# [Balqis’s] Tugas Section 2
:::warning
Open Recruitment Mobilecomm Lab [Celullar Network Division 2023/2024].
:::

## :hibiscus: Balqis’s Information :hibiscus:
:::info
List the essential information of me.
:::

**:tulip: Name : Narita Balqis Ruwenna
:tulip: Email: [e-mail]
:tulip: NIM : 1101213262**

# 1. Overview of 4G (LTE, LTE-A)
Architecture dari LTE, yaitu sebagai berikut :

Komponen utama dari arsitektur LTE tersebut diatas adalah :
* User Equipment (UE)
User equipment adalah perangkat dalam LTE yang terletak paling ujung dan berdekatan dengan user. Peruntukan UE pada LTE tidak berbeda dengan UE pada UMTS atau teknologi sebelumnya.
* E-UTRAN
Evolved UMTS Terresterial Radio Access Network atau E-UTRAN adalah sistem arsitektur LTE yang memiliki fungsi menangani sisi radio akses dari UE ke jaringan core. Berbeda dari teknologi sebelumnya yang memisahkan Node B dan RNC menjadi elemen tersendiri, pada sistem LTE E-UTRAN hanya terdapat satu komponen yakni Evolved Node B (eNode B) yang telah emnggabungkan fungsi keduanya. eNode B secara fisik adalah suatu base station yang terletak dipermukaan bumi (BTS Greenfield) atau ditempatkan diatas gedung-gedung (BTS roof top).
* Evolved Packet Core (EPC)
EPC adalah sebuah system yang baru dalam evolusi arsitektur komunikasi seluler, sebuah system dimana pada bagian core network menggunakan all-IP. EPC menyediakan fungsionalitas core mobile yang pada generasi sebelumnya (2G, 3G) memliki dua bagian yang terpisah yaitu Circuit switch (CS) untuk voice dan Packet Switch (PS) untuk data. EPC sangat penting untuk layanan pengiriman IP secara end to end pada LTE. Selain itu, berperan dalam memungkinkan pengenalan model bisnis baru, seperti konten dan penyedia aplikasi. EPC terdiri dari MME (Mobility Management Entity), SGW (Serving Gateway), HSS (Home Subscription Service), PCRF (Policy and Charging Rules Function), dan PDN-GW (Packet Data Network Gateway).

Sumber : https://jurnal.lppm.unram.ac.id/index.php/jurnalpepadu/article/download/356/348

Jaringan LTE mempunyai bandwidth sebesar 100 Mbps - 1 Gbps. Frequency band yang digunakan pada LTE, yaitu 2-8 GHz.

# 2. 3GPP Release 8-14
Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-standards-releases/

## 2.1 3GPP Release 8
3GPP Release 8 pertama kali memperkenalkan Teknologi LTE termasuk fitur dan spesifikasi LTE yang diresmikan pada Desember 2008. Fitur dan spesifikasi-nya, sebagai berikut:
* High peak data rates : Up to 300 Mbps in Downlink and 75 Mbps in Uplink when using 4×4 MIMO with 20 MHz system bandwidth
* High spectral efficiency
* Flexible bandwidths: 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz and 20 MHz
* FDD and TDD Duplexing Support
* Short round trip time: 5 ms latency for IP packets in ideal radio conditions
* Simplified Architecture/Flat radio network architecture
* OFDMA in Downlink and SC-FDMA in Uplink
* MIMO (multiple antenna scheme) 2×2, 4×4
* All IP network form Access network to Core Network (SAE) i.e UE, eNodeB and System Architecture Evolution
* SON with Basic Self Configuration Features like PCI selection, Automatic Neighbour Relation
* Public Warning System with Earthquake Tsunami Warning System (ETWS) services

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-8-features/

## 2.2 3GPP Release 9
3GPP Release 9 yang diresmikan pada Desember 2009 merupakan peningkatan dari fitur LTE pada 3GPP Release 8. Peningkatan ini, antara lain:
* Femto Cell as LTE Home eNodeB
-> cell yang digunakan di kantor atau rumah dan terhubung ke jaringan penyedia melalui koneksi broadband telepon rumah.
* MIMO Beam-forming
-> Beam-forming berfungsi untuk meningkatkan throughput dengan mengarahkan sinar ke UE tertentu dengan memperkirakan posisi UE di eNodeB.
* Evolved Multimedia Broadcast and Multicast Service (eMBMS)
* Self Organizing Networks (SON) enhancement with Optimization Features like RACH Optimization, Mobility Robustness Optimization (MRO), Inter Cell Interference Co-ordination (ICIC)
* LTE Positioning Services
* Public Warning System Enhancement – Commercial Mobile Alert System (CMAS)

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-9/

## 2.3 3GPP Release 10
3GPP Release 10 merupakan kekuatan pendorong untuk lebih mengembangkan teknologi LTE menuju LTE-Advanced. LTE Release 10 dimaksudkan untuk memberikan kecepatan bit yang lebih tinggi dengan cara yang hemat biaya. Spesifikasinya diresmikan pada tahun 2011.
* Increased peak data rate, DL 3 Gbps, UL 1.5 Gbps
* Higher spectral efficiency, from a maximum of 16bps/Hz in Release 8 to 30 bps/Hz in Release 10
* Carrier aggregation (CA), allowing the combination of up to five separate carriers to enable bandwidths up to 100MHz
* MIMO antenna configurations up to 8×8 downlink and 4×4 uplink
* Increased number of simultaneously active subscribers
* Improved performance at cell edges, e.g. for DL 2×2 MIMO at least 2.40 bps/Hz/cell.
Fitur utama yang diperkenalkan LTE Release 10, yaitu
* Carrier Aggregation
* Enhanced Downlink Multiple Antenna Transmission for LTE
* Uplink Multiple Antenna Transmission for LTE
* Relay for LTE
* New LTE Bands for US and ATC
* Self Optimizing Networks (SON) Enhancements
* Enhancements to MBMS

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-10/

## 2.4 3GPP Release 11
Standar yang diresmikan 3GPP Release 11, yaitu pada with the core network (December 2012), protocols (December 2012), dan protokol Radio Access Network (RAN) (March 2013).
Daftar fitur :
* Enhancements to Carrier Aggregation
* Coordinated Multi-Point (CoMP) transmission/reception
* Further enhancements to non-carrier aggregation based eICIC (FeICIC)
* Enhanced Physical Downlink Control Channel (EPDCCH)
* Enhancements to eMBMS
* Enhancements to Self Organised Network
* Minimization of Drive Tests (MDT)
* Home eNodeB Enhancements

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-11/

## 2.5 3GPP Release 12
Fitur dan peningkatan baru yang terdapat pada 3GPP Release 12, yaitu:
* Downlink enhancements for MIMO
* Small cells (Femtocells)
* Machine to Machine (M2M)
* Proximity Services (ProSe)
* User Equipment (UE) enhancements
* Self Orgnazied Network (SON)
* Heterogeneous Network (HetNet) mobility
* Multimedia Broadcast/Multicast Services (MBMS)
* Local Internet Protocol Traffic Offload/Selected Internet Protocol Traffic Offload (LIPTO/SIPTO)
* Enhanced International Mobile Telecommunications Advanced (eIMTA)
* FDD-TDD Carrier Aggregation (CA)

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-12/

## 2.6 3GPP Release 13
Fitur dan peningkatan baru yang terdapat pada 3GPP Release 13, yaitu:
* LTE in unlicensed spectrum
* Carrier Aggregation enhancements
* LTE enhancements for Machine-Type Communications (MTC)
* Enhancements for D2D
* Elevation Beamforming / Full-Dimension MIMO
* Indoor positioning
* Single-cell Point-to-Multipoint (SC-PTM)

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-13/

## 2.7 3GPP Release 14
Fitur dan peningkatan baru yang terdapat pada 3GPP Release 14, yaitu:
* Peningkatan efisiensi LTE
* Offload to Unlicensed
* Enablers of New Services
* RF and Performance Requirements

Sumber : https://www.techplayon.com/3gpp-release-14/

# 3. LTE Flat Architecture
Sumber : https://www.techplayon.com/lte-overview/

LTE Flat Architecture hanya terdiri dari base stations dan evolved NodeB (eNB). Flat Architecture bertujuan untuk mempercepat pengaturan koneksi dan mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk handover. Pada flat architecture terdapat X2 interface yang berfungsi sebagai penghubung antara dua eNodeB, memfasilitasi handover, dan untuk memberi sinyal. Selain itu, terdapat S1 interface uang berfungsi sebagai penghubung antara eNodeB dan EPC.
Sumber : https://www.techplayon.com/lte-overview/ ; https://www.telecomtrainer.com/lte-architecture-and-interfaces/

# 4. MIMO

MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) merupakan teknologi dengan penggunaan beberapa antena penerima dan pemancar untuk membangun hubungan komunikasi antara dua, atau lebih, sistem komunikasi dengan throughput yang lebih besar daripada yang mungkin dilakukan dengan sistem antena tunggal.
Teknogi MIMO digunakan untuk meningkatkan kinerja dengan memanfaatkan banyak antena baik pada transmitter (base station) maupun receiver. (perangkat seluler). Teknologi MIMO secara signifikan meningkatkan kapasitas, kecepatan data, dan keandalan komunikasi nirkabel.
LTE mendukung berbagai konfigurasi MIMO, termasuk 2x2 MIMO, 4x2 MIMO, 4x4 MIMO, dan banyak lagi, bergantung pada rilis LTE spesifik dan kemampuan perangkat. Konfigurasi MIMO tingkat tinggi menawarkan kapasitas dan kecepatan data yang lebih besar namun mungkin memerlukan perangkat keras yang lebih canggih dan kondisi saluran yang lebih baik.

Sumber : https://www.everythingrf.com/community/what-is-lte-a ; https://www.telecomtrainer.com/what-is-mimo-and-how-does-it-enhance-lte-performance/

# 5. OFDM, OFDMA, SC-FDMA
Sumber : https://www.techplayon.com/lte-overview/

## 5.1 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
OFDM adalah teknologi yang membagi pita frekuensi lebar menjadi banyak frekuensi kecil.
OFDM terdiri dari sub-carrier yang padat dan saling tumpang tindih, namun karena bersifat ortogonal, sub-carrier tersebut tidak saling berinterferensi. Hal ini dapat memberikan efisiensi spektral yang lebih tinggi.
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.
Sumber : https://www.itu.int/en/ITU-D/Regional-Presence/AsiaPacific/SiteAssets/Pages/Events/2016/Oct-CandI2016/CAICT2016/Session%206-1-Technology%20and%20Standard%20of%204G%20LTE-%E6%9D%A8%E6%80%9D%E8%BF%9C-final.pdf
## 5.2 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)
OFDMA digunakan dalam downlink untuk transmisi dari mobile base station ke perangkat pengguna. OFDMA dapat memfasilitasi komunikasi dengan banyak pengguna secara bersamaan dalam arah downlink.
OFDMA mengeksploitasi domain waktu dan frekuensi secara fleksibel dan membuat alokasi sub-carrier dan slot waktu lebih dinamis. Contohnya pengguna ponsel di LTE dapat ditetapkan sejumlah sub-operator tertentu untuk durasi waktu tertentu tergantung pada kebutuhan data mereka.

Sumber : https://commsbrief.com/difference-between-ofdm-ofdma-and-sc-fdma-in-4g-lte/

## 5.3 SC-FDMA (Single Carrier – Frequency Division Multiple Access)
SC-FDMA digunakan dalam transmisi uplink, yaitu komunikasi dari perangkat seluler ke jaringan. 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.

Sumber : https://commsbrief.com/difference-between-ofdm-ofdma-and-sc-fdma-in-4g-lte/

# 6. Cyclic Prefix
Cyclic Prefix (CP) adalah periode penjaga yang ditempatkan pada awal setiap simbol OFDMA pada teknologi LTE. CP digunakan untuk melindungi sinyal dari efek multipath delay spread, yaitu efek yang terjadi ketika sinyal radio mencapai penerima dalam waktu yang berbeda karena pantulan dari berbagai permukaan. CP juga membantu dalam estimasi sinkronisasi waktu dan frekuensi awal.

Sumber : https://www.telecomhall.net/t/what-is-cp-cyclic-prefix-in-lte/6369

# 7. Adaptive Modulation (LTE)
Adaptive Modulation and Coding (AMC) adalah teknik yang digunakan pada teknologi LTE untuk meningkatkan kinerja sistem. Teknik ini digunakan untuk menentukan skema modulasi dan mengatur keseimbangan kebutuhan bandwidth serta kualitas sambungan dengan diukur berdasarkan nilai Signal to Noise Ratio (SNR). AMC memungkinkan sistem untuk menyesuaikan skema modulasi dan pengkodean yang digunakan untuk setiap pengguna berdasarkan kondisi kanal saat itu. Dengan demikian, AMC dapat meningkatkan throughput dan kualitas layanan pada sistem LTE.
Sumber : https://cordis.europa.eu/docs/projects/cnect/9/317959/080/deliverables/001-AppendixA4Ares20151917862.pdf

# 8. LTE Resource Block

Gambar di atas merupakan representasi grafis tentang bagaimana data dialokasikan dan ditransmisikan melalui waktu dan frekuensi dalam jaringan LTE. Setiap blok sumber terdiri dari 12 subkarier dalam frekuensi dan 7 simbol OFDM dalam waktu, sehingga total terdiri dari 84 elemen sumber.
Pada gambar, sumbu X mewakili waktu, diberi label “1 slot (7 simbol OFDM)” dan “0,5 ms”. Sumbu Y mewakili frekuensi, diberi label “12 Subcarrier/180 KHz”. Ada blok hijau yang menunjukkan elemen sumber; setiap blok sumber berisi 84 elemen ini (12x7). Di atas grid, ada label termasuk “Δf = 15KHz” yang menunjukkan langkah frekuensi. Ada panah yang menunjuk ke satu blok sumber tertentu pada grid, diberi label “Satu Blok Sumber” yang berisi “12x7 = 84 Elemen Sumber”

Sumber : https://www.researchgate.net/publication/262373991_42101-7474-IJET-IJENS_C_February_2014_IJENS

# 9. Handover in LTE
Handover merupakan suatu prosedur untuk mentransfer User Equipment (UE) dari cell sumber ke cell target ketika sinyal cell sumber menjadi buruk sehingga menyerahkan UE ke cell target untuk melanjutkan sesi UE.
Di LTE, Dukungan Mobilitas Handover untuk UE di ECM-CONNECTED menangani semua langkah yang diperlukan untuk prosedur handover. Langkah-langkah ini secara garis besar dapat diklasifikasikan sebagai berikut:


* Persiapan Handover meliputi langkah pengambilan keputusan HO pada cell sumber (kontrol dan evaluasi pengukuran UE dan eNB dengan mempertimbangkan batasan area spesifik UE tertentu) dan persiapan sumber daya pada sel target (Langkah 1-6)
* Langkah-langkah Eksekusi handover melibatkan perintah UE ke sumber daya radio baru (Langkah 7-11)
* Langkah Penyelesaian handover melibatkan pelepasan sumber daya pada cell sumber (Langkah 12-18)

Sumber : https://www.techplayon.com/lte-handover-latency-calculation-access-node/

## 9.1 Handover Call Flow in 4G LTE

* UE secara berkala mengirimkan Laporan Pengukuran RRC (MRM) ke eNodeB sumber
* eNodeB sumber memutuskan handover X2 dan mengirimkan Permintaan handover X2 ke eNodeB target.
* Target eNodeB membangun uplink S1 bearer dengan S-GW yang sama dengan sumber eNodeB yang telah terhubung. ENB sumber membuat terowongan langsung dengan eNB target.
* handover UE berhasil dilakukan. Selanjutnya, data yang di-buffer ditransfer ke UE dari eNodeB target
* eNodeB target memberitahukan S-GW bahwa handover telah berhasil diselesaikan. S-GW menetapkan downlink S1 bearer dengan target eNodeB
* S -GW mengalihkan jalur data dari eNodeB sumber ke eNodeB target dan melepaskan pembawa S1 lama

Sumber : https://www.techplayon.com/x2-handover-call-flow-in-4g-lte/

# 10. LTE Channels (Physical, Logic, Transport)
Channel merupakan informasi yang mengalir di antara layer protokol yang berbeda. Saluran ini digunakan untuk memisahkan berbagai jenis data dan memungkinkan mereka untuk diangkut melintasi lapisan yang berbeda. Cahnnel pada LTE dibagi menjadi tiga, yaitu Physical Channels, Logic Channels, dan Transport Channels.
## 10.1 Physical Channels
:diamonds: Downlink Physical Channel
* Downlink physical Data Channel (PBCH, PDSCH,PMCH)
* Downlink Physical Control Channel (PCFICH,PHICH,PDCCH)

:diamonds: Uplink Physical Channel:
* Uplink physical Data Channel ( PUSCH,PRACH)
* Uplink Physical Control Channel (PUCCH)

## 10.2 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 logical channel antara lapisan RLC dan MAC. Logic Channels dibagi menjadi dua kategori, yaitu control channels dan traffic channels.
* Control channels membawa pesan sinyal di control plane dan dapat berupa common channel (umum untuk semua pengguna dalam sel (Point to multipoint) atau dedicated channel (saluran hanya dapat digunakan oleh satu pengguna (Point to Point).
* Traffic channels membawa data di user plane, sedangkan logical control channels membawa pesan sinyal di control plane.

Jaringan LTE mempunyai 7 logical channel di Downlink dan 3 Logical channels di Uplink.
:diamonds: Downlink Logical Channel :
1. Control channel
* Broadcast Control Channel (BCCH) – Digunakan untuk broadcasting MIB / SIB.
* Paging Control Channel (PCCH) – Digunakan untuk paging UE
* Common Control Channel (CCCH)
* Dedicated Control Channel (DCCH) – Digunakan untuk mengirimkan informasi kontrol khusus untuk UE tertentu
* Multicast Control Channel (MCCH) – Digunakan untuk mengirimkan informasi Multicast
2. Traffic Channel
* Dedicated Traffic channel (DTCH): lalu Lintas Khusus untuk UE tertentu
* Multicast Traffic Channel (MTCH): digunakan untuk mengirimkan data Multicast

:diamonds: Uplink Logical Channel : In Uplink we have 2 control channels and one traffic channel.
* Common Control Channel (CCCH) - Umum untuk beberapa UE
* Dedicated Control Channel (DCCH) – Digunakan untuk mengirimkan informasi dedicated control untuk UE tertentu
* Dedicated Traffic channel (DTCH) - Dedicated Traffic UE tertentu

## 10.3 Transport Channels
Transport Channels menentukan bagaimana dan dengan jenis karakteristik apa data ditransfer ke lapisan fisik. Data dan pesan sinyal dibawa pada saluran transport antara MAC dan Physical layer.
:diamonds:Downlink Transport Channels : LTE mempunyai 4 Downlink Logical Channels
* Broadcast Channel (BCH): Transport Channels LTE ini memetakan ke Broadcast Control Channel (BCCH) dan membawa informasi seperti yang digunakan untuk MIB dan mengirim informasi ke Physical Broadcast channel (PBCH)
* Downlink Shared Channel (DL-SCH): Transport Channels ini adalah saluran utama untuk transfer data downlink. Saluran ini digunakan oleh banyak saluran logis seperti BCCH, CCCH, DCCH DTCH, MCCH, MTCH dan mengirimkan informasinya ke Physical Downlink Shared Channel (PDSCH). Informasi yang dibawa oleh 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): Transport Channels ini digunakan untuk mengirimkan informasi MCCH untuk mengatur transmisi multicast. Saluran ini dipetakan ke Physical Multicast Channel (PMCH) yang pada dasarnya digunakan untuk layanan MBMS.

:diamonds:Uplink Transport channel: LTE has two channels
* Uplink Shared Channel (UL-SCH) : Channel transport ini adalah saluran utama untuk transfer data uplink. Channel ini digunakan oleh banyak logical channel seperti CCCH, DCCH DTCH.
* Random Access Channel (RACH) : Ini digunakan untuk prosedur akses acak.

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