi downlink dan  50Mbps  pada sisi uplink .  Berikut  adalah  gambar  yang menunjukkan  perkembangan  3GPP  dari release 99 hingga release 8. [2]

## B. Arsitektur Jaringan 4G LTE
Berikut arsitektur jaringan 4G LTE.

## Gambar 2. Arsitektur 4G LTE
Arsitektur  LTE  [3]  terdiri  atas  dua  bagian utama  yakni  LTE  itu  sendiri  yang  dikenal  juga dengan E-UTRAN ( Envolved Universal
Terrestrial  Radio  Access  Network )  dan SAE ( System Architecture Evolution ) yang merupakan jantung dari sistem. [3]

## C. Konsep Dasar Femtocell
Femtocell merupakan  teknologi  pemancar mikro  atau  juga  dapat  disebut  dengan Home
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Base  Station yang  menggunakan level daya rendah  yang  berfungsi  untuk  memperluas cakupan  dan  meningkatkan  kapasitas. Femtocel l merupakan access point nirkabel dengan berdaya rendah  yang  menggunakan  spektrum  frekuensi berlisensi  saat  beroperasi.  Dengan  kata  lain, femtocell dapat  didefinisikan  sebagai Base Transceiver  Station  (BTS) yang  berukuran  mini dengan  ditempatkan  di  wilayah  yang  bersinyal rendah, sehingga dapat meningkatkan ketersediaan, konektivitas, mobilitas, serta kinerja layanan jaringan  dengan kebutuhan daya yang  rendah. Femtocell dapat  dijadikan  sebagai solusi dari keterbatasan jaringan Base Transceiver  Station  (BTS) yang  tidak  dapat menjangkau user yang berada di area Indoor . [4]
Gambar 3. Penggunaan Femtocell

## D. COST 231 Multi-Wall Model
Pada  model  propagasi COST  231  Multi-Wall seluruh  dinding  pada  bidang  vertikal  antara transmitter dengan
receiver
akan dipertimbangkan,  Sedangkan  untuk  masing- masing  dinding  dengan properties materialnya diperhitungkan juga, bertambahnya dinding yang akan  dilewati  sinyal  akan  membuat  attenuasi dinding menjadi berkurang sehingga pada model COST 231 MWM ini hasil yang didapatkan akan sesuai dengan kondisi ruangan. [5]

## E. Parameter Kinerja Jaringan 4G LTE
1. Reference Signal Received Power (RSRP)
Nilai RSRP merupakan power sinyal reference yang  digunakan  untuk  menunjukkan bagus  tidaknya coverage jaringan  pada  suatu daerah.
Tabel 1. Rentang Nilai RSRP [6] Nilai Keterangan -10 - -45 dBm Sangat Baik -46 - -70 dBm Baik -71 - -90 dBm Cukup -91 – 110 dBm Buruk
2. Signal to Interference Ratio (SIR)
Signal to Interference Ratio (SIR) merupakan perbandingan  kuat  sinyal  dibanding  interferensi sinyal  dari  sel  lain.  Parameter  ini  menunjukkan level daya  minimum  dimana user masih  bisa melakukan suatu panggilan
Tabel 2. Rentang Nilai SIR [7] Nilai Keterangan <20dB Sangat Baik 19- 8 dB Baik 8 - 0 dB Cukup >0 dB Buruk

## III. METODE PENELITIAN

## A. Rancangan Penelitian
Rancangan  penelitian  merupakan  keseluruhan proses  penelitian  dari  awal  hingga  tahap  akhir, dan  disajikan  dalam  bentuk flowchart berikut ini:
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Gambar 3. Flowchart

## B. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data
Teknik  Pengumpulan  data  dilakukan  dengan mempelajari  kondisi  jaringan  4G  LTE  yang  ada di  gedung  Elektronika,  dilanjutkan  dengan mengumpulkan  informasi  jumlah  penggunan jaringan  4G  LTE  yang  ada  di  gedung  tersebut. Kemudian membuat desain gedung di MS Visio, menghitung  redaman  pada  arah uplink dan downlink dan jumlah Femtocell yang dibutuhkan untuk melayani kebutuhan jaringan   4G LTE indoor gedung Elektronika. Melakukan simulasi perancangan  jaringan Indoor 4G  LTE  memakai Software  Radiowave  Propagation  Simulator (RPS)  5.4 .  Melakukan  Analisa  apakah  hasil perancangan  di  atas  telah  memenuhi  kriteria parameter  perfomansi  jaringan  yakni  RSRP  dan SIR. Kemudian dilanjutkan membuat kesimpulan  terhadap  hasil  perancangan  jaringan tersebut.
IV.   HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan pada perencanaan jaringan indoor tersebut  menggunakan  persamaan Cost 231  Multiwall  Model .  Hasil  yang  diperoleh berdasarkan  simulasi  menggunakan Radiowave Propagation  Simulator (RPS)  didapatkan  grafik yang menunjukan nilai dari coverage .

## A. Perhitungan Link Budget
Perhitungan link  budget dilakukan  untuk menghitung area cakupan sel dengan mengetahui nilai Maximum  Allowable  Path  Loss  (MAPL) dalam  sistem  agar  saling  berkomunikasi. Link budget merupakan  perhitungan  sejumlah  daya yang  didapat  oleh  penerima  berdasarkan  daya keluaran dari pemancar dengan
mempertimbangkan gain dan loss sepanjang jalur transmisi radio dari pemancar ke penerima.
Gambar 4. MAPL Arah Downlink
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Gambar 5. MAPL Arah Uplink
Dari  hasil  perhitungan  Link  Budget  yaitu MAPL  dari  arah uplink sebesar  201,12  dB  dan dari  arah downlink sebesar  202,72  dB  dapat dihitung  selisi  diantaranya  yaitu  sebesar  1,6  dB .Maka  hasil  perencanan  ini  layak  untuk diterapkan pada setiap lantai gedung Elektronika karena hasil perhitunggan tidak lebih dari 5 dB.

## B. Perhitungan Jumlah FAP
Dalam  perhitungan  FAP  dalam  penelitian  ini yaitu  menggunakan  kapasitas user dimana asumsi user yang  aktif  pada  setiap  lantai  adalah 60% dari jumlah user perlantainya.
Untuk  menentukan  jumlah Femtocell  Access Point  (FAP) yang  dibutuhkan  pada  perancangan ini  digunakan  analisis  berdasarkan  kapasitas dengan menggunakan rumus berikut:
Tabel 3. Data user Gedung Elektronika No . Gedung Elektronika Jumlah User Jumlah FAP 1 Lantai 1 203 3 2 Lantai 2 157 3 3 Lantai 3 132 3

## C. Analisis  Simulasi  Radiowave  Propagation Simulator (RPS)
Hasil perhitungan dengan kapasitas yang telah didapatkan  selanjutnya  akan  disimulasikan menggunakan Radiowave Propagation Simulator . Jumlah Femtocell Access Point (FAP)
yang didapatkan dari perhitungan ialah berjumlah 3  FAP.  FAP  tersebut kemudian akan diimplementasikan  di  ketiga  lantai  dengan pemilihan  penempatan  FAP  pada  bagian  sisi tengah gedung Elektronika.
1. Hasil Simulasi Lantai 1 Hasil  simulasi  dengan  pemilihan  penempatan FAP  pada  bagian  tengah  gedung  terlihat  pada Gambar 6.
Gambar 6a.  Tampilan coverage RSRP
Gambar 6.b  Tampilan diagram chart RSRP
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Dari  hasil  simulasi  terlihat coverage RSRP menghasilkan mean -32,18 dBm. Hasil ini masuk dalam kategori sangat baik yaitu antara -10 dBm sampai -45 dBm.
Gambar 6.c  Tampilan coverage SIR
Gambar 6.d  Tampilan diagram chart SIR
Sedangkan untuk hasil coverage SIR menghasilkan mean 12,31  dB  .  Hasil  ini  masuk dalam kategori baik yaitu antara 9 dB - 20 dB.

## 2. Hasil Simulasi Lantai 2
Hasil  simulasi  dengan  pemilihan  penempatan FAP  pada  bagian  tengah  gedung  terlihat  pada Gambar 7.
Gambar 7a. Tampilan coverage RSRP Gambar 7.b  Tampilan diagram chart RSRP
Pada skenario ini coverage RSRP menghasilkan mean -34,20 dBm. Hasil ini masuk dalam kategori sangat baik yaitu antara -10 dBm sampai -45 dBm.
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Gambar 7.d  Tampilan diagram chart SIR
Untuk hasil coverage SIR menghasilkan mean 13,52 dB . Hasil  ini  masuk dalam  kategori Baik yaitu antara 9  dB sampai 20 dB.

## 3. Hasil Simulasi Lantai 3
Hasil  simulasi  dengan  pemilihan  penempatan FAP  pada  bagian  tengah  gedung  terlihat  pada Gambar 8.
Gambar 8.a Tampilan coverage RSRP
Gambar 8.b  Tampilan diagram chart RSRP
Pada skenario ini coverage RSRP
menghasilkan mean -33,32 dBm. Hasil ini masuk dalam  kategori  Sangat  Baik  yaitu  antara  -10 dBm sampai -45 dBm
Gambar 8.c  Tampilan coverage SIR
Gambar 8.d  Tampilan diagram chart SIR
Untuk hasil coverage SIR menghasilkan mean 13,27 dB . Hasil  ini  masuk dalam  kategori Baik yaitu antara 9 dB  sampai 20 dB.
4. Hasil Persentase Simulasi
Berikut  hasil  persentase  simulasi  RPS  untuk parameter RSRP dan SIR.
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
Tabel 4. Nilai Persentase RSRP dan SIR  Lantai 1 RSRP SIR Kategori Nilai (dBm) % Kategori Nilai (dB) % Sangat Baik (-45)- (-10) 99,80 Sangat Baik (21)-(40) 16,80 Baik (-70)- (-46) 0,20 Baik (9)-(20) 47,47 Cukup (-90)- (-71) 0 Cukup (1)-(8) 35,73 Buruk (- 110)- (-91) 0

## Tabel 5. Nilai Persentase RSRP dan SIR  Lantai 2
RSRP SIR Kategori Nilai (dBm) % Kategori Nilai (dB) % Sangat Baik (-45)- (-10) 97,98 Sangat Baik (21)- (40) 20,81 Baik (-70)- (-46) 2,12 Baik (9)- (20) 44,27 Cukup (-90)- (-71) 0 Cukup (1)-(8) 34,92 Buruk (-110)- (-91) 0

## Tabel 6. Nilai Persentase RSRP dan SIR  Lantai 3
RSRP SIR Kategori Nilai (dBm) % Kategori Nilai (dB) % Sangat Baik (-45)- (-10) 99,90 Sangat Baik (21)- (40) 15,10 Baik (-70)- (-46) 0,10 Baik (9)- (20) 52,65 Cukup (-90)- (-71) 0 Cukup (1)-(8) 32,25 Buruk (-110)- (-91) 0
Dari  hasil  simulasi  menggunakan  3  FAP untuk  setiap  lantainya  dengan  penempatan  pada sisi  tengah  gedung  Elektronika  terlihat  untuk nilai  masing-masing  parameter  RSRP  dan  SIR berada  pada  rentang  nilai  cukup  sampai  sangat baik sehingga dapat diterapkan dalam impelmentasi di lapangan.

## IV. KESIMPULAN
Dari  uraian  pembahasan    yang  dibuat  pada perancangan jaringan indoor 4G LTE 1800 MHz gedung Elektronika Politeknik Negeri
Balikpapan dapat disimpulkan bahwa:
1. Berdasarkan  perhitungan  kapasitas user , dibutuhkan  3 Femtocell  Access  Point (FAP) untuk setiap lantai di gedung Elektronika.
2. Dengan  desain  pemilihan  penempatan posisi  FAP  pada  bagian  sisi  tengah  di  tiap lantainya    hasil  simulasi  menunjukan  nilai parameter  RSRP  dan  SIR  dalam  kriteria kualitas cukup sampai Sangat Baik.
3. Pada lantai 1 , nilai rata-rata  (mean) RSRP sebesar  -32,18  dBm  (sangat  baik)  dan  nilai SIR sebesar 12,31 dB (baik).
4. Pada lantai 2 , nilai rata-rata  (mean) RSRP sebesar  -34,20  dBm  (sangat  baik)  dan  nilai SIR sebesar 13,52 dB (baik).
5. Pada lantai 3 , nilai rata-rata  (mean) RSRP sebesar  -33,32  dBm  (sangat  baik)  dan  nilai SIR sebesar 13,27 dB (baik)

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pamungkas,  G.,  A.  (2012). Pengertian  1G, 4G,  GSM,  AMPS,  CDMA  dan  WIMAX . wordpress.com/pengertian-1g-4g-gsm- amps-cdma-dan-wimax,  diakses  28  Okt 2012.
[2] Ulfah, M. (2016). Analisis Jumlah e Node B LTE  untuk  kota  Balikpapan .  Jurnal  Sains Terapan.  Politeknik  Negeri  Balikpapan  Vol 2 No.1 halaman 56-59.
[3] Wardhana,  L.,  dkk.  (2014). 4G  Handbook
Edisi Bahasa Indonesia.
www.nulisbuku.com, Jakarta.
[4] http://docplayer.info/29750704- perancangan-jaringan- Indoor -4g-lte-tdd- 2300-mhz-menggunakan-radiowave- propagation-simulator.html.
[5] Hikmaturokhman,  A.,  dkk.  (2015). Analisa Model  Propagasi  COST  231  Multi  Wall
Jurnal ECOTIPE , Volume 6, No.1, April 2019, Hal. 40-48 p-ISSN 2355-5068, e-ISSN 2622-4852 DOI : 10.33019/ecotipe.v6i1.950
pada Perancangan Jaringan Indoor Femtocell HSDPA Menggunakan Radiowave  Propagartion  Simulator .  STTT
Telkom Purwokerto, Purwokerto.
[6] https://media.neliti.com/media/publications/
195491-ID-perancangan-dan-analisa- penggelaran-lte.pdf
[7] https://edvanberliansa.wordpress.com/2016/
06/18/4g-lte-drive-test-parameter/