## Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi
Mobile Broadband di Indonesia

## ADE WAHYUDIN, MUNTAQO ALFIN AMANAF, ITA KUSMIASIH RATNASARI
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto Email: adewahyudin@ittelkom-pwt.ac.id
Received 6 Agustus 2018 | Revised 26 September 2018 | Accepted 8 November 2018

## ABSTRAK
Layanan  mobile  broadband  LTE  telah  berkembang  di  Indonesia,  namun penyebarannya belum merata. Selain itu, sumber daya frekuensi semakin terbatas seiring dengan meningkatnya trafik layanan broadband. Maka untuk mengatasi hal tersebut,  spektrum  frekuensi  850  MHz  dapat  diterapkan  pada  teknologi  LTE advance untuk meningkatkan penetrasi mobile broadband. Maka,  untuk mengukur tingkat penetrasi, sehingga dilakukan perancangan LTE Advance 850 MHz yang dibandingkan  dengan  LTE  1800  MHz  eksisting  berdasarkan  pedekatan  cakupan dan  kapasitas  jaringan.  Perhitungan  dan  simulasi  menghasilkan  peningkatan penetrasi  cakupan  wilayah  hingga  65%  ketika  menerapkan  LTE  Advanced  850 MHz.  Sedangkan  pendekatan  kapasitas,  pada  parameter  active  user,  jumlah connected  user  pada  frekuensi  850  MHz  mencapai  98%  jauh  dibandingkan frekuensi  1800  Mhz  yang  mencapai  91%,  serta kualitas  sinyal  RSRP  meningkat 37%-46%
Kata kunci : LTE Advanced, 850MHz, Effective Throughput, Active User, Penetrasi, Broadband

## ABSTRACT
LTE  mobile  broadband  services  is  growing  rapidly  in  Indonesia,  however  the deployment does not spread evenly, especially in remote area. Moreover, resource of frequency spectrum is limited because of the growth of broadband traffic. Thus, frequency spectrum 850 MHz can be implemented for LTE Advanced to increase mobile  broadband  penetration.  So,  to  measure  LTE  penetration  level,  LTE Advanced 850 MHz design is compared to the existing LTE 1800 MHz by coverage and  capacity  approachment.  According  to  calculation  and  simulation,  coverage penetration increase up to 65% as LTE Advanecd 850 MHz implemetation. While, the connected user of LTE 850 MHz reach 98% when compared to LTE Advanced 1800 MHz that only reach up to 91% and also signal quality increase up to 37%- 46%.
Keywords :  LTE  Advanced,  850MHz,  Effective  throughput,  Active  user, Penetration, Broadband

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  dunia  TIK  (Teknologi  Informasi  dan  komunikasi)  di  Indonesia  mengalami kemajuan  yang  sangat  pesat.  Perkembangan  tersebut  bahkan  mempengaruhi  kehidupan masyarakat di Indonesia. Sehingga layanan TIK, terutama mobile broadband harus mampu menghubungkan masyarakat dimanapun dan kapanpun. Demikian pula dengan layanan data mobile  broadband  yang  berkecepatan  tinggi  dan  beragam  seiring  dengan  perkembangan teknologi,  seperti video  streaming,  video  conference,  social  media  dan  lain-lain.  Hal  ini menyebabkan permintaan akses dan trafik layanan data mobile broadban dsemakin meningkat dari tahun ke tahun. (Wahyudin, Muayyadi, Mufti, & Hasan, 2014)
Walaupun  demikian,  penetrasi  penggunaan mobile  broadband  tidak  merata  di  Indonesia, 24,7%  populasi  Indonesia  belum  terhubung mobile  broadband,  karena  sebagian  besar pembangunan  infrastruktur  broadban  terpusat  diwilayah dense  urban  dan  urban,  terlebih Negara Indonesia yang merupakan negara kepulauan dengan banyak wilayah belum memiliki infrastruktur telekomunikasi yang baik. Cepatnya kemajuan teknologi kini menuntut negara menyediakan  sarana  infrastruktur  telekomunikasi  untuk  meningkatkan  perekonomian  dan kehidupan sosial masyarakat yang akan membantu meningkatkan perekonomian daerah dan membuka  kesempatan  lapangan  pekerjaan.  Meratanya  dukungan  infrastruktur  akan membantu membuka kesempatan masyarakat untuk maju dan meningkatkan kualitas hidup mereka.  Koneksi  internet  dengan  kecepatan  tinggi  dan  stabil  melalui  jaringan  pita  lebar menjadi dasar yang harus dimiliki merata seluruh wilayah. (ITU, 2017)
Selain itu, Semakin meningkatnya permintaan akan akses mobile broadband maka, kebutuhan akan  alokasi  spektrum  frekuensi  dan bandwidth  juga  semakin  meningkat.  Sehingga terjadi permasalahan yang disebut krisis spektrum frekuensi (Setiawan, Sirat, & Gunawan, 2012) . Dalam menangani permasalahan krisis spektrum frekuensi tersebut, pemerintah melakukan berbagai kebijakan untuk menata penggunaan frekuensi di Indonesia. Salah satunya adalah dengan  melakukan re-farming  frekuensi  yang  sudah  tidak  digunakan.  Frekuensi  yang dilakukan re-farming oleh pemerintah adalah frekuensi 850 Mhz yang sebelumnya frekuensi tersebut  digunakan  oleh  operator  CDMA,  seiring  dengan  kebijakan  pemerintah  untuk mematikan  layanan  CDMA  di  Indonesia.  Dengan  penataan  spektrum  frekuensi  tersebut, diharapkan  frekuensi  850  MHz  dapat  digunakan  oleh  teknologi  LTE  yang  dapat  di implementasikan untuk meningkatkan penetrasi Mobile broadband di Indonesia. Saat ini hanya operator  Smartfren  yang  mengimplementasikan  frekuensi  850  MHz  Band  5  FDD  untuk teknologi LTE, namun masih belum merata penyebaran layanannya. (Setiawan, 2015)
Saat ini teknologi mobile broadband yang sedang berkembang adalah teknologi Long Term Evolution (LTE). Teknologi LTE merupakan teknologi seluler generasi keempat yang berada di bawah  standarisasi 3 rd Generation  Partnership  Project  (3GPP).  Teknologi  LTE  berevolusi menjadi  LTE Advanced  sebagaimana  3GPP  Release  10  pada  tahun  2011.  LTE  Advanced diharapkan mampu menyediakan efisiensi dalam penggunaan jaringan radio, layanan mobile broadband  berkualitas  tinggi,  dan  penyediakan  akses  dengan  kecepatan  tinggi  serta bandwidth besar (ETSI, 2016) .
Berdasarkan paper yang berjudul Perancangan dan Analisa Penggelaran LTE Pada Frekuensi 700 MHz Dengan Metode Adaptif Modulation Coding Untuk Implementasi Digital Dividend di Wilayah  Sub-Urban  dan  Rural  Kabupaten  Banyumas,  yang  di  terbitkan  pada  Jurnal  JETT Volume. 3  No.  2  Desember  2016, menyimpulkan bahwa implementasi  LTE Release  8 pada frekuensi 700 MHz memiliki kualitas yang baik bila di implementasukan di wilayah suburban dan rural. mampu memberikan kualitas layanan LTE dengan nilai rata-rata RSRP -72.2 dBm
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia
dan SINR rata-rata 6.83 dB dengan luas jangkauan sel eNodeB hingga 92 km 2 pada downlink dan 24 km 2 pada uplink (Wahyudin & Sakinah, 2016) .
Maka  atas  dasar  permasalahan  diatas,  maka  penulis  merasa  perlu  untuk  membahas Perancangan dan analisa pemanfaatan frekuensi 850 MHz pada implementasi teknologi LTE yang  lebih  terbaru  yaitu  LTE Advanced  release  12,  untuk  dapat  meningkatkan  penetrasi broadband baik secara cakupan juga trafik pengguna di Indonesia. Untuk dapat mengukur tingkat  penetrasi  penulis  melakukan  perbandingan  perancangan  dengan  frekuensi  LTE eksisting 1800 MHz dan mengambil sample pada wilayah Dense urban, urban, sub-urban dan rural  di  Indonesia.  Selain  menganalisa  kebutuhan  jumlah  eNodeB,  maka  penulis  juga mengamati parameter Reference Signal Received Power (RSRP), CINR, throughput dan active user dengan menggunakan simulasi dengan software Atoll 3.3.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1.Perancangan Sistem
Dalam  penelitian  ini,  perancangan  LTE,  baik  LTE-Advanced  850  MHz  dan  LTE  1800  Mhz, terbagi  menjadi  dua  pendekatan  yaitu  kapasitas  dan  cakupan.  Pendekatan  cakupan  akan mengestimasi  kebutuhan  eNodeB  suatu  wilayah  berdasarkan  luas  cakupan  sinyal  yang dipancarkan oleh antena eNodeB. Sedangkan, pendekatan secara kapasitas akan menentukan sebaran  eNodeB  berdasarkan  kebutuhan  trafik  pengguna  layanan mobile  broadband  dan kapasitas  NodeB  berdasarkan  spesifikasi  teknologi  LTE  sesuai  dengan  standar  3GPP  ETSI TS.136.101 (ETSI, 2016) . Parameter yang diukur pada pendekatan cakupan adalah RSRP dan  CINR  sedangkan  parameter  yang  diukur  pada  pendekatan  kapasitas  adalah  network throughput dan active user, sebagaimana diagram alir Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## 2.2.Penentuan Wilayah Penelitian
Pada perancangan jaringan LTE pada penelitian ini dilakukan pada empat wilayah lingkungan geografis yang berbeda yaitu dense urban (Jakarta Pusat), urban (Kota Bandung), Sub-urban (Kabupaten  Banyumas), Rural  (Kab.  Toba  Samosir).  Profil  wilayah  pengamatan  ditunjukan pada Tabel 1, dimana data wilayah dan kependudukan didapatkan dari Badan Pusat Statistik (BPS) kota/kabupaten wilayah pengamatan masing-masing.
Tabel 1. Profil Wilayah Pengamatan (Statistik, 2018) Keterangan Jakarta Pusat  Bandung  Banyumas  Toba Samosir Jumlan Penduduk tahun 2016 (jiwa) 921,344 2,490,622  1,650,625 180,694 Luas Wilayah (km2) 48.13 167.31 1,327 2,022 Luas Wilayah efektif (km2) 48.13 167.31 1,071 926 Kepadatan (jiwa/km2) 19,143 14,886 1,244 89

## 2.3. Estimasi Pengguna Jaringan LTE
Dalam melakukan estimasi pengguna jaringan LTE, penulis melakukan beberapa asumsi yang mendukung penelitian. Jumlah pengguna telepon genggam diasumsikan dari jumlah penduduk yang  berusia  antara  16-60  tahun.  Sedangkan market  share  dan  pengguna  layanan  LTE didapatkan  dari  pengolahan  data  berdasarkan annual  report  operator  seluler.  Estimasi peningkatan  jumlah  pengguna  LTE  dihitung  dalam  kurun  5  waktu  ke  depan,  dengan menggunakan perhitungan regresi secara logaritmik. (Wahyudin & Sakinah, 2016)
Hasil perhitungan estimasi pengguna LTE, sebagaimana ditunjukan pada grafik Gambar 2.

## Gambar 2. Estimasi Pengguna LTE

## 2.4. Pendekatan Cakupan
2.4.1. Perhitungan Link Budget Tujuan  dari  perhitungan link  budget  adalah  untuk  mendapatkan  nilai  MAPL  (Maximum Allowable  Path  Loss).  MAPL  merupakan  nilai  maksimum  dari  pelemahan  sinyal  yang  masih didapat  diterima  oleh  penerima  sinyal.Secara  umum,  MAPL downlink  maupun  uplink  dapat dihitung dengan rumus berikut (Taha, Hassanein, & Ali, 2012) ,
𝑀𝐴𝑃𝐿 = 𝐸𝐼𝑅𝑃 −  𝑆𝑅 − 𝐿 − 𝑀 − 𝑀 (1)

## 1. EffectiveRadiated Isotropic Power (EIRP)
Effective Radiated Power (EIRP) merupakan daya transmit antenna (P Tx ) yang dikurangi rugi-rugi transmisi (L TX ) dan ditambah menjumlahkan gain antena transmisi (G TX ) ke dalam bentuk daya keluaran sebenarnya dari transmitter. (Taha et al., 2012)
𝐸𝐼𝑅𝑃 = 𝑃 + 𝐺 − 𝐿 (2)
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia
Hasil  perhitungan  EIRP  mengasilkan  57.3  dBM  pada downlink,  dan  23  dB  pada  uplink, seperti pada Tabel 2.
Tabel 2. Parameter EIRP (Huawei, 2010) Downlink Uplink Parameter  nilai  unit  Parameter  Nilai  unit P TX 43 dBm P TX 23 dBm G TX 15 dBi G TX 0 dBi L TX 0.7 dB L TX 0 dB EIRP 57.3  dBm EIRP 23 dBm
2. Sensitivity Receiver (SR) Sensitivity receiver ditentukan dengan menjumlahkan nilai thermal noise, noise figure, dan SNR.  Dimana  dalam  menghitung thermal  noise  perlu  memperhatikan  konstanta Boltzman(K), temperature (T) dan bandwidth (B) yang digunakan. Pada persamaan berikut ini digunakan untuk menghitung Sensitivity Receiver (Taha et al., 2012) .
𝑆𝑅 = (𝐾  ×  𝑇 ×  𝐵) + 𝑁𝑜𝑖𝑠𝑒 𝐹𝑖𝑔𝑢𝑟𝑒 + 𝑆𝑁𝑅 (3)
Dimana nilai bandwidthsystem didapatkan dari persamaan berikut,
𝐵 = 𝑆𝑢𝑏𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑒𝑟 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ  × 𝑆𝑢𝑏𝑐𝑎𝑟𝑟𝑖𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟 𝑟𝑒𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑘 × 𝑁 (4)
Dimana, N RB adalah jumlah resource block (RB)
Hasil perhitungan Sensitivity Receiver ditunjukan pada Tabel 3.
Tabel 3. Parameter Sensitivity Receiver (Huawei, 2010)
Parameter Downlink Parameter Uplink Noise Figure 7 dB Noise Figure 2.3 dB Thermal noise -104.435  dBm Thermal noise -104.435  dBm
Receiver noise -97.4348  dBm Receiver noise -102.135  dBm Rx CINR -0.22 dB Rx CINR -1.79 dB Rx sensitivity -97.6548  dBm Rx sensitivity -103.925  dBm
3. Loss System LossSystem  selain  dihasilkan  oleh  feeder  perangkat,  seperti  pengkabelan  dan  konektor (Molisch, 2011). Besar dari loss tersebut berdasarkan spesifikasi perangkat dan stadarisasi yang ada. Dalam penelitian ini menggunakan jenis Feeder AL7 size 13/8” dengan atenuasi 2.193 dB/m (Huawei, 2010) .
4. Margin System
Margin system merupakan daya cadangan pada sistem penerima agar sinyal yang diterima memiliki kuat sinyal diatas threshold (ambang batas) sehingga informasi mampu dipulihkan oleh  sistem  selanjutnya (Molisch,  2011) .  Parameter  margin  yang  digunakan  sesuai dengan Tabel 4.
Tabel 4. Parameter Margin System (Huawei, 2010) Margin Nilai Satuan Inteference Margin (DL) 4 dBm Interference Margin (UL) 1 dB Shadowing margin 10 dB Fast fade margin 0 dB Hard handover gain 3 dB

## 2.4.2. Model Propagasi Okumura Hatta
Pada perancangan berdasarkan area cakupan, penelitian ini menggunakan model propagasi Okumura  Hata  untuk  perencanaan  menggunakan  frekuensi  850  Mhz.  Adapun  persamaan untuk menghitung menggunakan propagasi okumura Hata adalah sebagai berikut (Molisch, 2011) :
𝑃𝐿 = 𝐴 + 𝐵 log(𝑑) + 𝐶
(5)
Dimana  parameter  A,  B  dan  C  merupakan  faktor  yang  bergantung  pada  frekuensi  dan ketinggian antenna (Molisch, 2011)
𝐴 = 69.55 + 26.16 log(𝑓 ) −  13.82 log(ℎ ) − 𝑎(ℎ ) (6) 𝐵 = 44.9 − 6.55 log (ℎ ) (7)
Dimana,  fc  adalah  frekuensi  (MHz);  d  adalah  jarak  jangkauan  sel  (Km);  hb  merupakan ketinggian  antena  eNodeB;  hm  adalah  ketinggian  antena  perangkat  pengguna,  dan 𝐚(𝐡 𝐦 ) adalah faktor koreksi antena perangkat pengguna.
Nilai faktor C adalah nol pada kota kecil, menengah dan metropolitas. Fungsi faktor koreksi antenna mengikuti persamaan sebagi berikut (Molisch, 2011) :

## 1. Kota kecil dan menengah:
𝑎(ℎ ) = (1.1 log(𝑓 ) − 0.7)ℎ −   (1.56 log(𝑓 ) − 0.8) (8)
2. Wilayah Metropolitan
𝑎(ℎ ) = 8.29(log (1.54 ℎ ) − 1.1     𝑓𝑜𝑟 𝑓 ≤ 200 𝑀ℎ𝑧 3.2(log (11.75 ℎ ) − 4.97    𝑓𝑜𝑟 𝑓 ≥ 400 𝑀ℎ𝑧 (9)

## 3. Lingkungan suburban
𝐶 =   −2[log(𝑓 /28)] − 5.4 (10)

## 4. Wilayah Rural
𝐶 =   −4.78 [log(𝑓 )] +  18.33 log(𝑓 ) −  40.98 (11)
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia
Fungsi a(h m ) pada wilayah suburban dan rural adalah sama dengan kota kecil dan menengah.
Model propagasi untuk frekuensi 1800 MHz menggunakan COST 231 – Hata dengan modifikasi Faktor A dan B, Sebagai berikut (Molisch, 2011)
𝐴 = 46.3 + 33.9 log(𝑓 ) −  13.82 log(ℎ ) − 𝑎(ℎ ) (12) 𝐵 = 44.9 − 6.55 log (ℎ ) (13)
Berdasarkan perhitungan menghasilkan bahwa nilai MAPL, sebagaimana Tabel 5.
Tabel 5. MAPL LTE Advance 850 MHz dan LTE 1800 MHz Wilayah 850 MHz 1800 MHz Downlink (dB)  Uplink (dB)  Downlink (dB)  Uplink (dB) Dense Urban 133.0548041 131.3248 135.6348 133.904804 Urban 137.0548041 135.3248 139.6348 137.904804 Suburban 140.9548041 139.2248 143.4648 141.734804 Rural 143.9548041 142.2248 146.4648 144.734804

## 2.4.3. Jumlah eNodeB
Jumlah  eNodeB  pada  perancangan  berdasarkan  area  cakupan  dihitung  sesuai  dengan  luas daerah  perencanaan.  Perhitungannya  dengan  mengasumsikan  penggunaan  site  3  sektoral menggunakan persamaan sebagai berikut (Huawei, 2010) :
𝐿 = 2,6 𝑥 𝑑 (14) 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐶𝑒𝑙𝑙 = (15) 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑒𝑁𝑜𝑑𝑒𝐵 = (16)

## 2.5. Pendekatan Kapasitas
Pada  pendekatan  kapasitas,  jumlah network  element  eNode-B  dihitung  berdasarkan  trafik jaringan pada suatu wilayah pada busy hour dengan menggunakan pendekatan offered bit quantity berdasarkan berbagai jenis layanan yang digunakan dan kapasitas maksimal eNodeB (Wahyudin & Sakinah, 2016)(Nugroho & Fallah, 2018).
2.5.1. Kepadatan trafik Kepadatan  trafik  pada  LTE  dapat  dihitung  berdasarkan throughput  dengan  menggunakan persamaan sebagai berikut (Hikmaturokhman et al., 2014) :
𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 = 𝐵𝑒𝑎𝑟𝑒𝑟 𝑅𝑎𝑡𝑒 × 𝑆𝑒𝑠𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑇𝑖𝑚𝑒 × 𝑆𝑒𝑠𝑠𝑖𝑜𝑛 𝐷𝑢𝑡𝑦 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜 × ( ) (17)
Dimana, 𝐵𝐿𝐸𝑅 adalah Block Error Rate yang bisa ditoleransi
Selanjutnya  dengan  menggunakan  Tabel  6,  dilakukan  perhitungan Single  UserThroughput (SUT) dengan persamaan berikut ini (Hikmaturokhman et al., 2014),
𝑆𝑈𝑇 = ∑ × × ×( ) (18)
Dimana, Busy Hour Service Attempt (BHSA) adalah rata-rata akses layanan pada jam sibuk dan Peak Average Ratio (PAR) merupakan prosentase kelebihan beban tertinggi pada jaringan untuk mengantisipasi lonjakan trafik di suatu area (Hikmaturokhman et al., 2014).

## Tabel 6. Parameter Trafik (Huawei, 2010)
Traffic Parameters Uplink Downlink Beare r Rate (Kbps ) PPP Sessio n Time (s) PPP Sessio n Duty Ratio BLE R Beare r Rate (Kbps ) PPP Sessio n Time (s) PPP Sessio n Duty Ratio BLE R Voip 26.9 80 0.4 1% 26.9 80 0.4 1% Video Conference 62.53 500 1 1% 62.53 1800 1 1% Real Time Gaming 31.26 1800 0.2 1% 125.06 1800 0.4 1% Straming media 31.26 3600 0.05 1% 250.11 3600 0.95 1% Web Browsing 62.53 1800 0.05 1% 250.11 1800 0.05 1% File Transfer 140.69 600 1 1% 750.34 600 1 1%
Kemudian,  perhitungan NetworkThroughput  yang  dapat  dihitung  secara  uplink  maupun downlink dengan persamaan sebagai berikut (Hikmaturokhman et al., 2014) :
𝑈𝐿 𝑁𝑒𝑡𝑤𝑜𝑟𝑘 𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑢𝑠𝑒𝑟 𝑛𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟  × 𝑈𝐿 𝑠𝑖𝑛𝑔𝑙𝑒 𝑢𝑠𝑒𝑟 𝑡ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 (19) 𝐷𝐿 𝑁𝑒𝑡𝑤𝑜𝑟𝑘 𝑇ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑢𝑠𝑒𝑟 𝑛𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟  × 𝐷𝐿 𝑠𝑖𝑛𝑔𝑙𝑒 𝑢𝑠𝑒𝑟 𝑡ℎ𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 (20) Berdasarkan  persamaan  (19)  dan  (20),  menghasilkan network  throughput  dalam  5  tahun kedepan, sesuai dengan Gambar 3.
Gambar 3. NetworkThroughput
2.5.2. Kapasitas eNodeB LTE Perhitungan kapasitas sel dipengaruhi bandwidth, jenis antenna & modulasi yang digunakan dalam perancangan (Hikmaturokhman et al., 2014) .
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia

## 1. Kapasitas Downlink
𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒 + 𝐶𝑅𝐶 = (168 − 36 − 12) ∗ (𝐶𝑜𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡 ∗ 𝑐𝑜𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒) ∗ 𝑁 ∗ 𝐶 (21)
2. Kapasitas Uplink
𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒 + 𝐶𝑅𝐶 = (168 − 24) ∗ (𝐶𝑜𝑑𝑒 𝑏𝑖𝑡 ∗ 𝐶𝑜𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒) ∗ 𝑁 (22)
Dimana, Cyclic Redudancy Check bernilai 24, dan C merupakan mode antena transmiter dan receiver (Hikmaturokhman et al., 2014) .
Berdasarkan perhitungan kapasitas eNodeB, didapatkan hasil sebagaimana tabel 7, dimana memperhatikan konfigurasi antenna yang digunakan.
Tabel 7. Kapasitas eNodeB
Konfigurasi antena Downlink (Mbps) Uplink (Mbps) SISO 88.87678 53.32606 MIMO 4 X 4 355.5071 213.3042

## 2.6. Parameter jaringan LTE
2.6.1.  RSRP ( Reference Signal Received Power) RSRP  merupakan  kuat  sinyal  yang  diterima UserEquipment  (UE)  pada  teknologi  LTE.  Nilai RSRP yang merupakan daya sinyal acuan yang digunakan untuk menunjukan kualitascakupan jaringan pada suatu daerah. Berikut merupakan rentang nilai RSRP yang digunakan oleh suatu operator (Hikmaturokhman et al., 2014) .
Tabel 8, menunjukan standar KPI ( Key Performance Indicator) dari 2 parameter yang akan diamati, yaitu RSRP dan CINR.
Tabel 8. Rentang Nilai RSRP dan CINR (Hikmaturokhman et al., 2014)
Nilai RSRP Nilai CINR Kualitas -70 dBm to – 90 dBm 16 dB to 30 dB Baik -91 dBm to – 110 dBm 1 dB to 15 dB Normal -110 dBm to - 130 dBm  -10 dB to 0 dB Buruk

## 2.6.2. CINR ( Carrier to Interference Noise Ratio)
CINR merupakan perbandingan kuat sinyal dengan sinyal interferensi dan noise. Parameter ini menunjukan  level  daya  minimum  dimana user  masih  bisa  melakukan  komunikasi.  Berikut rentang  nilai  CINR  yang  digunakan  oleh  suatu  operator  dilihat  pada  tabel  12  berikut (Hikmaturokhman et al., 2014) .

## 2.6.3. Throughput
Throughput,  merupakan  besaran  kecepatan  akses  data  yang  dapat  diakses  oleh  user (Hikmaturokhman et al., 2014) .

## 2.6.4. Active user
Active user ditampilkan dalam jumlah persentase pengguna yang terkoneksi dengan jaringan LTE pada layanan-layanan tertentu. Layanan LTE yang diamati dalam penelitian ini antara lain: High Speed Internet, Mobile Internet dan Video Streaming (Hikmaturokhman et al., 2014) .

## 2.7 Spektrum Frekuensi
Spektrum frekuensi 850 MHz di Indonesia, memiliki lebar pita sebesar 2x20 Mhz. Spektrum frekuensi ini sebelumnya digunakan oleh Operator CDMA. Namun sejak tahun 2017, seiring dimatikannya layanan CDMA di seluruh Indonesia, menyebabkan terjadinya penataan ulang pada frekuensi tersebut. Saat ini, Frekuensi 850 Mhz digunakan oleh operator Smartfren untuk layanan  LTE  secara  penuh  dengan bandwidth  hingga  20  Mhz  (2x10  MHz),  sebagai  hasil konsolidasi antara smartfren dan Bakrie Telkom. Sedangkan Telkomsel memiliki bandwidth 15 Mhz (2 x 7,5 Mhz) sebagai hasil konsolidasi Telkom Flexi dan Telkomsel (Setiawan, 2015) .
Spektrum  Frekuensi  1800  MHz,  digunakan  untuk  teknologi  LTE  oleh  sebagian  besar penyelenggara telekomunikasi seluler di Indonesia, dengan menggunakan mode duplex FDD. Dimana Telkomsel dan XL memiliki 22.5 MHz, Indosat 20 MHz dan H3I 10 MHz (Setiawan, 2015) .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Analisa Perancangan dengan Pendekatan Cakupan
Pada pendekatan cakupan, untuk perancanaan pada frekuensi 850 MHz menggunkaan model propagasi  Okumura  Hata,  sedangkan  untuk  frekuensi  1800  MHz  menggunakan  model propagasi  Cost-231  Hata.  Berdasarkan  perhitungan  propagasi  berdasarkan  parameter link budget yang digunakan sesuai persamaan (5), menghasilkan luas cell eNodeB pada tabel 9:
Tabel 9. Luas cell eNodeB (dalam Km 2 ) Geo Type Frekuensi 850 MHz  Frekuensi 1800 MHz Downlink Uplink Downlink Uplink Dense urban 6.396466 5.10169 2.280096 1.818557 Urban 10.24232  8.169065  3.650997 2.91196 Suburban 18.66728  14.84625  6.507621 5.175567 Rural 26.13566  20.78591  9.111182 7.246202
Jumlah  eNodeB  pada  perancangan  LTE  berdasarkan  pendekatan  cakupan  didapatkan berdasarkan persamaan (14) (15) (16). sehingga, menghasilkan jumlah eNodeB sebagaimana tabel 10.
Tabel 10. Jumlah eNodeB berdasarkan Cakupan Kota / Kabupaten Frekuensi 850 Frekuensi 1800 Downlink Uplink Downlink Uplink Jakarta Pusat 3 4 8 9 Bandung 5 7 15 19 Banyumas 20 25 55 69 Toba Samosir 12 15 34 43
Berdasarkan perhitungan didapatkan hasil bahwa frekuensi 850 MHz menghasilkan cakupan yang lebih luas dibandingkan dengan frekuensi 1800 Mhz hingga 65%.Konsekuensi dari hal tersebut adalah jumlah eNodeB yang lebih sedikit.
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia
Sedangkan  berdasarkan  jumlah  eNodeB,  Kabupaten  Banyumas  dan  Toba  samosir  memiliki jumlah e-NodeB yang lebih banyak karena secara geografis memiliki luas wilayah lebih besar dari pada Jakarta Pusat dan Bandung. karena wilayah rural dan suburban memiliki cakupan lebih luas daripada urban dan dense urban.

## 3.2 Analisa Perancangan dengan Pendekatan Kapasitas
Berdasarkan  perhitungan  dengan  menggunakan  pendekatan  kapasitas,  didapatkan  hasil bahwa jumlah eNodeB wilayah dense urban dan urban memiliki jumlah yang lebih banyak dari pada wilayah suburban dan rural. Hal, in dikarenakan tingginya pengguna potensial LTE di wilayah tersebut, sehingga trafik layanan data semakin tinggi pula setiap tahunnya. Dengan pendekatan  CAGR  ( Compound  Annual  Growth  Rate),  maka  pertumbuhan  tahunan  dari Penetrasi layanan LTE di Jakarta Pusat Sebesar 29%, Kota Bandung 41%, Kab. Banyumas 51%  dan  Kab.  Toba  Samosir  31%.  Hal  ini  membuktikan  bahwa,  setiap  tahun  terjadi peningkatan yang signifikan terhadap layanan LTE, terutama di wilayah berkembang seperti urban, suburban dan rural, sebagaimana ditunjukan Gambar 4.

## Gambar 4. Jumlah eNodeB Berdasarkan Kapasitas

## 3.3 Analisa Simulasi
3.3.1 Simulasi RSRP ( Reference Signal Received Power) Simulasi RSRP menggunakan software Atoll 3.3 dilakukan dengan metode prediksi Coverage by Transmitter (Downlink), karena mampu memprediksi sebaran kuat signal yang dikirimkan oleh eNodeB dan diterima user pada suatu cakupan. Hasil simulasi menunjukan nilai rata-rata dan standar deviasi dari kuat signal yang ditampilkan pada peta digital maupun angka statistik, berdasarkan masing-masing wilayah pengamatan berdasarkan jenis lingkungan geografisnya.
Berdasarkan hasil simulasi yang ditunjukan Tabel 11, Pada penggunaan frekuensi 850 MHz menghasilkan nilai rata rata signal level berkisar antara -57 dBm hingga -62 dBm dan standar deviasi -50 dBm,sedangkan pada frekuensi 1800 MHz, nilai rata rata signal level berkisar antara -83 dBm hingga -85 dBm dan standar deviasi -73 dBm hingga -77dBm. Dari hasil tersebut disimpulkan  bahwa,  peningkatan  cakupan  penetrasi  berdasarkan  RSRP  yang  disebabkan penggunaan frekuensi 850 MHz terhadap 1800 MHz adalah 46% pada wilayah dense urban dan urban, serta 37% pada wilayah rural.
Hal ini dapat dianalisa bahwa, penggunaan Frekuensi 850 MHz menghasilkan nilai RSRP yang jauh lebih baik dari pada frekuensi 1800 MHz, pada semua jenis daerah pengamatan. Selain itu, cakupan frekuensi 850 MHz lebih merata dan homogen bila dibandingkan dengan frekuensi 1800 Mhz, terlihat dengan nilai standar deviasi yang lebih mendekati nol. Hal ini disebabkan oleh luas cakupan frekuensi 850 MHz yang lebih luas, seperti pada tabel 9.
Tabel 11. Hasil Simulasi RSRP Kota / Kabupaten Lingkungan geografis Rata-rata (dBm) Standar  Deviasi (dBm) 850 MHz  1800 MHz  +/-  850 MHz 1800 MHz Jakarta Pusat Dense urban -57.38 -83.51 46% -51.09 -77.59 Bandung Urban -57.81 -84.39 46% -50.42 -73.91 Banyumas Suburban -61.1 -85.33 40% -50.24 -76.96 Toba Samosir Rural -62.11 -84.99 37% -50.78 -76.81
Sedangkan  berdasarkan  lingkungan  geografis,  wilayah Dense  urban  dan  urban  memiliki kualitas RSRP yang lebih baik daripada suburban dan rural. Hal ini dikarenakan pada wilayah dense urban dan rural memiliki wilayah geografis yang lebih kecil dan site eNodeB memiliki cakupan yang sangat luas, sehingga daerah blank spot sangat kecil. Berbeda dengan suburban dan rural  yang  memiliki  wilayah  yang  sangat  luas  dan  keadaan  terrain  yang  berbukit  dan pegunungan, mengakibatkan banyaknya wilayah blank spot.
3.3.2 Simulasi CINR ( Carrier to Interference Noise Ratio) Pada simulasi CINR dilakukan dengan prediksi Physical Downlink Shared Channel C/(I+N) by Transmitter  (Downlink).  Hal  ini  dilakukan  untuk  melihat  perbandingan  antara  kuat  sinyal carrier dengan Noise dan interferensinya pada perangkat penerima.
Tabel 12. Hasil Simulasi CINR Kota / Kabupaten Lingkungan geografis Rata-rata Standar  Deviasi 850 MHz  1800 MHz  +/-  850 MHz  1800 MHz Jakarta Pusat Dense urban 25.25 11.2 56% 11.48 6.03 Bandung Urban 24.09 11.93 50% 11.08 5.73 Banyumas Suburban 22.23 12.02 46% 10.85 5.98 Toba Samosir Rural 16.01 6.35 60% 9.36 5.78
Berdasarkan hasil simulasi yang ditunjukan Tabel 12, kualitas CINR frekuensi 850 MHz lebih baik daripada frekuensi 1800 MHz, dengan nilai rata-rata berkisar 16 dB hingga 25 dB. Namun, secara  homogenitas  sebaran  CINR,  frekuensi  1800  MHz  memiliki  nilai  yang  lebih  baik, sebagaimana  pada  tabel  16.  Secara  kualitas  CINR,  penggunaan  frekuensi  850  MHz  pada teknologi LTE meningkat nillai CINR 56% hingga 60% daripada frekuensi 1800 MHz, Terutama pada wilayah rural.
Pada sudut pandang lingkungan geografis, wilayah dense urban memiliki kualitas CINR yang baik. Hal ini dikarenakan faktor luas wilayah yang lebih kecil serta, faktor interferensi yang lebih kecil bila dibandingakan wilayah rural dan suburban.

## 3.3.3 Simulasi Throughput
Pada  simulasi throughput  yang  ditunjukan  Tabel  13,  pada  kanal  Radio  Link  Control  (RLC) jaringan eNode B jaringan LTE. Maka, didapatkan hasil bahwa Throughput 850 MHz lebih tinggi
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia
dari pada 1800 MHz, hingga 31 Mbps berbanding 20 Mbps. Hal ini dikarenakan semakin luas wilayah, maka offered bit quantity pada wilayah tersebut semakin tinggi. Sedangkan untuk wilayah dense  urban  dan  urban  memiliki  throughput  yang  tinggi  hingga  31  Mbps,  karena kepadatan user di wilayah tersebut lebih tinggi dari pada lingkungan geografis lainnya.
Tabel 13. Hasil Simulasi Throughput Kota / Kabupaten  Lingkungan geografis Average Standar  Deviasi 850 MHz  1800 MHz  +/-  850 MHz  1800 MHz Jakarta Pusat Dense urban 31,851.85  18,827.61  41%  10,035.33  12,007.71 Bandung Urban 32,203.41  20,551.11  36%  10,345.44  11,778.55 Banyumas Suburban 30,598.27  20,644.63  33%  11,330.11  11,682.27 Toba Samosir Rural 25,454.93  11,436.33  55%  13,255.39  9,241.13
Terdapat peningkatan throughput hingga 55% pada penggunaan frekuensi 850  MHz,  yang merupakan peningkatan tertinggi jika dibandingkan dengan wilayah lain, walaupun secara nilai throughput lebih kecil. Namun hal ini membuktikan bahwa pengaruh penggunaan frekuensi 850  MHz  cukup  signifikan  diwilayah rural  dan  terpencil.  Peningkatan  throughput  ini dikarenakan pada LTE Advanced 850 MHz menggunakan teknologi modulasi dan pengkodean hingga 11/12 256 QAM. Selain itu, wilayah rural memiliki lebih sedikit user, sehingga single user throughput lebih tinggi dibandingkan wilayah lain.
3.3.3 Simulasi Active User Pada pendekatan kapasitas, maka dilakukan simulasi active user. Dimana pada simulasi ini, memprediksi  jumlah  pengguna  yang  aktif  terhubung  dengan  eNodeB  serta effective throughput jaringan LTE. Simulasi ini dirancang dengan memperhatikan berbagai parameter kapasitas  yaitu:  jenis  layanan,  jenis  lingkungan,  mobilitas  pengguna  dan  jenis  pengguna. Secara  keseluruhan  penggunaan  Frekuensi  850  MHz  memiliki  persentase connected  active user yang lebih baik. Implementasi LTE Advanced di Jakarta pusat memiliki connected user hingga  98.9%,  sedangkan  LTE  1800  Hanya  memiliki connected  user  91.5%,  sebagaimana ditampikan Gambar 5.
Gambar 5. Hasil parameter Active User
Sedangakan secara lingkungan geografis, wilayah yang memiliki kepadatan lebih tinggi seperti dense urban dan urban menghasilkan connected user yang lebih baik pula bila dibandingkan dengan  wilayah rural.  Hal  ini  dikarenakan  kurang  meratanya  cakupan  diwilayah  rural  yang disebabkan  oleh terrain  yang  berbukit  dan  bergunung  serta  tidak  meratanya  kepadatan
penduduk  diwilayah  tersebut.  Namun  walaupun  demikian,  tingkat penetrasi  diwilayah rural meningkat hingga 16% pada penggunaan frekuensi 850 MHz.
Sedangkan  parameter effective  throughput,  seperti  pada  Gambar  6,  menghitung  rate throughput secara kapasitas trafik berdasarkan active user. Parameter ini menghasilkan nilai bahwa  penggunaan  frekuensi  1800  MHz  memiliki throughput  yang  lebih  tinggi  daripada frekuensi 850 MHz pada wilayah dense urban dan urban, sedangkan pada wilayah suburban dan rural frekuensi 850 MHz memiliki throughput yang lebih baik daripada 1800 MHz hingga 20%. Hal ini membuktikan bahwa frekuensi 850 MHz lebih cocok di implementasikan di wilayah Suburban dan rural karena mampu meningkatkan penetrasi user, karena mampu mencakup wilayah yang lebih luas serta, menghasilkan throughput yang tinggi.

## Gambar 6. Hasil parameter Effective Throughput

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  Perancangan  dan  simulasi  yang  telah  dilakukan,  maka  penelitian  ini  dapat disimpulkan sebagai berikut
1. Pada pendekatan cakupan, Implementasi LTE Advance 850 MHz mampu meningkatkan luas  cakupan  eNodeB  hingga  65%.  Terutama  diwilayah rural,  dimana  luas  cakupan eNodeB dapat mencakup hingga 26 Km 2 .
2. Pada simulasi  menggunakan  Atoll 3.3  menunjukan  implementasi  frekuensi  850  MHz dibandingkan  frekuensi  eksisting  LTE  1800  MHz.  Pada  parameter  RSRP  ( Reference Signal Received Power), memiliki peningkatan 46% di wilayah dense urban dan urban, 37% diwilayah rural.
3. Sedangkan  pada  parameter  CINR  ( Carrier  to  Interference  Noise  Ratio)  terjadi perbaikan kualitas sinyal carrier terhadap interferensi dan noise hingga56% di wilayah dense urban dan urban, bahkan 60% di wilayah rural. Demikian pula pada parameter throughput, frekuensi 850 MHz mampu memberikan kecepatan rate throughput hingga 50 % lebih baik daripada 1800 MHz.
4. persentasi connected user pada frekuensi 850 MHz berada diatas 90% di wilayah dense urban,  urban  dan  suburban,  sedangkan  frekuensi  1800  MHz  menghasilkan  rejected user yang tinggi hingga 39% diwilayah rural.
5. Pangaruh frekuensi 850 MHz lebih signifikan meningkatkan penetrasi layanan terutama diwilayah rural  dan  wilayah  terpencil,  dimana  operator  telekomunikasi  sedikit melakukan investasi di daerah tersebut. Namun dengan implementasi frekuensi 850 MHz diharapkan mampu menciptakan pemerataan layanan mobile broadband hingga pelosok Indonesia.
Perancangan dan Analisis LTE Advanced 850 Mhz untuk Meningkatkan Penetrasi Mobile Broadband di Indonesia

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada RISTEKDIKTI dan LPPM Institut Teknologi Telkom Purwokerto  yang  telah  mendukung  penelitian  ini  terutama  dari  segi  pendanaan  melalui program hibah skema Penelitian Dosen Pemula (PDP).

## DAFTAR RUJUKAN
ETSI.  (2016). TS  136  101  -  V13.3.0  -  LTE;  Evolved  Universal  Terrestrial  Radio  Access  (E- UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception (3GPP TS 36.101 version 13.3.0 Release 13) (Vol. 0). France.
Hikmaturokhman, A., Wardhana, L., Aginsa, B. F., Dewantoro, A., Rian, M. F., Harto, I., & Mahardhika,  G.  (2014). 4G  Handbook  Edisi  Bahasa  Indonesia  (Edisi  Pert,  Vol.  1). Jakarta: www.nulisbuku.com.
Huawei. (2010). LTE Radio Network Planning Introduction.
ITU.  (2017). Global  Ict  Regulatory  Outlook  2017.  Geneva.  Retrieved  from http://staging.itu.int/en/ITU-D/Regulatory-Market/Pages/Outlook/2017.aspx
Molisch,  A.  F.  (2011). Wireless  communications.  IMA  volumes  in  mathematics  and  its applications, (Second Edi). West Sussex: John Wiley & Sons.
Nugroho, K., & Fallah, M. S. (2018). Implementasi Load Balancing menggunakan Teknologi EtherChannel pada Jaringan LAN. ELKOMIKA, 6(3), 420–435.
Setiawan, D. (2015). Penataan Spektrum Frekuensi (Spectrum Policy and Planning). Bandung. Setiawan, D., Sirat, D., & Gunawan, D. (2012). Feasibility of LTE 700 MHz Digital Dividend for Broadband Development Acceleration in Rural Areas. ITB Journal of Information and Communication Technology, 6(1), 21–42. https://doi.org/10.5614/itbj.ict.2012.6.1.2 Statistik, B. P. (2018). Statistik Indonesia 2017. Jakarta.
Taha, A. E. M., Hassanein, H. S., & Ali, N. A. (2012). LTE, LTE-Advanced and WiMAX: Towards IMT-Advanced  Networks.  LTE,  LTE-Advanced  and  WiMAX:  Towards  IMT-Advanced Networks (First Edit). West Sussex: John Wiley & Sons.
Wahyudin, A., Muayyadi, A., Mufti, N., & Hasan, A. T. (2014). Planning and Techno-Economy Analysis of UMTS to LTE Migration at Frequency 700 MHz in DKI Jakarta. In sitia 2014,
15th Seminar on Intelligent Technology and Its Apllications (pp. 1–6). Surabaya.
Wahyudin, A., & Sakinah. (2016). Perancangan dan Analisa Penggelaran LTEPada Frekuensi 700  MHz  Dengan  Metode  Adaptif  Modulation  Coding  Untuk  Implementasi  Digital Dividend  Di  Wilayah  Sub-Urban  dan  Rural  Kabupaten  Banyumas. Jurnal  Elektro Telekomunikasi Terapan, 3(2), 342–354.