---
# System prepended metadata

title: Section 2

---

# [Guntur's] Tracklist Dashboard Task Section 2 

:::info
Open Recruitment Mobilecomm Lab [Celullar Network Division 2024/2025].
:::

## :book: Guntur's Information

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

### :small_blue_diamond: Name : Guntur Wahyu Laksono
### :small_blue_diamond: Email: gunturwahyu943@gmail.com
### :small_blue_diamond: NIM  : 101012330062


---


## 1. Overview of 4G (LTE, LTE-A)

4G merupakan teknologi jaringan seluler generasi keempat yang dapat melakukan transfer data yang lebih cepat daripada teknologi sebelumnya. Jaringan 4G menggunakan teknologi Long-Term Evolution (LTE) dan memiliki kecepatan download maksimum hingga 1 Gbps. LTE (Long-Term Evolution) adalah standar nirkabel generasi keempat ( 4G ) yang memberikan peningkatan kapasitas dan kecepatan jaringan untuk ponsel dan perangkat seluler lainnya dibandingkan dengan teknologi generasi ketiga ( 3G ).

### 4G LTE
4G LTE (Fourth Generation Long Term Evolution) alias generasi keempat dari standar teknologi informasi dan komunikasi, diyakini memberikan banyak fitur dan nilai tambah daripada 3G. 4G LTE merupakan system berbasis IP terintegrasi penuh yang dapat menghasilkan kecepatan 100Mb/detik dan 1Gb/detik baik di dalam maupun luar ruang dengan kualitas premium dan keamanan tinggi. 

Setiap handset 4G LTE akan langsung mempunyai nomor IP v6 yang dilengkapi dengan kemampuan untuk berinteraksi internet telephony yang berbasis Session Initiation Protocol (SIP). Semua jenis radio transmisi seperti GSM, TDMA, EDGE, CDMA 2G, 2.5G akan dapat digunakan, dan dapat berintegrasi dengan mudah dengan radio yang di operasikan tanpa lisensi seperti IEEE 802.11 di frekuensi 2.4 GHz & 5-5.8 GHz, Bluetooth dan seluler.


jenis dan kategori jaringan internet 4G LTE, antara lain : 
1. 4G LTE FDD
FDD adalah singkatan dari “Frequency Division Duplex” merupakan teknologi 4G LTE yang menggunakan frekuensi antara 800 MHz dan 1800 MHz. Kelebihan yang dimiliki jaringan ini antara lain jangkauan yang lebih luas sehingga cocok bagi pengguna internet untuk telepon, browsing, chatting, dan beraktivitas di media social. 
1.    4G LTE TDD
TDD adalah kependekan dari “Time Divison Duplex” merupakan teknologi jaringan 4G LTE yang bekerja pada frekuensi lebih tinggi, yaitu 2300 MHz. Kelebihan TDD kecepatan download-nya lebih tinggi namun kecepatan upload-nya rendah. Jaringan ini sesuai untuk data yang dikirimkan secara asimetris, seperti browsing, streaming, dan download/broadcast.
1. 4G LTE Advanced
4G LTE Advanced disebut juga dengan 4G+ yang merupakan perbedaan yang signifikan dibanding dengan 4G LTE biasa. Perbedaan mendasar dari 4G LTE dan LTE Advanced terletak pada kecepatan dan juga kestabilan. Jika 4G LTE di klaim yang menawarkan kecepatan sampai 150 Mbps, LTE Advanced disebut mampu menghadirkan kecepatan hingga 300Mbps.
Rentang frekuensi LTE Advanced mulai dari 800 MHz dampai dengan 2300 MHz, jika menggunakan teknologi 4G LTE biasa kecepatan transfer data  berkisar antara 10 hingga 100 Mbps. Namun dengan menggunakan 4G LTE Advanced, kecepatan tersebut bisa mencapai 100-300 Mbps. 

![Screenshot (57)](https://hackmd.io/_uploads/rk8xyQZOJx.png)

1. eNodeB 
eNodeB adalah situs 4G yang dihubungkan UE. menyediakan antarmuka radio untuk peralatan pengguna.
2. MME
MObility Management Entity, bertanggung jawab untuk auntentikasi dan melacak user equipment.
3. HSS 
Home Subscriber Server berisi data-data informasi pengguna dalam jaringan
4. PDN
Public Data Network merupakan jaringan yang dihubungkan oleh user equipment

Sumber : https://mobilepacketcore.com/lte-4g-network-architecture/

### 4G LTE-A
4G+ atau LTE-A adalah Teknologi 4G+ atau LTE-A (Advanced) mulai diperkenalkan tahun 2013. Teknologi ini merupakan versi advance dari teknologi LTE. LTE-A menggunakan teknologi antena multiple input, multiple output ( MIMO ) yang serupa dengan yang digunakan dalam standar jaringan area lokal nirkabel IEEE 802.11n. MIMO dan OFDM memungkinkan rasio signal-to-noise yang lebih tinggi pada penerima, memberikan jangkauan dan throughput jaringan nirkabel yang lebih baik, terutama di daerah perkotaan yang padat.

LTE-A mengharuskan perangkat dilengkapi dengan chip khusus. Broadcom, Nvidia dan Qualcomm semuanya membuat chip yang mendukung LTE-A. Sebagian besar ponsel cerdas mendukung LTE-A. LTE-Advanced diperlukan untuk memberikan kecepatan data puncak 1000 Mbps di downlink, dan 500 Mbps di uplink.

fitur-fitur pada 4G LTE-Advanced
1. Kecepatan data (Uplink 500Mbps, dan downlink 1 Gbps)
2. Efisiensi spektrum 5 kali lebih besar dari jaringan LTE
3. Mengurangi waktu transisi
4. Waktu transmisi kurang dari 5 milisecond
5. Mendukung mobilitas hingga 500 km/jam


Sumber: 
* https://www.techtarget.com/searchmobilecomputing/definition/Long-Term-Evolution-LTE
* https://fit.labs.telkomuniversity.ac.id/pengertian-dan-kategori-4g-lte-advanced/
* https://www.google.co.id/books/edition/An_Introduction_to_LTE/XD6TAwAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=overview+of+4G+(LTE+dan+LTE-A)&printsec=frontcover

---

## 2. 3GPP Release 8-14
### Release 8 (LTE Introduced)
3GPP rilis 8 pada Desember 2008, ketika LTE diperkenalkan untuk pertama kalinya. Semua rilis demi meningkatkan teknologi seperti efisiensi spektral yang tinggi, kemampuan untuk mendukung kecepatan data puncak yang tinggi, waktu perjalanan pulang pergi yang singkat, dan fleksibilitas dalam frekuensi dan bandwidth.

Fitur-fitur penting yang diperkenalkan 3GPP pada Rilis 8 meliputi:
1. Kecepatan data tinggi : hingga 300 Mbps pada downlink dan 75 Mbps pada uplink saat menggunakan 4×4 MIMO dan 20 MHz bandwidth
2. Efisiensi spektral yang tinggi
3. Flexible bandwidths: 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz dan 20 MHz
4. waktu round trip singkat : Latensi 5 ms untuk IP packets dalam kondisi ideal radio 
5. Arsitektur yang sedehana
6. OFDMA pada downlink dan SC-FDMA pada uplink
7. Semua jaringan IP
8. Skema MIMO multiple antenna
9. pengoperasi dalam spektrum berpasangan (FDD) dan spektrum tidak berpasangan (TDD)

### Release 9 (Enhancement to LTE)
3GPP rilis 9 pada Desember 2009. Peningkatan pada rilis 9 ini untuk melengkapi pada rilis 8 yang lalu, beberapa peningkatan pada 3GPP rilis 9 antara lain : 
* PWS (Public Warning System)
* Femto Cell
* MIMO Beam forming
* Self Organizing Networks (SON)
* eMBMS (Multimedia Broadcast Multicast Services)
* LTE Positioning, 3 metode posisi yang ditentukan pada 3GPP rilis 9 yaitu  Assisted GPS (A-GPS), Observed Time difference of arrival (OTDOA) and Enhanced Cell ID (E-CID).

Fitur-fitur pada 3GPP rilis 9 antara lain : 
1.   Multimedia Broadcast/Multicast Services (eMBMS), eMBMS memungkinkan pengiriman konten multimedia yang sama secara efisien ke beberapa perangkat dalam satu sel.
2.   Home eNB (low power eNB) or the Femtocell konsep femtosel terintegrasi dalam 3GPP pada Release 9.
3.   Multi‐layer beamforming pada Release 9.
4.   Penambahan metode posisi yang ditentukan pada 3GPP rilis 9 seperti  Assisted GPS (A-GPS), Observed Time difference of arrival (OTDOA) and Enhanced Cell ID (E-CID).


### Release 10 (LTE  Advanced)
Rilis 10 yang dikenalkan pada Maret 2011 sebagai rilis pertama dengan spesifikasi LTE-A yang mencakup fitur dan peningkatan signifikan untuk memenuhi persyaratan ITU IMT-A:
* Throughput 1 Gbps Downlink dan 500 Mbps Uplink throughput
* High spectral efficiency
* Worldwide roaming

Fitur dalam perbaikan peningkatan rilis 10 antara lain : 
1. Enhanced Downlink multiple antenna transmission, untuk mendukung SU-MIMO downlink dengan meningkatkan delapan layer spasial multiplexing. Seiring dengan peningkatan downlink MU-MIMO, kebutuhan sinyal referensi spesifik UE diidentifikasi pada Rilis 10
2. Enhanced uplink multiple antenna transmission, mendukung SU-MIMO uplink dengan empat layer spasial multiplexing. Selain itu, Rilis 10 mengizinkan penjadwalan selektif frekuensi (FSS) di uplink.
3. MIMO enhancements, LTE-Advanced memungkinkan hingga 8x8 MIMO di downlink dan di sisi UE memungkinkan 4X4 pada uplink direction
4. Relay Nodes, Relay Nodes atau enb berdaya rendah memperluas cakupan eNB utama di lingkungan dengan cakupan rendah. Node relay terhubung ke Donor eNB (DeNB) melalui Un interface.
5. enhanced inter-cell interference coordination (eICIC), untuk menangani masalah interferensi di Jaringan Heterogen (HetNet). elCIC mengurangi gangguan pada lalu lintas dan saluran kontrol. elCIC menggunakan daya, frekuensi dan juga domain waktu untuk memitigasi interferensi intra-frekuensi jaringan yang heterogen.
6. Carrier Aggregation (CA), untuk memanfaatkannya spektrum terfragmentasi tersebar di pita yang berbeda atau sama untuk meningkatkan throughput pengguna akhir seperti yang disyaratkan oleh IMT-Advanced.  LTE-Advanced mendukung bandwidth hingga 100 MHz yang dibentuk dengan menggabungkan hingga lima komponen operator 20MHz. Baik pembawa yang bersebelahan maupun yang tidak bersebelahan dapat digabungkan.
7. Support for Heterogeneous Networks, Kombinasi macro cell besar dengan sel kecil menghasilkan jaringan heterogen. Rilis 10 dimaksudkan untuk menata spesifikasi detail untuk jaringan heterogen.
8. SON enhancements, Fungsi coverage and capacity optimisation (CCO) disertakan dan peningkatan dalam optimalisasi ketahanan mobilitas dan penyeimbangan beban mobilitas merupakan bagian dari Rilis 10.

### Release 11 (Enhancement to LTE Advanced)
Release 11 dikenalkan pada september 2012. Rilis 11 berfokus pada fitur-fitur yang diperkenalkan pada Rilis 10 dan melakukan penyempurnaan lebih lanjut pada fitur-fitur tersebut. Beberapa fitur diantaranya adalah : 
1. Carrier Aggregation enhancements, berikut peningkatan besar pada agregasi operator di rilis 11 : 
– Multiple timing advances (TAs) untuk uplink carrier aggregation
– Non contiguous intra band carrier aggregation
– physical layer changes for carrier aggregation support pada TDD LTE
2. Coordinated multipoint transmission and reception (CoMP), Dengan CoMP, transmitter dapat berbagi  data load secara merata jika mereka tidak ditempatkan bersama. Meskipun mereka terhubung melalui link fiber berkecepatan tinggi
3. ePDCCH, ePDCCH menggunakan sumber daya PDSCH untuk mengirimkan informasi kontrol tidak seperti PDCCH rilis 8 yang hanya dapat menggunakan wilayah kontrol subframe
4. Network based Positioning
5. Minimization of drive test (MDT)
6. Ran overload control for Machine type communication
7. In Device Co Existence
8. Smartphone Battery saving technique
9. tambahan sub-GHz band pada frekuensi  band 700 dan 850 MHz yang ditentukan.
### Release 12 (Further enhancement to LTE Advanced)
Release 12 dikenalkan pada Juni 2014. LTE 3GPP terus berkembang pada Rilis 12 dengan diperkenalkannya banyak fitur dan penyempurnaan utama antara lain : 
1. Small cells enhancements, Rilis 12 memperkenalkan pengoptimalan dan penyempurnaan untuk small cells termasuk penerapan di area padat.
2. Carrier aggregation enhancements, memungkinkan agregasi operator antara operator TDD dan FDD yang berlokasi bersama.
3. Machine Type communication (MTC), kategori UE baru ditetapkan operasi MTC yang dioptimalkan
4. Wifi integration with 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 di antaranya LTE dan WiFi
5. LTE in unlicensed spectrum, Pengoperasian dalam spektrum tidak berlisensi yang kaya bandwidth membawa banyak manfaat bagi operator seperti peningkatan jaringan kapasitas, beban dan kinerja
6. Tambahan band yang ditentukan dalam FDD pada frekuensi band 2300 dan 450 MHz.
### Release 13 (Meeting the growing throughput demand)
Release 13 dikenalkan pada Desember 2015. Beberapa peningkatan utama pada rilis 13 ini antara lain : 
1. Carrier Aggregation enhancements, Tujuan dalam rilis 13 adalah untuk mendukung agregasi operator hingga 32 CC (pembawa komponen)
2. enhancements for Machine-Type communication (MTC), terdapat penyempurnaan lebih lanjut pada MTC, kategori UE kompleksitas rendah baru sedang didefinisikan untuk memberikan dukungan untuk pengurangan bandwidth, daya, dan mendukung masa pakai baterai yang lama. melalui jaringan LTE untuk memberikan peluang adanya peningkatan generasi revenue untuk operator seluler. Peningkatan khusus mencakup 1 antena Rx, ukuran TBS maksimum downlink dan uplink sebesar 1000bit, pengurangan bandwidth saluran downlink sebesar 1,4 MHz, masa pakai baterai yang sangat lama melalui teknologi pengurangan konsumsi daya. Dan peningkatan baru untuk mendukung peningkatan cakupan hingga 15 dB untuk FDD. 
3. LTE in unlicensed spectrum enhancements, Fokus dalam rilis 13 adalah agregasi sel primer dari yang berlisensi spektrum dengan sel sekunder dari spektrum tidak berlisensi untuk memenuhi permintaan lalu lintas yang terus meningkat
4. Indoor Positioning, Dalam rilis 13 ada upaya untuk meningkatkan metode penentuan posisi dalam ruangan yang ada dan juga mengeksplorasi metode penentuan posisi baru untuk meningkatkan akurasi dalam ruangan. 
### Release 14 (The start of 5G standardization)
Rilis 14 dianggap sebagai awal evolusi jaringan 5G. LTE berkembang lebih jauh di Rilis 14 dengan fitur dan penyempurnaan utama berikut : 
1. Rilis 14 memberikan dukungan spesifikasi untuk Active Antenna Systems (AAS) yang terdiri dari hingga 64-128 elemen antena dan multiplexing spasial yang tingkat tinggi dengan meningkatkan sinyal referensi (RS), mekanisme pelaporan CSI (Channel State Information), dan skema transmisi.
2. Dukungan untuk UL 256 QAM diperkenalkan pada Rilis 14. Dukungan ini mengarah pada pengenalan pengurangan kategori UL UE baru yang akan memanfaatkan urutan modulasi yang baru ditambahkan di UL.
3. Pengenalan NB-loT untuk band baru. Tujuannya adalah ketika band baru ditentukan atau operator ingin mengoperasikan NB-loT di band yang sudah ada, tidak perlu menentukan WI baru untuk setiap band
4. Rilis 14 meningkatkan mobilitas dan kinerja throughput pada kecepatan tinggi hingga dan di atas 350 kmh dengan meningkatkan persyaratan untuk UE RRM, demodulasi UE.
5. Rilis 14 mendukung UL yang ditentukan untuk operasi LAA SCell dalam spektrum tidak berlisensi oleh menetapkan UL CA untuk LAA SCell(s) termasuk mekanisme akses saluran, persyaratan inti dan RF untuk stasiun pangkalan dan UE, dan RRM.

Sumber : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/9781119331797.app4
https://www.cablefree.net/wirelesstechnology/4glte/overview-of-lte-3gpp-releases/

---

## 3. LTE Flat Archytecture
Arsitektur jaringan 3GPP Rilis 6 memiliki empat elemen jaringan di bidang pengguna dan kontrol: base station (NodeB), RNC (Radio Network Controller), SGSN (Serving GPRS Support Node) dan GGSN (Gateway GPRS Support Node). Arsitektur pada Rilis 8 LTE hanya memiliki dua elemen jaringan: base station di jaringan radio dan Access Gateway (a-GW) di jaringan inti. A-GW terdiri dari bidang kendali MME (Mobility management entity) dan bidang pengguna SAE GW (System Architecture Evolution Gateway). 

flat network architecture mengurangi latensi jaringan dan dengan demikian meningkatkan kinerja pengguna akhir secara keseluruhan. Model flat juga meningkatkan efisiensi pengguna dan bidang kontrol. Flat architecture dianggap bermanfaat juga untuk HSPA dan ditentukan dalam Rilis 7. Flat architecture HSPA di Rilis 7 dan Flat architecture LTE di Rilis 8 sama persis: NodeB bertanggung jawab atas manajemen mobilitas, penyandian, semua transmisi ulang, dan kompresi header baik di HSPA dan LTE. Evolusi arsitektur di HSPA dirancang agar kompatibel ke belakang: terminal yang ada dapat beroperasi dengan arsitektur baru dan pemisahan fungsi jaringan radio dan inti tidak berubah. Evolusi arsitektur diilustrasikan pada Gambar 14.13 .

![nfg013](https://hackmd.io/_uploads/BJuYuvb9a.gif)

Sumber : https://www.oreilly.com/library/view/lte-advanced-3gpp/9781118399422/c14anchor-8.html

---
## 4. MIMO
Multiple-input multiple-output (MIMO), adalah teknologi komunikasi radio atau teknologi RF yang disebutkan dan digunakan dalam banyak teknologi baru saat ini. Sebagai kerangka dasar, MIMO memiliki banyak antena pada pemancar dan penerima. MIMO memastikan komunikasi yang andal pada kecepatan data tinggi karena memanfaatkan banyak jalur yang ada antara berbagai pemancar dan penerima.

![mimo-general-outline](https://hackmd.io/_uploads/ry4k7Zlqp.gif)

MIMO secara efektif merupakan teknologi antena radio karena menggunakan beberapa antena pada pemancar dan penerima untuk memungkinkan berbagai jalur sinyal untuk membawa data, memilih jalur terpisah untuk setiap antena untuk memungkinkan beberapa jalur sinyal digunakan.

Dua format utama untuk MIMO diberikan antara lain : 
1. Spatial diversity, digunakan untuk memberikan peningkatan dalam rasio sinyal terhadap noise dan ditandai dengan peningkatan keandalan sistem sehubungan dengan berbagai bentuk fading.
2. Spatial multiplexing, Bentuk MIMO ini digunakan untuk menyediakan kapasitas data tambahan dengan memanfaatkan jalur berbeda untuk membawa lalu lintas tambahan, yaitu meningkatkan kemampuan throughput data.

berbagai bentuk tautan antena tunggal/ganda dan format MIMO didefinisikan sebagai berikut:
* SISO - Single Input Single Output, 

![mimo-siso](https://hackmd.io/_uploads/Sk_wwbe9p.gif)

SISO tidak memerlukan pengolahan dalam kaitannya dengan berbagai bentuk keanekaragaman yang dapat digunakan. Namun saluran SISO terbatas kinerjanya. Interferensi dan fading akan berdampak pada sistem lebih dari sistem MIMO yang menggunakan beberapa bentuk keragaman, dan bandwidth saluran dibatasi oleh hukum Shannon - throughput bergantung pada bandwidth saluran dan rasio sinyal terhadap noise.
* SIMO - Single Input Multiple output

![mimo-simo](https://hackmd.io/_uploads/SkhsP-ecT.gif)

SIMO terjadi ketika pemancar memiliki satu antena dan penerima memiliki banyak antena. Hal ini sering digunakan untuk mengaktifkan sistem penerima yang menerima sinyal dari sejumlah sumber independen untuk melawan efek fading.
* MISO - Multiple Input Single Output

![mimo-miso](https://hackmd.io/_uploads/SyJMOZeqp.gif)

Data yang sama dikirimkan secara redundant dari dua antena pemancar. Penerima kemudian dapat menerima sinyal optimal yang kemudian dapat digunakan untuk menerima ekstrak data yang diperlukan.
* Spatial multiplexing
Salah satu keunggulan utama spatial multiplexing MIMO adalah kemampuannya menyediakan kapasitas data tambahan. Multiplexing spasial MIMO mencapai hal ini dengan memanfaatkan berbagai jalur dan secara efektif menggunakannya sebagai "saluran" tambahan untuk membawa data.
Untuk memanfaatkan kemampuan throughput tambahan, MIMO menggunakan beberapa set antena. Dalam banyak sistem MIMO, hanya dua yang digunakan, namun tidak ada alasan mengapa antena selanjutnya tidak dapat digunakan dan hal ini meningkatkan throughput. Dalam kasus apa pun untuk multipleksing spasial MIMO, jumlah antena penerima harus sama atau lebih besar dari jumlah antena pemancar.

* MIMO Space Time Block Coding and Alamouti Codes
Space-time block codes digunakan pada sistem MIMO untuk memungkinkan transmisi banyak salinan aliran data melalui sejumlah antena dan untuk mengeksploitasi berbagai versi data yang diterima untuk meningkatkan keandalan transfer data. Space-time block codes menggabungkan semua salinan sinyal yang diterima dengan cara yang optimal untuk mengekstrak informasi sebanyak mungkin dari masing-masing sinyal tersebut.
Space-time block codesbiasanya diwakili oleh matriks. Setiap baris mewakili slot waktu dan setiap kolom mewakili transmisi satu antena dari waktu ke waktu.

![mimo-stbc-matrix01](https://hackmd.io/_uploads/ByqjK-l9a.gif)
Dalam matriks ini, S(i)(j) adalah simbol termodulasi yang akan ditransmisikan pada slot waktu i dari antena j. Harus ada slot waktu T dan antena pemancar nT serta antena penerima nR. Blok ini biasanya dianggap 'panjang' T.
* MIMO Antenna Beamforming
Teknik beamforming dapat digunakan dengan sistem antena apa pun - tidak hanya pada sistem MIMO. Mereka digunakan untuk membuat pola arahan antena tertentu yang diperlukan untuk memberikan kinerja yang diperlukan dalam kondisi tertentu.
Smart antennas biasanya digunakan pada antena yang dapat dikontrol secara otomatis sesuai dengan kinerja yang diperlukan dan kondisi yang ada.

Smart antennas dapat dibagi menjadi dua kelompok:
1. Phased array systems
2. Adaptive array systems (AAS)

* MU-MIMO Multi-User MIMO
Multi-user MIMO or MU-MIMO memungkinkan beberapa terminal radio independen mengakses sistem yang meningkatkan kemampuan komunikasi setiap terminal individual. Oleh karena itu, ini sering dianggap sebagai perpanjangan dari Space Division Multiple Access (SDMA). MU-MIMO memanfaatkan kapasitas sistem maksimum dengan menjadwalkan beberapa pengguna untuk dapat mengakses saluran yang sama secara bersamaan menggunakan derajat kebebasan spasial yang ditawarkan oleh MIMO.
![Screenshot (279)](https://hackmd.io/_uploads/H1DC3-l5T.png)

* Massive MIMO
Sistem MIMO besar atau disebut Masive MIMO System, dapat didefinisikan sebagai sistem yang menggunakan puluhan atau ratusan antena di terminal komunikasi. 

Ada banyak keuntungan menggunakan teknologi large MIMO. Menggunakan lebih banyak antena dalam sistem MIMO menciptakan lebih banyak derajat kebebasan dalam domain spasial dan oleh karena itu memungkinkan peningkatan kinerja yang lebih besar untuk dicapai :
1. Meningkatkan kecepatan data
2. Meningkatkan rasio sinyal terhadap noise tautan dasar
3. Pengerasan channel

Salah satu persyaratan utama untuk sistem massive MIMO adalah adanya keragaman jalur sinyal antara pemancar dan penerima. Hal ini biasanya terjadi di lingkungan dalam ruangan dan sebagian besar perkotaan. Lingkungan lain di mana jalur yang lebih sedikit tidak akan dapat memberikan manfaat yang sama dengan MIMO apalagi sistem MIMO yang besar karena jalur yang tersedia lebih sedikit.

Jarak antar antena yang tidak memadai berarti antena-antena tersebut cenderung lebih berkorelasi dan keuntungan dari sistem MIMO tidak dapat direalisasikan.

Sumber : 
https://www.geeksforgeeks.org/challenges-for-5g/?ref=header_search
https://www.electronics-notes.com/articles/antennas-propagation/mimo/massive-mimo-large.php

---

## 5. OFDM, OFDMA, SC-FDMA
Seperti jaringan 2G yang menggunakan FDMA & TDMA, jaringan 3G menggunakan CDMA, jaringan 4G LTE menggunakan OFDMA (Orthogonal Frekuensi Division Multiple Access) dan SC-FDMA (Single-Carrier Frekuensi Division Multiple Access) untuk antarmuka udara. Dalam LTE, OFDMA digunakan dalam downlink untuk transmisi dari stasiun pangkalan seluler ke perangkat pengguna. Di sisi lain, transmisi uplink, yaitu komunikasi dari perangkat seluler ke jaringan, menggunakan teknologi akses lain, SC-FDMA. SC-FDMA lebih hemat daya dibandingkan OFDMA dan merupakan pilihan uplink yang lebih baik guna memastikan masa pakai baterai yang lebih baik pada ponsel.
### OFDM 
OFDM atau Orthogonal Frekuensi Division Multiplexing adalah skema transmisi multi-carrier dalam 4G LTE yang membagi keseluruhan bandwidth operator menjadi sub-carrier yang lebih kecil masing-masing 15 kHz. OFDM kuat dan memiliki kemampuan untuk mengeksploitasi domain waktu dan frekuensi. Ini juga mendukung kompleksitas penerima yang optimal untuk bekerja dengan teknologi antena MIMO yang memungkinkan multiplexing spasial dalam jaringan 4G LTE.

Kata ortogonal dalam OFDM menunjukkan bahwa sub-carrier tidak bergantung satu sama lain. Artinya sub-carrier disusun sedemikian rupa sehingga titik tertinggi (puncak) masing-masing sub-carrier tumpang tindih dengan titik terendah (nol) sub-carrier tetangganya. Hasilnya, tidak ada gangguan karena semua sub-carrier tidak bergantung satu sama lain. Misalnya, jika kita mengambil pembawa frekuensi 20 MHz (pembawa pita lebar), maka ia akan dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dari sub-pembawa 15 kHz (pembawa pita sempit). Pada operator 20 MHz, 2 MHz dicadangkan untuk tujuan pengendalian interferensi dengan menggunakan pita pengaman (atau setara lainnya) antara operator lain. Sisanya 18 MHz kemudian dibagi menjadi pembawa pita sempit 15 kHz, yang menghasilkan total 1200 sub-pembawa.

Dalam sistem OFDM, setelah semua data telah dimodulasi secara digital dengan sub-carrier menggunakan QAM atau QPSK, data tersebut dikirim ke antena pemancar. Karena terdapat banyak sub-carrier dalam satu operator (misalnya 1.200 sub-carrier dalam operator 20 MHz), pengiriman masing-masing sub-carrier sebagai gelombang radio membutuhkan banyak perangkat keras. Hal ini memerlukan sejumlah besar osilator pada pemancar dan penerima, yang sangat tidak praktis. Jaringan LTE menggunakan teknik transformasi Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) untuk mengatasi tantangan ini. IFFT menerapkan pengambilan sampel ke masing-masing sub-operator dan mengubahnya dari domain frekuensi ke domain waktu. Langkah-langkah ini terjadi bahkan sebelum sinyal mencapai antena pemancar untuk transmisi. Pada titik ini, multiplexing spasial yang digunakan oleh jaringan LTE mulai beraksi. Multiplexing spasial diaktifkan oleh teknologi antena Multiple Input Multiple Output (MIMO).

![image-7 (1)](https://hackmd.io/_uploads/r1Jh00gqp.jpg)
Diagram diATAS memberikan representasi visual konsep alokasi sub-carrier yang digunakan dalam OFDM. Dalam diagram ini yang hanya menampilkan 12 sub-carrier untuk kesederhanaan, setiap pengguna memiliki slot waktu khusus, dan semua sub-carrier yang tersedia ditugaskan kepada mereka pada interval waktu yang berbeda. Dalam OFDM, alokasi pengguna tidak fleksibel dalam domain frekuensi karena semua sub-carrier ditugaskan ke semua pengguna pada interval waktu khusus terlepas dari berapa banyak bandwidth yang mereka perlukan.

### OFDMA 
OFDMA atau Orthogonal Frekuensi Division Multiple Access adalah versi multi-pengguna OFDM. Sebagai skema transmisi yang mendasarinya, OFDM mampu mendukung satu pengguna pada interval waktu tertentu. OFDMA dapat memfasilitasi komunikasi dengan banyak pengguna secara bersamaan dalam arah downlink.

OFDMA dan SC-FDMA keduanya didasarkan pada bentuk gelombang OFDM dan memanfaatkan sub-carrier yang dibuat oleh OFDM dengan cara yang sedikit berbeda. OFDMA adalah untuk transmisi dari pemancar stasiun pangkalan radio ke penerima telepon seluler. Sebaliknya, SC-FDMA ditujukan untuk transmisi dari pemancar telepon seluler ke penerima stasiun pangkalan radio.

Orthogonal Frekuensi Division Multiple Access (OFDMA) mengeksploitasi domain waktu dan frekuensi secara fleksibel dan membuat alokasi sub-carrier dan slot waktu lebih dinamis. Seperti yang ditunjukkan dalam diagram sederhana di bawah ini, pengguna ponsel di LTE dapat ditetapkan sejumlah sub-operator tertentu untuk durasi waktu tertentu tergantung pada kebutuhan data mereka.
![image-8](https://hackmd.io/_uploads/Bk-dgJbca.jpg)
Misalnya, satu pengguna sedang menonton video YouTube, dan pengguna lainnya mengirim pesan di WhatsApp. Jika dilayani oleh unit radio 4G LTE yang sama, OFDMA dapat mengalokasikan lebih banyak sub-operator kepada pengguna yang menonton video karena video menghabiskan lebih banyak bandwidth. Durasi interval waktu atau timeslots juga bisa lebih atau kurang tergantung pada berapa lama pengguna membutuhkan bandwidth yang lebih tinggi.

### SC-FDMA
SC-FDMA or Single Carrier Frequency Division Multiple Access adalah versi khusus dari teknik akses ganda berbasis OFDM yang menggunakan satu operator, tidak seperti OFDMA yang menggunakan banyak operator. SC-FDMA memiliki Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) yang lebih rendah dibandingkan OFDMA dan digunakan dalam komunikasi uplink karena efisiensi dayanya, sehingga menjamin masa pakai baterai yang lebih baik untuk ponsel. Dalam SC-FDMA, simbol-simbol dikodekan terlebih dahulu oleh Discrete Fourier Transform (DFT) sebelum menerapkan Inverse Fourier Transform (IFT), yang mengurangi rasio daya puncak-ke-rata-rata.

OFDMA dan SC-FDMA keduanya didasarkan pada bentuk gelombang OFDM dan memanfaatkan sub-carrier yang dibuat oleh OFDM dengan cara yang sedikit berbeda. OFDMA adalah untuk transmisi dari pemancar stasiun pangkalan radio ke penerima telepon seluler. Sebaliknya, SC-FDMA ditujukan untuk transmisi dari pemancar telepon seluler ke penerima stasiun pangkalan radio.

![Screenshot (58)](https://hackmd.io/_uploads/B1vBJVZukg.png)


Sumber : 
https://commsbrief.com/difference-between-ofdm-ofdma-and-sc-fdma-in-4g-lte/
https://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2014_2/rafaelreis/ofdma_scfdma.html

----

## 6. Cyclic Prefix
Cycle prefix merupakan pengenalan interval penjaga antara setiap simbol untuk mengurangi inter-symbol interference (ISI) yang disebabkan oleh penyebaran penundaan di saluran transmisi, CP  dicapai dengan mengambil salinan bagian terakhir dari simbol data yang ditambahkan ke depan simbol selama interval penjaga & porsi data ini minimal harus 15% dari panjang data.

![8](https://hackmd.io/_uploads/H1eWvybcp.jpg)

Seperti yang ditunjukkan pada gambar. CP menambahkan redundansi melalui pengulangan sinyal, bukan dengan  menambahkan informasi baru. Ketika CP ditambahkan, dijamin bahwa simbol tidak akan  terdistorsi setidaknya untuk simbol nominalnya dengan adanya multipath dan ini memungkinkan  penerima untuk menghindari domain frekuensi ICI sekaligus menghindari ISI domain sepanjang waktu karena multipath. Dan juga dengan menambahkan CP ke sinyal asli kita dan mentransmisikannya  melalui saluran yang sama, kita bisa mendapatkan konvolusi melingkar yang diinginkan yang membuatnya  lebih mudah untuk memulihkan sinyal setelah FFT di penerima.

![Screenshot (280)](https://hackmd.io/_uploads/rkMtY1b96.png)

Cycle prefix menjalankan dua fungsi utama.
1. memberikan interval penjaga untuk menghilangkan interferensi antar simbol dari simbol sebelumnya.
2. Mengulangi akhir simbol sehingga konvolusi linier saluran multipath selektif frekuensi dapat dimodelkan sebagai konvolusi melingkar, yang pada gilirannya dapat berubah menjadi domain frekuensi melalui transformasi Fourier diskrit. Pendekatan ini mengakomodasi pemrosesan domain frekuensi sederhana, seperti estimasi saluran dan pemerataan.

Keuntungan Cycle prefix
*  Meningkatkan daya yang ditransmisikan.
*  Menurunkan kecepatan simbol 
*  Mengurangi interferensi antar-simbol

Kekurangan Cycle prefix
* Mempengaruhi kecepatan data karena penambahan simbol yang berlebihan.
* Menyebabkan hilangnya daya karena hilangnya daya transmisi untuk mengirim simbol yang berlebihan.
* Mengurangi kapasitas data

Sumber : https://www.electronics-notes.com/articles/radio/multicarrier-modulation/ofdm-cyclic-prefix-cp.php#:~:text=The%20cyclic%20prefix%20acts%20as,in%20the%20multicarrier%20OFDM%20signal.

----

## 7. Adaptive modulation (LTE)
Adaptive modulation merupakan salah satu teknologi pendukung pada LTE yang digunakan untuk menentukan skema modulasi dan mengatur keseimbangan kebutuhan bandwidth, serta kualitas sambung dengan diukur berdasarkan nilai Signal to Noise Ratio (SNR), semakin baik kualitas kanal maka dapat menggunakan modulasi yang lebih tinggi. Sedangkan apabila kondisi kanal kurang baik, maka digunakan modulasi yang lebih rendah untuk menjaga kestabilan dan kualitas sambungan.

Adaptive modulation merupakan teknik yang memungkinkan radio mengubah kecepatannya (laju modulasi) seiring perubahan kondisi jaringan radio. Interferensi dari sumber luar, seperti perubahan lingkungan (suhu, dedaunan pohon, benda bergerak) semuanya mempengaruhi jangkauan radio. Jika radio menggunakan tingkat modulasi yang lebih tinggi dan merasakan interferensi apa pun melalui sinyal yang diterimanya dari radio lain dalam jaringan, radio tersebut akan secara otomatis menurunkan laju modulasinya (misalnya dari 256QAM menjadi 64QAM atau 16QAM).

Memperlambat laju modulasi (yang mengakibatkan pengiriman lebih sedikit data pada satu waktu) memberikan kemungkinan lebih besar bahwa data akan lebih kebal terhadap pengaruh gangguan luar. Oleh karena itu, hal ini meningkatkan kemungkinan keberhasilan transmisi data.

Sumber : https://mimomax.com/about-us/our-technologies/what-is-adaptive-modulation/#:~:text=Adaptive%20Modulation%20is%20a%20technique,objects

----

## 8. LTE Resource Block
Pada 3GPP LTE, struktur slot didefinisikan sebagai resource grid yang terdiri dari resource block (RB) yang menempati bandwidth sistem dan time slot tertentu. Sebuah RB menempati bandwidth 180kHz pada domain frekuensi dan 0,5 ms pada domain waktu. Sebuah RB memiliki 12 subcarrier dengan lebar subcarrier sebesar 15 kHz pada domain frekuensi, sedangkan pada domain waktu terdiri atas 7 buah simbol yang menempati 0,5 ms (Gambar 2.10). Pada LTE, terdapat dua RB pada time slot 1 Transmission Time Interval (TTI), dimana TTI adalah 1 ms (Dahlman,2008). RB adalah elemen dasar bagi penjadwalan pada sistem LTE dengan berbagai metode penjadwalan yang dapat diaplikasikan. Pada SC-FDMA, elemen RB tidak dapat dialokasikan secara terpisah untuk sebuah user karena memiliki karakteristik single carrier (Kim Jeongchan, 2012).
![Screenshot (281)](https://hackmd.io/_uploads/SJORSBWca.png)

![Desain tanpa judul](https://hackmd.io/_uploads/HyZZqBZcT.png)

Setiap Blok Sumber Daya berlangsung selama 0,5 md dengan masing-masing 12 sub operator, memungkinkan 84 Elemen Sumber Daya dalam setiap Blok Sumber Daya. Jumlah Resource Block yang dapat digunakan ditentukan oleh spektrum yang tersedia.
Karena kita dapat menghitung bahwa Resource Block menempati bandwidth 180kHz, berapa banyak Resource Block yang dapat kita miliki ditentukan oleh berapa banyak yang dapat masuk ke dalam bandwidth kita.
Sistem yang menggunakan bandwidth minimum 1,4Mhz akan memiliki 6 RB yang tersedia (1,4Mhz terbagi menjadi 6 RB 180kHz lengkap), sedangkan sistem yang menggunakan maksimum 20Mhz akan memiliki 100 RB yang tersedia.

 Sumber : http://repository.ub.ac.id/id/eprint/9064/2/BAB%20II.pdf
 
 -----
 
## 9. Handover in LTE
Handover  dalam LTE (Long-Term Evolution) mengacu pada proses mentransfer sesi komunikasi yang sedang berlangsung dari satu base station (eNodeB) ke base station lainnya tanpa mengganggu sesi tersebut. Handover diperlukan dalam LTE untuk menjaga koneksi mulus saat perangkat seluler bergerak melalui area atau sel berbeda dalam jaringan.
 
Jenis-jenis Handover di LTE : 
1. Intra Handover LTE
Bagian dari Intra Handover LTE
**– Intra eNodeB.**
Intra eNodeB terjadi antar sel ketika UE berpindah dari satu sektor ke sektor lain yang dikelola oleh eNB yang sama.
**– Inter eNodeB.**
Handover dalam E-UTRAN. Prosedur ketika UE memasuki sel yang dikelola oleh eNB dari sel yang dikelola oleh eNB kedua.
**– Inter MME (Mobility Management Entity).**
Handover ini dipicu ketika UE berpindah dari satu area MME ke area MME lainnya.
**– Intra MME.**
Ketika UE berpindah dari MME ke MME lain di area yang sama.
**– Inter SGW (Serving Gateway).**
Saat UE berpindah dari satu area SGW ke area SGW lainnya.
**– Intra SGW.**
UE berpindah dari SGW ke SGW lain di area yang sama.
– **Inter Frequency.**
Inter-frequency handover adalah jenis handover yang terjadi antara pita frekuensi atau operator berbeda dalam jaringan LTE. Ini melibatkan transfer sesi komunikasi yang sedang berlangsung dari sel yang beroperasi pada satu pita frekuensi ke sel yang beroperasi pada pita frekuensi berbeda. Inter-frequency handover digunakan ketika perangkat seluler berpindah dari satu pita frekuensi ke pita frekuensi lainnya, biasanya dari satu frekuensi pembawa ke frekuensi pembawa lainnya.
**– Intra Frequency.**
Intra-frequency handover adalah jenis handover spesifik yang terjadi dalam pita frekuensi atau operator yang sama di jaringan LTE. Intra-frequency handovers terjadi ketika perangkat seluler bergerak dalam pita frekuensi yang sama dan terhubung ke sel yang berbeda tetapi pada frekuensi yang sama.

4. Inter-RAT Handover LTE
Inter-RAT (Radio Access Technology) Handover, juga dikenal sebagai Inter-Technology Handover, terjadi ketika perangkat seluler perlu beralih di antara teknologi akses radio yang berbeda.
seperti : 
– LTE (Long-Term Evolution)
– 3G (UMTS)
– 2G (GSM)
– Handover to WCDMA.
– Handover to GERAN.
– Handover to CDMA.
– Bahkan teknologi non-seluler seperti Wi-Fi. 

Sumber : https://www.telecomhall.net/t/handover-types-in-lte/25868

---

## 10. LTE Channels (Physical, Logic, transport)
Arus informasi antara lapisan protokol yang berbeda dikenal sebagai channels. Channel ini digunakan untuk memisahkan berbagai jenis data dan memungkinkannya diangkut melintasi lapisan yang berbeda. Channel-channel ini menyediakan antarmuka ke setiap lapisan dalam tumpukan protokol LTE dan memungkinkan pemisahan data yang teratur dan jelas. LTE menggunakan beberapa jenis channels yang dapat dibedakan berdasarkan jenis informasi yang dibawanya dan cara informasi tersebut diproses.
![Chan1 (1)](https://hackmd.io/_uploads/rJgTr8Z5a.png)

![chan2](https://hackmd.io/_uploads/BkoaSUWq6.png)


Secara garis besar channel LTE dibagi menjadi tiga kategori di bawah ini antara lain : 
**1. Physical Channels**
Berdasarkan data dan pesan sinyal yang dibawa pada saluran fisik di LTE, Physical channels dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 
* Physical Data channels (DL, UL)
* Physical Control Channels (DL,UL)

Downlink Physical Channel : 
(Data Channel) 
*  Physical Broadcast Channel (PBCH), membawa informasi sistem untuk UE yang memerlukan akses jaringan, disebut Master Information Block, MIB
*  Physical Downlink Shared Channel  (PDSCH), membawa DL-SCH atau PCH. Ini membawa informasi SIB, Informasi Paging dan Data rencana pengguna.
*  Physical Multicast Channel (PMCH), digunakan untuk membawa KIA dan terutama digunakan untuk Layanan MBMS.

Downlink Physical Channel : 
(Control Channel)
* Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), PCFICH sangat penting karena UE tidak memiliki informasi sebelumnya tentang ukuran wilayah kendali (PDCCH). PCFICH ditransmisikan pada simbol pertama dari setiap sub-frame dan membawa CFI Indikator Format Kontrol.
* Physical Downlink Control Channel (PDCCH), membawa informasi yang dikenal sebagai Informasi Kontrol Downlink atau DCI untuk UE atau kelompok UE tertentu.
* Physical Hybrid ARQ Indicator Channel (PHICH), digunakan untuk melaporkan status ARQ Hibrid dan membawa sinyal HARQ ACK/NACK yang menunjukkan apakah blok transport telah diterima dengan benar. PHICH ditransmisikan dalam wilayah kontrol subframe dan biasanya hanya ditransmisikan dalam simbol pertama. Jika kondisi RF buruk, maka PHICH diperluas ke simbol angka untuk ketahanan. 

Uplink Physical  Channel:
(Data Channel)
* Physical Uplink Shared Channel (PUSCH), digunakan untuk transmisi data Uplink oleh UE serta membawa informasi kontrol uplink. Saluran ini adalah mitra saluran PDSCH di Uplink
* Physical Random Access Channel (PRACH), digunakan untuk prosedur akses acak yang disebut prosedur RACH. UE melakukan prosedur RACH untuk mendapatkan sinkronisasi Uplink

Uplink Physical  Channel:
(Control Channel)
* Physical Uplink Control Channel (PUCCH), PUCCH menyediakan berbagai sinyal kontrol. Pensinyalan ini dikenal sebagai permintaan Penjadwalan, data Downlink ACK/NACK dan informasi CQI.


**2. Logic channels**
Logic channels menentukan jenis informasi apa yang ditransfer. Saluran ini menentukan layanan transfer data yang ditawarkan oleh lapisan MAC. Data dan pesan sinyal dibawa pada saluran logis antara lapisan RLC dan MAC.
Saluran logis selanjutnya dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu control channels dan traffic channels. Traffic channels membawa data di bidang pengguna, sedangkan control channels logis membawa pesan sinyal di bidang kontrol.

Downlink Logic Channel : 
(Control channels)
* Broadcast Control Channel (BCCH), Digunakan untuk menyiarkan MIB/SIB
* Paging Control Channel (PCCH), Digunakan untuk paging UE
* Common Control Channel (CCCH), untuk beberapa UE
* Dedicated Control Channel (DCCH), Digunakan untuk mengirimkan informasi kontrol khusus untuk UE tertentu
* Multicast Control Channel (MCCH), Digunakan untuk mengirimkan informasi untuk Multicast

Downlink Logic Channel : 
(Traffic Channels)
* Dedicated Traffic channel (DTCH), Traffic Khusus untuk UE tertentu
* Multicast Traffic Channel (MTCH), digunakan untuk mengirimkan data Multicast

Uplink Logical Channel : 
* Common Control Channel (CCCH), untuk beberapa UE
* Dedicated Control Channel (DCCH), Digunakan untuk mengirimkan informasi kontrol khusus untuk UE tertentu
* Dedicated Traffic channel (DTCH), untuk UE tertentu


**3. Transport channels**
Saluran transport menentukan bagaimana dan dengan jenis karakteristik apa data ditransfer ke lapisan fisik. Data dan pesan sinyal dibawa pada saluran transport antara MAC dan lapisan fisik.

Downlink Transport Channels : 
* Broadcast Channel (BCH), membawa informasi seperti yang digunakan untuk MIB dan mengirimkan informasi ke saluran Siaran Fisik (PBCH)
* Downlink Shared Channel (DL-SCH), digunakan oleh banyak saluran logis seperti BCCH, CCCH, DCCH DTCH,MCCH,MTCH dan mengirimkan informasinya ke Physical Downlink Shared Channel (PDSCH). Informasi yang dibawa saluran ini adalah SIB, Transfer data
* Paging Channel (PCH), Untuk menyampaikan informasi PCCH dan dipetakan ke Physical Downlink Shared Channel (PDSCH) dan membawa Informasi Paging
* Multicast Channel (MCH), digunakan untuk mengirimkan informasi MCCH untuk mengatur transmisi multicast. Saluran ini dipetakan ke Saluran Multicast Fisik (PMCH) yang pada dasarnya digunakan untuk layanan MBMS.

Uplink Transport channel : 
* Uplink Shared Channel (UL-SCH), Saluran transport ini merupakan saluran utama untuk transfer data uplink. Ini digunakan oleh banyak saluran logis seperti CCCH, DCCH DTCH.
* Random Access Channel (RACH), digunakan untuk prosedur akses acak.

Sumber : https://www.techplayon.com/2411-2/