# [Fauzyyah's] Tracklist Dashboard Tugas Section 2

:::info
Open Recruitment Mobilecomm Lab [Celullar Network Division 2025/2026].
:::

## :book: Fauzyyah's Information

:::success
List the essential information of me.
:::

### :small_blue_diamond: Name : Fauzyyah Akifah Sofyan
### :small_blue_diamond: Email: [e-mail]
### :small_blue_diamond: NIM : 101012430032
### :small_blue_diamond: Major : S1 Telecommunications Engineering
### :small_blue_diamond: Class : TT-48-10

:::danger
## Section 2
:::

## :bookmark_tabs: Daftar Isi
#### 1. OVERVIEW 4G (LTE, LTE-A)
#### 2. 3GPP Release 8-14
#### 3. LTE Flat Architecture
#### 4. MIM0 (Multiple Input Multiple Output)
#### 5. OFDM, OFDMA, SC-FDMA
#### 6. Cyclic Prefix
#### 7. Adaptive Modulation (LTE)
#### 8. LTE Resource Block
#### 9. Handover in LTE
#### 10. LTE Channels (Physical, Logic, Transport)
#### 11. Performance Metrics of 4G LTE (Data Rate, Sum Rate, SE, EE)

---

## 1. OVERVIEW 4G (LTE, LTE-A)

### 1.1 Architecture of 4G (LTE, LTE-A)
LTE (Long Term Evolution) adalah suatu standar komunikasi seluler yang dirancang oleh 3GPP dengan tujuan menjadi generasi seluler yang baru. LTE diusulkan sebagai calon sistem untuk 4G dan disetujui oleh ITU (International Telecommunication Union), LTE rilis 8 adalah versi awal teknologi LTE, sedangkan LTE rilis 10 merupakan evolusi dari LTE yang disebut LTE-Advanced yang juga dikenal sebagai LTE-A. Pekerjaan pada LTE dimulai pada tahun 2004 dan selesai pada tahun 2009 dan penyebaran pertama terjadi pada tahun 2010
#### A.) LTE

LTE mendukung FDD (Frequency Division Duplexing) dan TDD (Time Division Multiplexing) agar UE dapat berkomunikasi dengan eNodeB. LTE menggunakan modulasi OFDMA dalam downlink (dari eNodeB ke UE) dan modulasi SC-FDMA dalam uplink (dari UE ke eNodeB). LTE merupakan sistem seluler global pertama yang menggunakan teknologi MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) LTE mendukung MIMO hingga 4x4.

LTE memberikan kecepatan tinggi, efisiensi lebih tinggi, kecepatan data puncak, dan fleksibilitas dalam lebar pita dan frekuensi. Keuntungan utama dalam LTE adalah throughput tinggi dengan latensi rendah sekitar 10 ms, kenyataannya LTE menawarkan 120 Mbps saat ini dan kecepatannya bergantung pada kedekatan pengguna dengan menara dan jumlah pengguna di area sel tertentu. LTE mendukung berbagai bandwidth seperti 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, dan 20 MHz.

Dalam sistem OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), LTE menggunakan OFDM teknik modulasi digital yang membagi sinyal menjadi beberapa sub-sinyal, mengurangi interferensi dan meningkatkan transmisi data jarak jauh. Setelah dimodulasi (dalam LTE, modulasi dapat berupa QPSK, 16AQM, 64QAM). Kemudian, simbol-simbol tersebut digunakan sebagai pita input untuk operasi transformasi Fourier cepat terbalik. Operasi ini menghasilkan simbol OFDM, yang akan ditransmisikan.

Perbedaan utama antara sistem OFDM dan OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) adalah fakta bahwa dalam OFDM pengguna dialokasikan pada domain waktu saja, sedangkan saat menggunakan sistem OFDMA, pengguna akan dialokasikan berdasarkan waktu dan frekuensi. Ini berguna untuk LTE karena memungkinkan untuk memanfaatkan penjadwalan ketergantungan frekuensi

### B.) LTE-Advanced (LTE-A)

Permintaan berkelanjutan untuk kecepatan dan konektivitas yang lebih tinggi membuat evolusi berkelanjutan dari sistem komunikasi menjadi penting. LTE-A (Long Term Evolution Advanced) adalah teknologi yang akan mewakili layanan seluler generasi berikutnya. Versi LTE yang disempurnakan, menawarkan kecepatan data yang lebih tinggi dan kapasitas jaringan yang lebih besar melalui teknologi seperti agregasi operator dan MIMO. LTE-Advanced adalah versi terbaru dari teknologi LTE untuk meningkatkan kecepatan data puncak hingga sekitar 1GBPS pada downlink dan 500MBPS pada uplink. Untuk meningkatkan kecepatan data, LTE-Advanced menggunakan jumlah antena yang lebih banyak.

Secara teknologi dasar LTE dan LTE-A memiliki banyak kesamaan seperti dalam penggunaan teknologi OFDMA (downlink) dan SC-FDMA (uplink), duplexing TDD dan FDD, sama-sama berbasis OFDM, juga pada LTE-A mendukung berbagai bandwith 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, dan 20 MHz bandwith pada LTE dan LTE-A umumnya memiliki bandwith per carrier yang sama yaitu maksimal 20 MHz dengan Carrier Aggregation (CA) LTE-A dapat mendukung bandwidth hingga 100 MHz, LTE-A memperluas hingga 8x8 pada downlink dan 4x4 MIMO untuk uplink, memiliki latensi Lebih Rendah sekitar <5 ms, mendukung hingga 256-QAM (pada versi yang lebih baru), dan maksimum unduh hingga 1 Gbps. Namun, LTE-A menambahkan fitur dan kemampuan yang lebih canggih untuk meningkatkan kinerja jaringan seperti berikut :
1. Carrier Aggregation (CA) adalah teknologi yang memungkinkan penggabungan beberapa carrier (blok spektrum) untuk meningkatkan kapasitas bandwidth dan kecepatan data.
2. Coordinated Multipoint (CoMP) memungkinkan koordinasi antar eNodeB untuk mengurangi interferensi dan meningkatkan kinerja di area dengan sinyal lemah.
3. Enhanced Inter-Cell Interference Coordination (eICIC) memperkenalkan eICIC untuk menangani interferensi dalam jaringan heterogen (macrocell, small cell, dan femtocell).
4. Relay Nodes Menambahkan relay nodes untuk memperluas cakupan tanpa menambah infrastruktur kabel.

### :arrow_forward: Architecture 4G (LTE, LTE-A)


a. User Equipment (UE)
User equipment adalah perangkat dalam LTE yang terletak paling ujung dan berdekatan dengan user.
b. E-UTRAN
Envolved UMTS Terresterial Radio Access Network (E-UTRAN) adalah sistem arsitektur LTE yang memiliki fungsi menangani sisi radio akses dari UE ke jaringan core. Pada sistem LTE E-UTRAN hanya terdapat satu komponen yakni Envolved Node B (eNode B).
c. Evolved Packet Core (EPC)
EPC terdiri dari MME (Mobility Management Entity), SGW (Serving Gateway), HSS (Home Subscription Service), PCRF (Policy and Charging Rules Function), dan PDN-GW (Packet (Packet Data Network Gateway).

Sumber:
- https://www.wlink-tech.com/art/lte-lte-a-evolution
- https://www.rfwireless-world.com/Terminology/LTE-vs-LTE-Advanced.html
- https://repository.unkris.ac.id/id/eprint/1032/1/P2-(Jurnal-JIIFOR-Vol.1_No.1_2017)-(Elmi%20Devia).pdf
- https://openlibrary.telkomuniversity.ac.id/pustaka/files/142398/abstract/analisis-penerapan-flexible-bandwidth-untuk-meningkatkan-performansi-jaringan-lte-pada-huchison-3-indonesia-region-west-java.pdf

## 2. 3GPP Release 8-14

### 2.1 3GPP Release 8 (LTE Diperkenalkan)

Rilisan 3GPP ke-8 pertama kali memperkenalkan Teknologi LTE. Rilisan 3GPP 8 menyediakan rangkaian fitur berikut untuk LTE dan spesifikasi untuk rilis ini dibekukan pada Desember 2008.

- Kecepatan data puncak tinggi, hingga 300 Mbps dalam downlink dan 75 Mbps dalam uplink saat menggunakan 4×4 MIMO dan bandwidth 20 MHz.
- Efisiensi spektral tinggi
- Bandwidth fleksibel, 1,4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz dan 20 MHz
- Waktu perjalanan pulang pergi pendek, latensi 5 ms untuk paket IP dalam kondisi radio ideal
- Arsitektur Sederhana
- OFDMA pada downlink dan SC-FDMA pada uplink
Semua jaringan IP
- Skema antena ganda MIMO
- Operasi dalam spektrum berpasangan (FDD) dan tidak berpasangan (TDD)
- Standar pertama femtocell diperkenalkan oleh 3GPP pada Release 8 yang dikenal sebagai Home eNodeB (HeNB)

### 2.2 3GPP Release 9 (Peningkatan ke LTE)

Rilis dibekukan pada Desember 2009, Peningkatan awal disertakan pada LTE di rilis 9. Ini sebenarnya adalah peningkatan yang tertinggal dari rilis 8 atau mungkin memberikan beberapa peningkatan kecil seperti:

- PWS (Public Warning System), masyarakat harus selalu menerima peringatan yang tepat waktu dan akurat terkait bencana alam atau situasi kritis lainnya. Commercial Mobile Alert System (CMAS) diperkenalkan pada rilis 9 sebagai tambahan dari ETWS yang diperkenalkan pada rilis 8.
- Release 9 memperkenalkan integrasi penuh konsep femtocell, melanjutkan pengembangan femtocell dengan penambahan fitur dan peningkatan fungsionalitas, termasuk manajemen interferensi yang lebih baik.
- Pembentukan berkas MIMO pembentukan berkas digunakan untuk meningkatkan throughput tepi sel dengan mengarahkan berkas ke UE tertentu melalui estimasi posisi di eNB.
- Self Organizing Networks (SON), SON berarti pemasangan mandiri, pengoptimalan, dan penyembuhan jaringan untuk mengurangi pekerjaan manual dan biaya yang terkait dengan dukungan teknis.
- eMBMS, Dengan Multimedia broadcast Multicast Services (MBMS), operator memiliki kemampuan untuk menyiarkan layanan melalui jaringan LTE.
- Penentuan posisi LTE, tiga metode penentuan posisi ditetapkan dalam rilis LTE 9 yaitu Assisted GPS (A-GPS), Observed Time Difference of Arrival (OTDOA) dan Enhanced Cell ID (E-CID). Tujuannya adalah untuk meningkatkan akurasi lokasi pengguna jika terjadi skenario darurat di mana pengguna sendiri tidak dapat mengungkapkan keberadaannya.

### 2.3 3GPP Release 10 (LTE Advanced)

Rilis dibekukan pada bulan Maret 2011, spesifikasi LTE-Advanced dalam rilis 10 mencakup fitur dan perbaikan signifikan untuk memenuhi persyaratan ITU IMT-Advanced yang menetapkan kecepatan lebih tinggi Beberapa persyaratan utama yang ditetapkan oleh IMT-Advanced adalah sebagai berikut :
- Throughput 1 Gbps DL / 500 Mbps UL
- Efisiensi spektral tinggi
- Roaming di seluruh dunia
Berikut ini adalah beberapa perbaikan signifikan pada rilis 10 :
1. Akses jamak Uplink yang Disempurnakan, Rilis 10 memperkenalkan SC-FDMA yang dikelompokkan dalam uplink dalam rilis 10 memungkinkan penjadwalan selektif frekuensi dalam uplink.
2. Peningkatan MIMO, LTE-Advanced memungkinkan hingga 8×8 MIMO dalam downlink dan di sisi UE memungkinkan 4X4 dalam arah uplink.
3. Node Relay Untuk mengurangi celah cakupan, node Relay merupakan salah satu fitur yang diusulkan dalam rilis 10. Node relay atau enb daya rendah memperluas cakupan eNB utama dalam lingkungan cakupan rendah.
4. enhanced inter-cell interference coordination (eICIC), eICIC diperkenalkan dalam rilis 3GPP 10 untuk menangani masalah interferensi dalam Jaringan Heterogen (HetNet). eICIC mengurangi interferensi pada saluran lalu lintas dan kontrol. eICIC menggunakan daya, frekuensi, dan juga domain waktu untuk mengurangi interferensi intra-frekuensi dalam jaringan heterogen.
5. Carrier Aggregation (CA), CA yang diperkenalkan dalam rilis 10 adalah cara yang hemat biaya bagi operator untuk memanfaatkan spektrum terfragmentasi yang tersebar di pita yang berbeda atau sama guna meningkatkan throughput pengguna akhir sebagaimana yang dipersyaratkan oleh IMT-Advanced. Throughput pengguna ditingkatkan dengan mengirimkan data secara bersamaan melalui dua atau lebih operator. LTE-Advanced mendukung bandwidth hingga 100 MHz.
6. Dukungan untuk Jaringan Heterogen, kombinasi sel makro besar dengan sel kecil menghasilkan jaringan heterogen. Rilis 10 dimaksudkan untuk menyusun spesifikasi detail untuk jaringan heterogen.
7. Peningkatan SON, rilis 10 menyediakan peningkatan pada fitur SON yang diperkenalkan dalam rilis 10 yang juga mempertimbangkan prosedur penyembuhan mandiri.

### 2.4 3GPP Release 11 (Peningkatan ke LTE Advanced)

Rilis dibekukan pada bulan September 2012, rilis 11 mencakup penyempurnaan pada fitur LTE Advanced yang distandarkan dalam rilis 10. Beberapa penyempurnaan penting sebagai berikut :
1. Peningkatan Carrier Aggregation berikut ini adalah peningkatan utama pada agregasi operator dalam rilis 11
- Beberapa kemajuan waktu (TA) untuk agregasi operator uplink
- Agregasi pembawa intra band yang tidak bersebelahan
- Perubahan lapisan fisik untuk dukungan agregasi operator di TDD LTE
2. Coordinated multipoint transmission and reception (CoMP) dengan CoMP, pemancar dapat berbagi muatan data meskipun tidak ditempatkan bersama. Meskipun keduanya terhubung melalui sambungan serat optik berkecepatan tinggi.
3. ePDCCH, PDCCH baru yang disempurnakan diperkenalkan dalam rilis 3GPP 11 untuk meningkatkan kapasitas saluran kontrol.
4. Penentuan posisi berbasis jaringan, dalam rilis 11 dukungan untuk penentuan posisi uplink ditambahkan dengan memanfaatkan sinyal referensi Sounding untuk pengukuran perbedaan waktu yang diambil oleh banyak eNB.
5. Dalam Koeksistensi, perangkat Sekarang ini semua perangkat seluler biasanya membawa beberapa transceiver radio seperti LTE, 3G, Bluetooth, WLAN, dll. Sekarang koeksistensi ini mengakibatkan interferensi. Untuk mengurangi interferensi ini, rilis 11 telah menetapkan solusi seperti yang disebutkan di bawah ini :
- Solusi domain waktu berbasis DRX
- Solusi domain frekuensi
- Penolakan otonom UE
6. Teknik penghematan baterai ponsel pintar, banyak aplikasi pada ponsel pintar menghasilkan lalu lintas latar belakang yang menghabiskan daya baterai. Rilis 11 menetapkan metode di mana UE dapat memberi tahu jaringan apakah perlu dioperasikan dalam mode hemat baterai atau mode normal dan berdasarkan permintaan UE.

### 2.5 Release 12 (Peningkatan lebih lanjut pada LTE Advanced)
Rilis dibekukan pada bulan Juni 2014

1. Peningkatan sel kecil, rilis 12 memperkenalkan pengoptimalan dan peningkatan untuk sel kecil termasuk penerapan di area padat. Konektivitas ganda yaitu agregasi operator antar situs antara sel makro dan sel kecil juga menjadi area fokus.
2. Peningkatan agregasi operator, rilis 12 kini memungkinkan agregasi operator antara operator TDD dan FDD yang berlokasi bersama.
3. Machine Type communication (MTC), komunikasi jenis mesin diperkirakan akan mengalami pertumbuhan yang sangat besar di tahun-tahun mendatang yang dapat mengakibatkan masalah kapasitas dan pensinyalan jaringan yang sangat besar. Untuk mengatasi hal ini, kategori UE baru ditetapkan untuk operasi MTC yang dioptimalkan.
4. Integrasi Wifi dengan LTE, dengan integrasi antara LTE dan Wifi, operator akan memiliki kontrol lebih besar dalam mengelola sesi WiFi. Dalam rilis 12, tujuannya adalah untuk menentukan mekanisme untuk mengarahkan lalu lintas dan pemilihan jaringan antara LTE dan WiFI.
5. LTE dalam spektrum tak berlisensi, operasi LTE dalam spektrum tak berlisensi merupakan salah satu item studi dalam rilis 12. Operasi dalam spektrum tak berlisensi yang kaya Bandwidth membawa banyak manfaat bagi operator seperti peningkatan kapasitas jaringan, beban dan kinerja.

### 2.6 Release 13 (Memenuhi permintaan throughput yang terus meningkat)
Rilis diharapkan akan dibekukan pada Desember 2015 serta LTE-Advanced Pro Siap Diluncurkan
1. Peningkatan Agregasi Operator, sasaran dalam rilis 13 adalah untuk mendukung agregasi operator hingga 32 CC (operator komponen).
2. Peningkatan untuk Machine Type communication (MTC), melanjutkan dari rilis 12, ada peningkatan lebih lanjut dalam MTC, kategori UE kompleksitas rendah baru sedang ditetapkan untuk menyediakan dukungan untuk bandwidth dan daya yang berkurang, serta mendukung masa pakai baterai yang lama.
3. Peningkatan LTE dalam spektrum tak berlisensi, fokus dalam rilis 13 adalah agregasi sel primer dari spektrum berlisensi dengan sel sekunder dari spektrum tak berlisensi untuk memenuhi permintaan lalu lintas yang terus meningkat.
4. Peningkatan MIMO, hingga 8 sistem MIMO antena saat ini didukung, studi baru dalam rilis ini akan melihat sistem MIMO tingkat tinggi dengan hingga 64 port antena.

### 2.7 Release 14 (Awal dari standarisasi 5G)
Rilis 14 akan menandai dimulainya pekerjaan 5G di 3GPP.
Rilis 14 berfokus pada Fitur berikut:

1. Peningkatan aspek Mission Critical (MC), khususnya dengan memperkenalkan layanan Video dan Data MC.
2. Memperkenalkan komunikasi Vehicle-to-Everything (V2X), khususnya Vehicle-to-Vehicle (V2V).
3. Peningkatan aspek Celullar Internet of Things (CIoT), dengan dukungan 2G, 3G, dan 4G pada Machine Type communication (MTC).
4. Peningkatan antarmuka radio, khususnya dengan meningkatkan aspek yang terkait dengan koordinasi dengan WLAN dan spektrum tanpa izin.
5.Serangkaian perbaikan yang tidak berkorelasi, misalnya pada Voice over LTE (VoLTE), IMS, Pelaporan lokasi.

Sumber :
- https://www.3gpp.org/specifications-technologies/releases/release-10
- https://www.3gpp.org/IMG/pdf/lte_africa_2013_3gpp_lte_release_12.pdf
- https://www.cablefree.net/wirelesstechnology/4glte/overview-of-lte-3gpp-releases/

## 3. LTE Flat Architecture
LTE flat architecture adalah arsitektur jaringan yang digunakan dalam teknologi Long Term Evolution (LTE) yang dirancang untuk menyederhanakan struktur jaringan telekomunikasi dibandingkan dengan generasi sebelumnya (seperti 3G). Flat architecture adalah desain inti dari jaringan LTE dan LTE-A yang dirancang untuk meningkatkan efisiensi, menurunkan latensi, dan menyederhanakan struktur jaringan.

Komponen-komponen utama dalam arsitektur LTE flat, di antaranya:
- eNodeB, NodeB yang telah berevolusi, berfungsi sebagai stasiun pangkalan untuk jaringan seluler LTE
- Evolved Packet Core (EPC), kerangka kerja yang menyediakan layanan suara dan data pada jaringan LTE
- System Architecture Evolution (SAE), arsitektur jaringan baru yang dirancang untuk menyederhanakan jaringan LTE
- Peralatan Pengguna LTE (LTE UE), peralatan yang digunakan oleh pengguna
- Jaringan Akses Radio, terestrial UMTS yang berkembang (eUTRAN), jaringan akses radio terestrial UMTS yang berkembang.

### :arrow_forward: Gambar LTE Flat Architecture

Sumber: https://www.artizanetworks.com/resources/tutorials/sae_tec.html

## 4. MIM0 (Multiple Input Multiple Output)

### 4.1 Pengertian MIMO (Multiple Input Multiple Output)

Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) adalah teknologi nirkabel yang menggunakan beberapa pemancar dan penerima untuk meningkatkan transmisi dan penerimaan data agar dapat mentransfer lebih banyak data pada saat yang bersamaan melalui kanal multipath. Teknologi ini banyak digunakan dalam jaringan Wi-Fi, LTE, dan 5G untuk meningkatkan kinerja, memungkinkan kecepatan data yang lebih cepat, jangkauan yang lebih baik, dan penggunaan spektrum yang tersedia secara lebih efisien. Semua produk nirkabel dengan 802.11n mendukung MIMO. Teknologi ini membantu 802.11n mencapai kecepatan yang lebih tinggi daripada produk tanpa 802.11n.

MIMO sangat penting untuk kemajuan komunikasi nirkabel, karena memungkinkan jaringan untuk mengirimkan lebih banyak data tanpa memerlukan bandwidth tambahan.

:arrow_forward: Gambar Sistem MIMO


### 4.2 Penggunaan MIMO (Multiple Input Multiple Output)
Teknologi MIMO digunakan dalam berbagai komunikasi nirkabel seperti :
1. Router Wi-Fi, banyak router Wi-Fi modern menggunakan MIMO untuk menyediakan kecepatan yang lebih cepat dan jangkauan yang lebih baik di rumah dan kantor, mendukung banyak perangkat dengan penurunan sinyal minimal.
2. Jaringan 4G LTE dan 5G, jaringan seluler menggunakan MIMO untuk meningkatkan kecepatan data yang tersedia bagi pengguna, khususnya di area berpenduduk padat dengan permintaan jaringan tinggi.
3. Hotspot Wi-Fi Publik, MIMO memungkinkan hotspot Wi-Fi publik menampung sejumlah besar pengguna secara bersamaan, memastikan kinerja yang konsisten untuk setiap orang yang terhubung.
4. Rumah Pintar, teknologi MIMO digunakan dalam perangkat dan hub rumah pintar untuk memastikan komunikasi yang andal antara berbagai perangkat yang terhubung, seperti kamera keamanan, lampu pintar, dan termostat.
5. Penerapan Wi-Fi Perusahaan, di lingkungan perusahaan besar, MIMO membantu memelihara jaringan Wi-Fi berkinerja tinggi yang dapat menangani tuntutan banyak karyawan dan perangkat.

### 4.3 Cara Kerja MIMO (Multiple Input Multiple Output)
MIMO berfungsi dengan memanfaatkan beberapa antena di sisi pengirim dan penerima untuk mengirim serta mendapatkan beberapa aliran informasi secara bersamaan :
1. Beberapa Antena, sistem MIMO menggunakan dua atau lebih antena pada pemancar (misalnya, router Wi-Fi) dan penerima (misalnya, telepon pintar) untuk membuat beberapa jalur data antara perangkat.
2. Spatial Multiplexing (SM), teknologi ini membagi data menjadi beberapa aliran, mentransmisikan masing-masing aliran melalui antena yang berbeda. Aliran-aliran ini berjalan melalui jalur yang berbeda ke penerima, di mana mereka digabungkan kembali menjadi satu aliran data.
3. Pemrosesan Sinyal, teknik pemrosesan sinyal tingkat lanjut digunakan untuk membedakan aliran data yang berbeda pada penerima, memastikan bahwa beberapa sinyal digabungkan dengan benar tanpa gangguan.
4. Mitigasi Interferensi, MIMO juga dapat menggunakan beberapa antena untuk memfokuskan sinyal dalam arah tertentu (beamforming), yang mengurangi interferensi dari perangkat lain dan meningkatkan kualitas sinyal secara keseluruhan.
5. Diversity Gain, MIMO meningkatkan keandalan dengan menerima data yang sama dari beberapa jalur, memungkinkan penerima memilih sinyal terbaik atau menggabungkannya untuk mengurangi kesalahan dan meningkatkan kinerja.

### 4.4 Jenis-Jenis MIMO (Multiple Input Multiple Output)

Teknologi MIMO dapat dikategorikan ke dalam beberapa jenis tergantung pada cara penggunaan beberapa antena :
1. Single-User MIMO (SU-MIMO), dalam SU-MIMO, beberapa antena digunakan untuk melayani satu perangkat, sehingga meningkatkan kecepatan data untuk perangkat tersebut. Hal ini umum terjadi pada jaringan Wi-Fi dan seluler.
2. Multi-User MIMO (MU-MIMO), MU-MIMO memungkinkan beberapa perangkat dilayani secara bersamaan, masing-masing dengan aliran datanya sendiri, meningkatkan kapasitas jaringan secara keseluruhan dan mengurangi waktu tunggu setiap perangkat untuk transmisi data.

:arrow_forward: Gambar SU-MIMO, MU-MIMO
3. MIMO Beamforming, jenis ini menggunakan beberapa antena untuk memfokuskan sinyal ke arah tertentu, meningkatkan kekuatan sinyal dan mengurangi gangguan, terutama di lingkungan dengan banyak rintangan.

:arrow_forward: Gambar MIMO Beamforming

4. MIMO Masif, bentuk yang lebih maju, MIMO masif, melibatkan penggunaan sejumlah besar antena (seringkali puluhan) di stasiun pangkalan untuk melayani banyak perangkat secara bersamaan, sehingga meningkatkan kapasitas dan efisiensi jaringan secara signifikan.
5. MIMO Loop Tertutup, pada jenis ini, umpan balik dari penerima digunakan untuk menyesuaikan transmisi secara real-time, mengoptimalkan kecepatan data dan kualitas sinyal berdasarkan kondisi saat ini.

Sumber :
- https://www.7signal.com/multiple-input-multiple-output-mimo
- https://www.techtarget.com/searchmobilecomputing/definition/MIMO

## 5. OFDM, OFDMA, SC-FDMA
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), dan SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) adalah teknologi yang memungkinkan komunikasi radio antara telepon seluler dan jaringan seluler 4G LTE. Jaringan 4G LTE menggunakan OFDM dan OFDMA untuk memanfaatkan lebar pita yang tersedia secara efisien untuk data berkecepatan tinggi dengan gangguan minimal.

### 5.1 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
OFDM merupakan skema transmisi utama dalam jaringan 4G LTE yang menggunakan beberapa sub-operator yang membagi keseluruhan bandwidth carrier menjadi sub-carrier yang lebih kecil, masing-masing memiliki frekuensi 15 kHz.

OFDM memanfaatkan lebar pita pembawa yang tersedia dengan cara yang sangat efisien dengan menghilangkan kebutuhan akan pita penjaga dan menggunakan sebagian besar lebar pita untuk konten informasi yang sebenarnya. Setiap sub-pembawa 15 kHz dimodulasi secara individual menggunakan teknik modulasi digital yang paling sesuai, Quadrature Amplitude Modulation (QAM) atau Quadrature Phase Shift Keying (QPSK).

### 5.2 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

OFDMA atau Orthogonal Frequency Division Multiple Access adalah versi multi-pengguna dari OFDM. Sebagai skema transmisi yang mendasarinya, yang memungkinkan alokasi dinamis sub-pembawa ke pengguna mana pun kapan saja dengan memanfaatkan domain waktu dan frekuensi. OFDMA dapat memfasilitasi komunikasi dengan beberapa pengguna secara bersamaan dalam arah downlink, OFDMA digunakan untuk transmisi dari pemancar stasiun pangkalan radio ke penerima telepon seluler.

### 5.3 SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)
SC-FDMA atau Single Carrier Frequency Division Multiple Access adalah versi khusus dari teknik akses jamak berbasis OFDM yang menggunakan satu pembawa tunggal, tidak seperti OFDMA yang menggunakan beberapa pembawa. SC-FDMA memiliki Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) yang lebih rendah daripada OFDMA dan digunakan dalam komunikasi uplink karena efisiensi dayanya, yang memastikan masa pakai baterai yang lebih baik untuk ponsel.

:arrow_forward: Gambar OFDM dan OFDMA


:arrow_forward: Gambar OFDMA dan SC-FDMA

Sumber :
- https://commsbrief.com/difference-between-ofdm-ofdma-and-sc-fdma-in-4g-lte/
- https://m.blog.naver.com/jhongban/222431188688

## 6. Cyclic Prefix

Cyclic Prefix (CP) adalah bagian dari sinyal yang ditambahkan pada awal setiap simbol dalam komunikasi digital, khususnya pada teknologi berbasis OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). CP berfungsi untuk mengurangi efek interferensi antar simbol ISI (Inter-Symbol Interference), CP juga berfungsi mengubah saluran multipath menjadi bentuk linier konvolusi yang lebih mudah diolah dengan FFT (Fast Fourier Transform), dan CP membantu mengatasi efek delay spread, yaitu perbedaan waktu kedatangan berbagai komponen multipath.

Yang dilakukan CP adalah menyalin sebagian kecil informasi awal (maka dari itu dinamakan awalan) ke akhir setiap simbol (maka dari itu dinamakan siklik). Dengan demikian, penerima dapat mengidentifikasi titik akhir setiap simbol dan menghubungkan informasi dengan benar, sehingga menghilangkan masalah interferensi.

:arrow_forward: Gambar Cyclic Prefix


Durasi CP harus dipilih dengan cukup hati-hati sehingga lebih besar dari penundaan maksimum yang dapat dimiliki simbol dalam sel. LTE menggunakan dua jenis CP yaitu :

- CP Normal, dengan durasi 4,7 mikrodetik dan memiliki 7 simbol per slot, CP normal dapat menangani penundaan multipath yang timbul dari radius sel sekitar 1,4 km.
- CP yang Diperpanjang : dengan durasi 16,67 mikrodetik Setara dengan 6 simbol per slot. CP yang diperpanjang dirancang untuk menangani sel yang lebih besar, biasanya sekitar 5 km.

Sumber :
- https://ieeexplore.ieee.org/document/991762
- https://www.telecomhall.net/t/what-is-cp-cyclic-prefix-in-lte/6369
- https://www.linkedin.com/pulse/lte-simplified-04-basics-cyclic-prefix-debasis-ratha/

## 7. Adaptive Modulation (LTE)

Adaptive Modulation adalah teknik dalam sistem komunikasi yang digunakan untuk menyesuaikan skema modulasi berdasarkan kondisi saluran komunikasi secara real-time, jenis modulasi yang digunakan berdasarkan kondisi saluran komunikasi, seperti Signal-to-Noise Ratio (SNR), Pengaruh SNR pada Pemilihan Skema Modulasi dalam adaptive modulation, yaitu berpengaruh dalam pemilihan jenis modulasi (seperti BPSK, QPSK, 16-QAM, atau 64-QAM) bergantung pada nilai SNR. Apabila SNR tinggi(Berarti kualitas sinyal yang baik) sistem dapat memilih modulasi yang lebih kompleks (seperti 16-QAM atau 64-QAM), dan apabila SNR rendah (berarti kualitas saluran buruk karena noise lebih dominan), sistem memilih modulasi yang lebih sederhana (seperti BPSK atau QPSK).

Adaptive Modulation adalah bagian dari AMC (Adaptive Modulation and Coding), yang digunakan secara luas di LTE untuk memastikan efisiensi spektral yang optimal dan keandalan transmisi data dalam berbagai kondisi saluran. Adaptive Modulation adalah dasar dari AMC, AMC menambahkan kemampuan untuk memilih coding rate yang optimal berdasarkan kondisi saluran.

:arrow_forward: Gambar Adaptive Modulation

Pada Adaptive Modulation and Coding selain menyesuaikan skema modulasi, teknik ini juga menyesuaikan tingkat pengkodean (coding rate) untuk meningkatkan keandalan komunikasi. Seperti dalam kondisi saluran baik di gunakan modulasi tinggi (64-QAM) dengan coding rate tinggi (misalnya, 5/6) untuk meningkatkan throughput. Dan dalam kondisi saluran buruk, di gunakan modulasi rendah (QPSK) dengan coding rate rendah (misalnya, 1/2) untuk menambahkan lebih banyak redundansi, sehingga mengurangi kesalahan.

Sumber :
- https://repository.ittelkom-pwt.ac.id/5666/26/BAB%20II.pdf
- https://www.researchgate.net/figure/Adaptive-Modulation-and-Coding-used-in-WiMAX-5_fig1_261478386

## 8. LTE Resource Block
Resource Block adalah suatu blok transmisi pada OFDM yang disusun dari domain waktu dan frekuensi. LTE menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) pada downlink dan Single Carrier Frequency Division Multiple Access pada uplink (SCFDMA). Dalam sistem OFDMA-SCFDMA dikenal dengan istilah resource block atau RB untuk merujuk pada unit dasar alokasi sumber daya transmisi dalam jaringan. Dalam OFDM, simbol dikelompokkan ke dalam resource block. Dimana satu resource block terdiri dari 12 subcarriers dengan masing-masing subcarrier sebesar 15 kHz dan terdapat 7 OFDM symbol atau satu slot sebesar 0.5 ms. Sehingga dalam 1 resource block badwidthnya sebesar 15 kHz x 12 subcarriers = 180 kHz

:arrow_forward: Gambar Resource Block di LTE


Sumber :
- https://repository.ittelkom-pwt.ac.id/127/7/BAB%20II.pdf
- https://www.researchgate.net/figure/The-Resource-Block-in-LTE_fig1_262373991

## 9. Handover in LTE
### 9.1 Pengertian LTE
Handover dalam LTE (Long-Term Evolution) mengacu pada proses pemindahan sesi komunikasi yang sedang berlangsung dari satu stasiun pangkalan (eNodeB) ke stasiun pangkalan lainnya tanpa mengganggu sesi tersebut. Handover diperlukan dalam LTE untuk mempertahankan koneksi yang lancar saat perangkat seluler bergerak melalui area atau sel yang berbeda dalam jaringan.
Metode klasifikasi pertama dari sudut pandang stasiun, dapat berupa intra eNB jika terjadi Handover antara dua sektor di stasiun yang sama, atau inter eNB jika terjadi antara dua stasiun dan dalam kasus ini bisa berupa Handover Berbasis X2 jika ada tautan x2 antara stasiun. Atau melalui MME yang disebut Handover berbasis S1 karena berada pada tautan s1 antara eNB dan MME.

:arrow_forward: Gambar Handover di LTE

### 9.2 Jenis-Jenis Handover di LTE

Ada tiga jenis Handover di LTE :

1. Intra-Frequency Handover
Intra-Frequency Handover merupakan jenis serah terima spesifik yang terjadi dalam pita frekuensi atau operator yang sama dalam jaringan LTE.
2. Inter-Frequency Handover
Inter-Frequency Handover adalah jenis handover yang terjadi antara pita frekuensi atau operator yang berbeda dalam jaringan LTE.
3. Inter-RAT Handover
Inter-RAT (Radio Access Technology) Handover, juga dikenal sebagai Inter-Technology Handover, terjadi saat perangkat seluler perlu beralih di antara berbagai teknologi akses radio, seperti LTE (Long-Term Evolution), 3G (UMTS), 2G (GSM), atau bahkan teknologi non-seluler seperti Wi-Fi.

### 9.3 Prosedur Handover
Prosedur handover dalam jaringan LTE bervariasi tergantung pada jenis handover, tetapi prosedur tersebut umumnya mengikuti urutan langkah umum yaitu : preparation, execution, and completion. Dalam fase preparation (persiapan), eNodeB berkomunikasi dengan sel target dan entitas manajemen mobilitas (MME) untuk menyiapkan sumber daya dan konteks untuk handover. Dalam fase execution (pelaksanaan), eNodeB memerintahkan UE untuk beralih ke sel target dan melepaskan sumber daya radio dari sel sumber. Dalam fase completion (penyelesaian), eNodeB mengonfirmasi keberhasilan handover dan memperbarui jaringan dengan lokasi dan status UE yang baru.

:arrow_forward: Gambar Prosedur Handover pada LTE

Sumber :
- https://techlteworld.com/handover-in-lte/
- https://forum.huawei.com/enterprise/intl/en/thread/Handover-types-LTE-Handover/667251271121387520?blogId=667251271121387520
- https://www.linkedin.com/advice/1/how-does-enodeb-handle-handovers-lte-network

## 10. LTE Channels (Physical, Logic, Transport)

Informasi yang mengalir di antara berbagai lapisan protokol dikenal sebagai saluran (channels). Channels ini digunakan untuk memisahkan berbagai jenis data dan memungkinkannya untuk dipindahkan melintasi berbagai lapisan.
Secara garis besar Saluran LTE dibagi menjadi tiga kategori yaitu:

1. Channels Physical (Saluran Fisik) , representasi fisik yang sesungguhnya dari data, yang dikirim melalui gelombang radio dari eNodeB ke perangkat UE.

2. Channels logical (Saluran logika),beroperasi di tingkat RLC (Radio Link Control) dan bertanggung jawab atas jenis data atau sinya
3. Channels Transport (Saluran transportasi), memetakan logical channels ke saluran fisik, tergantung pada sifat data dan kebutuhan jaringan.

### 10.1 Pemetaan Downlink Channels

1. Channels Physical (saluran Fisik)
- PBCH (Physical Broadcast Channel): Membawa Blok Informasi Utama (MIB), yang dipetakan dari BCH.
- PDSCH (Physical Downlink Shared Channel): Membawa data pengguna dan informasi kontrol, dipetakan dari DL-SCH.
- PDCCH (Physical Downlink Control Channel): Membawa informasi penjadwalan untuk UE.
- PHICH (Physical HARQ Indicator Channel): Mengirimkan ACK/NACK untuk transmisi uplink.
- PCFICH (Physical Control Format Indicator Channel): Menunjukkan jumlah simbol OFDM yang digunakan untuk informasi kontrol.
- PMCH (Physical Multicast Channel): Membawa layanan multicast.

2. Channels logical (saluran logika)
- PCCH (Paging Control Channel): Digunakan untuk paging UE dalam mode siaga.
- BCCH (Broadcast Control Channel): Mengirimkan informasi sistem.
- CCCH (Common Control Channel): Digunakan untuk akses acak dan pengaturan koneksi awal.
- DTCH (Dedicated Traffic Channel): Membawa data pengguna khusus.
- DCCH (Dedicated Control Channel): Mengirimkan informasi kontrol untuk UE tertentu.
- MTCH (Multicast Traffic Channel): Membawa data multicast.
- MCCH (Multicast Control Channel): Mengirimkan informasi kontrol untuk layanan multicast.

3. Channels Transport (saluran Transportasi)
- PCH (Paging Channel): Membawa pesan paging yang dipetakan dari PCCH.
- BCH (Broadcast Channel): Membawa informasi sistem yang dipetakan dari BCCH.
- DL-SCH (Downlink Shared Channel): Saluran transportasi utama untuk data pengguna, dipetakan dari DTCH dan DCCH.
- MCH (Multicast Channel): Membawa layanan multicast, dipetakan dari MTCH dan MCCH.

:arrow_forward: Gambar Pemetaan Downlink Channels


### 10.2 Pemetaan Uplink Channels

1. Channels Physical (Saluran Fisik)
- PUSCH (Physical Uplink Shared Channel): Membawa data pengguna dan sinyal uplink.
- PUCCH (Physical Uplink Control Channel): Membawa informasi kontrol uplink seperti ACK/NACK, indikator kualitas saluran (CQI), dan permintaan penjadwalan.
- PRACH (Physical Random-Access Channel): Mengirimkan pembukaan akses acak untuk akses awal dan handover.

2. Channels logical (Saluran Logika)
- CCCH (Common Control Channel): Digunakan untuk akses acak awal dan permintaan koneksi.
- DTCH (Dedicated Traffic Channel): Membawa data pengguna khusus.
- DCCH (Dedicated Control Channel): Digunakan untuk pensinyalan kontrol uplink.

3. Channels Transport (Saluran Transportasi)
- UL-SCH (Uplink Shared Channel): Saluran transportasi utama untuk data pengguna dan kontrol.
- RACH (Random Access Channel): Digunakan untuk akses awal dan penyelesaian perselisihan.

:arrow_forward: Gambar Pemetaan Uplink Channels


### 10.3 Kasus Penggunaan
1. Akses Awal
Saluran yang Terlibat: PRACH, BCCH, PCH.
Skenario: UE yang menyala mengirimkan pembukaan akses acak melalui PRACH, menerima informasi sistem dari BCCH, dan merespons paging melalui PCH.

2. Transmisi Data
Saluran yang Terlibat: DTCH, UL-SCH, DL-SCH, PDSCH, PUSCH.
Skenario: Selama panggilan video, paket suara uplink menggunakan PUSCH, sedangkan paket video downlink menggunakan PDSCH.

3. Handover
Saluran yang Terlibat: DCCH, DL-SCH, UL-SCH.
Skenario: Saat bergerak, UE bertukar pesan handover melalui DCCH dan melanjutkan transfer data melalui DL-SCH dan UL-SCH.

Sumber :
- https://www.linkedin.com/pulse/in-depth-overview-channels-lte-techlte-world-npnic/
- https://www.techplayon.com/2411-2/

## 11. Performance Metrics of 4G LTE (Data Rate, Sum Rate, SE, EE)
Performance Metrics of 4G LTE mencakup beberapa parameter penting yang digunakan untuk mengevaluasi efisiensi dan kualitas jaringan LTE.

### 11.1 Data Rate

Data rate adalah kecepatan transmisi data yang dapat dicapai oleh pengguna atau sistem (tanpa interferensi atau gangguan).

Formula :
Data Rate = Bandwidth × Spectral Efficiency

Dengan :
- Bandwidth: Rentang frekuensi yang tersedia untuk transmisi (misalnya 5 MHz, 10 MHz, hingga 20 MHz per carrier).
- Spectral Efficiency: Bits per second per Hertz (bps/Hz).

### 11.2 Sum Rate
Sum rate adalah total throughput yang dicapai oleh semua pengguna dalam satu sel atau sistem. Sum rate menggambarkan kapasitas total sistem dan dipengaruhi oleh jumlah pengguna, kondisi saluran (SNR), skema alokasi sumber daya, dan jumlah antena (MIMO).

### 11.3 Spectral Efficiency (SE)
Spectral Efficiency (SE) mengukur efisiensi penggunaan spektrum frekuensi untuk mentransmisikan data. SE dipengaruhi oleh teknologi modulasi, coding, MIMO, dan kualitas saluran. Nilai SE meningkat dengan modulasi kompleks (misalnya 64-QAM) atau penggunaan MIMO.

### 11.4 Energy Efficiency (EE)
Energy Efficiency (EE) mengukur efisiensi energi dalam menghasilkan throughput data, dinyatakan dalam bits per joule. EE dipengaruhi oleh efisiensi perangkat keras, teknologi jaringan, dan manajemen daya. Tujuan utama adalah memaksimalkan throughput dengan konsumsi daya minimum.

Sumber : https://www.5g-networks.net/spectral-efficiency-5g-nr-and-4g-lte-compared/