LAPORAN SKRIPSI ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN LTE...

i

LAPORAN SKRIPSI

ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN LTE

MENGGUNAKAN METODE FREKUENSI REUSE 1,

FRACTIONAL FREQUENCY REUSE DAN SOFT

FREQUENCY REUSE STUDI KASUS KOTA PURWOKERTO

ANALYSIS LTE NETWORK PLANNING USING METHOD

FREQUENCY REUSE 1, FRACTIONAL FREQUENCY REUSE

AND SOFT FREQUENCY REUSE CASE STUDY IN

PURWOKERTO

Laporan Skripsi Disusun Guna Memenuhi Syarat

Kelulusan di Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

Disusun Oleh :

SOVI YULISTIANTO

13101032

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

PURWOKERTO

2017

ii

Laporan Skripsi dengan Judul :

ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN LTE

MENGGUNAKAN METODE FREKUENSI REUSE 1,

FRACTIONAL FREQUENCY REUSE DAN SOFT

FREQUENCY REUSE STUDI KASUS KOTA PURWOKERTO

ANALYSIS LTE NETWORK PLANNING USING METHOD

FREQUENCY REUSE 1, FRACTIONAL FREQUENCY REUSE

AND SOFT FREQUENCY REUSE CASE STUDY IN

PURWOKERTO

Telah disetujui dan disahkan sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada program Studi S1

Teknik Telekomunikasi Sekolah Tinggi Teknologi Telematika

Telkom Purwokerto

Disusun Oleh :

SOVI YULISTIANTO

13101032

Telah disahkan oleh pembimbing pada tanggal 19 Juni 2017

Pembimbing 1 Pembimbing II

Alfin Hikmaturokhman,S.T.,M.T Achmad Rizal Danisya,S.T.,M.T

NIDN. 0621087801 NIDN. 0601128301

iii

Laporan Skripsi dengan Judul :

ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN LTE

MENGGUNAKAN METODE FREKUENSI REUSE 1,

FRACTIONAL FREQUENCY REUSE DAN SOFT

FREQUENCY REUSE STUDI KASUS KOTA PURWOKERTO

ANALYSIS LTE NETWORK PLANNING USING METHOD

FREQUENCY REUSE 1, FRACTIONAL FREQUENCY REUSE

AND SOFT FREQUENCY REUSE CASE STUDY IN

PURWOKERTO

Disusun Oleh :

SOVI YULISTIANTO

13101032

Telah diuji oleh Tim penguji pada tanggal 20 Juli 2017

Pembimbing I Pembimbing II

Alfin Hikmaturokhman,S.T.,M.T Achmad Rizal Danisya,S.T.,M.T

NIDN. 0621087801 NIDN. 0601128301

Tim Penguji :

Penguji I Penguji II

Eka Setia Nugraha, S.T.,M.T Zein Hanni Pradana, S.T.,M.T

NIDN. 0629018602 NIDN. 17900074

Penguji III

Bongga Arifwidodo, S.ST.,M.T

NIDN.

iv

HALAMAN PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Sovi Yulistianto

NIM :13101032

Menyatakan bahwa Skripsi dengan judul “ANALISIS

PERENCANAAN JARINGAN LTE MENGGUNAKAN

METODE FREKUENSI REUSE 1, FRACTIONAL FREQUENCY

REUSE DAN SOFT FREQUENCY REUSE STUDI KASUS

KOTA PURWOKERTO” adalah hasil karya sendiri kecuali

melakukan pengutipan sesuai yang telah disebutkan dalam daftar

pustaka. Pernyataan ini dibuat secara sadar dan bertanggung jawab.

Saya bersedia menanggung sanksi yang akan diberikan kepada saya

jika ditemukan pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam skripsi

yang saya buat.

Purwokerto, Mei 2017

Sovi Yulistianto

v

PRAKATA

Puji syukur saya panjatkan kehadiran Allah S.W.T, karena

rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini.

Penyusunan laporan skripsi ini merupakan salah satu persyaratan

untuk mengikuti sidang skripsi. Judul laporan skripsi ini yaitu

“ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN LTE

MENGGUNAKAN METODE FREKUENSI REUSE 1,

FRACTIONAL FREQUENCY REUSE DAN SOFT FREQUENCY

REUSE STUDI KASUS KOTA PURWOKERTO”.

Keberhasilan penyusunan laporan skripsi ini tidak terlepas

dari dukungan segenap pihak yang telah memberikan bantuan kepada

penulis baik berupa dukungan moral maupun material. Untuk itu

penulis dalam kesempatan ini mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Alfin Hikmaturokhman S.T., M.T selaku pembimbing I,

yang telah memberikan bimbingannya dalam menyelesaikan

laporan skripsi ini.

2. Bapak Achmad Rizal Danisyah, S.T., M.T. selaku pembimbing

II, yang telah memberikan bimbingannya dalam menyelesaikan

laporan skripsi ini.

3. Kedua orang tua dan adik saya yang selalu mendoakan dan

mendukung saya dalam memberikan kelancaran untuk

menyelesaikan laporan skripsi ini.

4. Rekan – rekan S1 Teknik Telekomunikasi 2013 STT Telematika

Telkom khususnya kelas A yang selalu membantu dan saling

berbagi untuk menyelesaikan laporan skripsi ini.

5. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Dalam penyusunan laporan skripsi ini penulis menyadari

masih banyak kekurangan dalam penyajian tulisan ini, untuk itu

penulis mengharapkan saran dan kritik pembaca yang membangun

demi kesempurnaan laporan ini. Untuk diskusi lebih lanjut mengenai

perencanaan frekuensi reuse, dapat menghubungi penulis dengan

alamat email 13101032@st3telkom.ac.id.

Akhir kata penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya

jika terdapat kesalahan dan berharap semoga laporan ini dapat

vi

berguna dan bermanfaat dalam menambah wawasan bagi para

pembaca.

Purwokerto, Mei 2017

Penulis

vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademik ST3 Telkom, saya yang bertanda

tangan di bawah ini :

Nama : Sovi Yulistianto

NIM : 13101032

Program Studi : S1 Teknik Telekomunikasi

Jenis Karya : Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk

memberikan kepada ST3 Telkom Hak Bebas Royalti Non-eksklusif

(Non-Exclusive Royalty-Free Fught) atas karya ilmiah saya yang

berjudul :

“Analisis Peencanaan Jaringan LTE Menggunakan Metode

Frekuensi Reuse 1, Fractional Frequency Reuse dan Soft Frequency

Reuse Studi Kasus Kota Purwokerto”

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak

Bebas Royalti non-eksklusif ini ST3 Telkom berhak menyimpan,

mengalih media atau format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan

data (database), merawat dan mempublikasikan skripsi saya selama

tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis pertama dan sebagai

pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan

sebenarnya.

Purwokerto, Mei 2017

Sovi Yulistianto

13101032

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN........................................................ ii

HALAMAN PENGUJIAN............................................................. iii

HALAMAN PERNYATAAN........................................................ iv

PRAKATA..................................................................................... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN AKADEMIS..... vii

DAFTAR ISI.................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR...................................................................... xi

DAFTAR TABEL.......................................................................... xiii

ABSTRAK...................................................................................... xiv

ABSTRACT.................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN............................................................... 1

1.1 Latar Belakang..................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah................................................................ 2

1.3 Tujuan dan Manfaat............................................................. 2

1.4 Batasan Masalah................................................................... 3

1.5 Kaitan Judul dengan Teknik Telekomunikasi...................... 3

1.6 Metodologi Penelitian.......................................................... 3

BAB II DASAR TEORI.................................................................. 6

2.1 Long Term Evolution (LTE)................................................. 6

2.1.1 Arsitektur LTE........................................................... 7

2.1.2 Teknologi Akses Jamak 4G........................................ 9

2.1.2.1 OFDMA......................................................... 9

2.1.2.2 SC-FDMA..................................................... 10

2.1.3 Struktur Frame LTE................................................... 11

2.1.4 Skema Modulasi pada LTE........................................ 14

2.1.4.1 QPSK............................................................. 14

2.1.4.2 16QAM.......................................................... 15

2.1.4.3 64QAM.......................................................... 15

2.1.5 Code Rate.................................................................... 16

2.1.6 Sistem Antena............................................................. 17

2.2 Alokasi Frekuensi 4G Menurut 3GPP................................. 18

2.3 Teknik Manajemen Interferensi........................................... 18

2.4 Frekuensi Reuse................................................................... 19

2.5 Model Propagasi.................................................................. 22

ix

2.5.1 Okumura Hatta........................................................... 22

2.5.2 Cost 231...................................................................... 23

2.6 Perencanaan Jaringan LTE................................................... 23

2.6.1 Capacity Planning....................................................... 24

2.6.2 Coverage Planning..................................................... 25

2.6.3 Link Budget................................................................. 26

BAB III PERANCANGAN SISTEM............................................. 28

3.1 Wilayah Perancangan....................................................... 28

3.2 Penggunaan Base Transceiver Station Existing............... 30

3.3 Diagram Alir Perencanaan............................................... 32

3.4 Perencanaan Skema Frekuensi Reuse.............................. 33

3.5 Software Atoll................................................................... 34

3.5.1 Prediksi Simulasi Atoll............................................ 39

BAB IV Analisis Hasil Perhitungan dan Simulasi......................... 40

4.1 Tinjauan Umum................................................................ 40

4.2 Perhitungan Berdasarkan Kapasitas................................. 40

4.2.1 Perhitungan Prediksi Jumlah Pengguna LTE.......... 40

4.2.2 Klasifikasi Model Layanan..................................... 43

4.2.3 Perhitungan Network Througput............................. 46

4.2.4 Resource Allocation................................................ 46

4.2.4.1 Frequency Reuse 1.................................... 46

4.2.4.2 Fractional Frequency Reuse..................... 47

4.2.4.3 Soft Frequency Reuse................................ 48

4.2.5 Perhitungan Cell Throughput.................................. 49

4.2.6 Perhitungan Jumlah Cell......................................... 49

4.3 Perhitungan Berdasarkan Coverage................................. 50

4.3.1 MAPL Arah Uplink................................................. 50

4.3.2 MAPL Arah Downlink............................................ 51

4.3.3 Perhitungan Propagation Loss................................ 53

4.4 Analisis Hasil Perhitungan............................................... 54

4.5 Hasil Simulasi Menggunakan Atoll.................................. 55

4.5.1 Skenario Frequency Reuse...................................... 55

4.5.2 Skenario Fracional Frequency Reuse..................... 58

4.5.3 Skenario Soft Frequency Reuse............................... 62

4.6 Perbandingan Hasil Simulasi............................................ 64

4.6.1 Perbandingan Hasil RSRP....................................... 65

x

4.6.2 Perbandingan Hasil SINR....................................... 66

4.6.3 Perbandingan Hasil Throughput............................. 67

BAB V BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................ 69

5.1 Kesimpulan....................................................................... 69

5.2 Saran................................................................................. 69

DAFTAR PUSTAKA..................................................................... 70

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arsitektur LTE.................................................................7

Gambar 2.2 Struktur Simbol OFDMA.................................................9

Gambar 2.3 Perbedaan OFDMA & SC-FDMA.................................11

Gambar 2.4 Struktur Frame LTE.......................................................12

Gambar 2.5 Struktur Frame FDD......................................................13

Gambar 2.6 Struktur Frame TDD......................................................14

Gambar 2.7 Diagram Konstelasi Modulasi QPSK.............................14

Gambar 2.8 Diagram Konstelasi Modulasi 16QAM..........................15

Gambar 2.9 Diagram Konstelasi Modulasi 64QAM..........................15

Gambar 2.10 MIMO Spatial Multiplexing & Transmit Diversity......17

Gambar 2.11 Frequency Reuse 1.......................................................20

Gambar 2.12 Fractional Frequency Reuse........................................21

Gambar 2.13 Soft Frequency Reuse...................................................21

Gambar 3.1 Peta Daerah Purwokerto.................................................29

Gambar 3.2 Diagram Alir Perencanaan Jaringan...............................32

Gambar 3.3 Import Data Raster.........................................................35

Gambar 3.4 Import Data Jalan...........................................................35

Gambar 3.5 Koordinat Sistem...........................................................36

Gambar 3.6 Import Data Site.............................................................36

Gambar 3.7 Input Data Transmitter...................................................37

Gambar 3.8 Pengaturan Frekuensi.....................................................37

Gambar 3.9 Station Template............................................................38

Gambar 3.10 Konfigurasi Station Template LTE..............................39

Gambar 4.1 Market Share Operator Telekomunikasi........................42

Gambar 4.2 Alokasi BW per Sektor pada Reuse 1.............................47

Gambar 4.3 Aokasi BW per Sektor pada FFR....................................48

Gambar 4.4 Alokasi BW per Sektor pada SFR..................................48

Gambar 4.5 Map Prediksi RSRP Reuse 1..........................................56

Gambar 4.6 Histogram Prediksi RSRP Reuse 1.................................56

Gambar 4.7 Map Prediksi SINR Reuse 1..........................................57

Gambar 4.8 Histogram Prediksi SINR Reuse 1.................................57

Gambar 4.9 Map Prediksi Throughput Reuse 1.................................58

Gambar 4.10 Histogram Prediksi Throughput Reuse 1......................58

Gambar 4.11 Map Prediksi RSRP FFR..............................................59

Gambar 4.12 Histogram Prediksi RSRP FFR....................................59

xii

Gambar 4.13 Map Prediksi SINR FFR..............................................60

Gambar 4.14 Histogram Prediksi SINR FFR....................................60

Gambar 4.15 Map Prediksi Throughput FFR....................................61

Gambar 4.16 Histogram Prediksi Throughput FFR...........................61

Gambar 4.17 Map Prediksi RSRP SFR..............................................62

Gambar 4.18 Histogram Prediksi RSRP SFR....................................62

Gambar 4.19 Map Prediksi SINR SFR..............................................63

Gambar 4.20 Histogram Prediksi SINR SFR....................................63

Gambar 4.21 Map Prediksi Througput SFR.......................................64

Gambar 4.22 Histogram Prediksi Throughput SFR...........................64

Gambar 4.23 RSRP pada Frekuensi Reuse........................................65

Gambar 4.24 SINR pada Frekuensi Reuse.........................................66

Gambar 4.25 Throughput pada Frekuensi Reuse...............................67

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jumlah Resource Block LTE untuk setiap Bandwidth......12

Tabel 2.2 Modulasi, Code Rate, SNR pada LTE..............................16

Tabel 2.3 Alokasi Frekuensi Jaringan 4G..........................................18

Tabel 3.1 Data Daerah Perencanaan Jaringan....................................28

Tabel 3.2 Data Penduduk Kota Purwokerto Tahun 2015...................29

Tabel 3.3 BTS Existing Operator X...................................................30

Tabel 3.4 Nilai RSRP.........................................................................39

Tabel 3.5 Nilai SINR.........................................................................39

Tabel 4.1 Klasifikasi Wilayah Berdasarkan Kerapatan Penduduk.....40

Tabel 4.2 Jumlah Penduduk Berdasarkan Umur................................41

Tabel 4.3 Jumlah Pelanggan LTE pada Tahun 2015..........................42

Tabel 4.4 Jumlah Pengguna LTE pada Tahun ke-n............................43

Tabel 4.5 Throughput Uplink Per Layanan........................................43

Tabel 4.6 Throughput Downlink........................................................44

Tabel 4.7 Peak to Average.................................................................45

Tabel 4.8 Single User Throughput.....................................................45

Tabel 4.9 Network Throughput..........................................................46

Tabel 4.10 Alokasi Power & Frekuensi pada Reuse 1........................46

Tabel 4.11 Alokasi Power & Frekuensi pada FFR.............................47

Tabel 4.12 Alokasi Power & Frekuensi pada SFR.............................48

Tabel 4.13 Cell Throughput...............................................................49

Tabel 4.14 Jumlah Cell......................................................................49

Tabel 4.15 Jumlah eNodeB................................................................50

Tabel 4.16 Uplink Link Budget LTE..................................................51

Tabel 4.17 Downlinnk Link Budget LTE...........................................52

Tabel 4.18 Jumlah eNodeB Berdasarkan Coverage...........................54

Tabel 4.19 Perbandingan Hasil Simulasi Frekuensi Reuse................65