---
# System prepended metadata

title: SECTION 3 (PART 2)  SATRIA ZAKI RAMADHAN

---

# :star: [Satria Zaki's] Tracklist Dashboard Task Section 3
:::info
Open Recruitment Mobilecomm Laboratory [Celullar Network Division 2023/2024].
:::

## :heavy_exclamation_mark::heavy_exclamation_mark:My Profile - Satria Zaki Ramadhan's Information
### :school: Telkom University Student
:::warning
#### Nama     : Satria Zaki Ramadhan
#### Email    : zakisatria251102@gmail.com
#### NIM      : 1101210188
:::

---

## Section Three :three: (PART 2)

---

:::info
BERIKUT ADALAH LAPORAN HACKMD LANJUTAN DARI PART/BAGIAN 1
:::
---

Keuntungan 5G Standalone Architecture antara lain adalah :

•	Penyederhanaan jaringan yang lebih baik, karena tidak perlu mengelola dua jaringan yang berbeda.
•	Efisiensi jaringan yang lebih tinggi, karena dapat menggunakan sumber daya 5G secara optimal.
•	Kinerja jaringan yang lebih baik, karena dapat mendukung fitur-fitur 5G lainnya, seperti URLLC dan mMTC.

Kekurangan 5G Standalone Architecture antara lain adalah : 

•	Biaya investasi yang lebih tinggi, karena perlu membangun jaringan inti 5G yang baru.
•	Kesiapan infrastruktur yang lebih rendah, karena belum ada jaringan 5G yang tersebar luas.
•	Kompatibilitas perangkat yang lebih terbatas, karena harus mendukung teknologi 5G secara penuh.

Beberapa contoh implementasi dan aplikasi 5G Standalone Architecture di berbagai sektor dan negara adalah : 

•	Smart city yang lebih cerdas dan nyaman, baik untuk keperluan transportasi, keamanan, lingkungan, kesehatan, dan lain-lain. 5G Standalone Architecture dapat mendukung smart city dengan menghubungkan berbagai perangkat dan sistem yang dapat mengumpulkan, menganalisis, dan mengoptimalkan data secara real-time. 5G Standalone Architecture juga dapat meningkatkan efisiensi dan kualitas layanan publik yang disediakan oleh smart city. Contoh negara yang sudah menggunakan 5G Standalone Architecture untuk smart city adalah China, Korea Selatan, dan Jerman.
•	Smart factory yang lebih produktif dan inovatif, baik untuk keperluan manufaktur, logistik, perawatan, dan lain-lain. 5G Standalone Architecture dapat mendukung smart factory dengan mengintegrasikan berbagai perangkat dan proses yang dapat beroperasi secara otomatis, fleksibel, dan adaptif. 5G Standalone Architecture juga dapat meningkatkan kinerja dan keamanan peralatan dan pekerja di smart factory. Contoh negara yang sudah menggunakan 5G Standalone Architecture untuk smart factory adalah Finlandia, Swedia, dan Jepang.
•	Smart health care yang lebih akurat dan terjangkau, baik untuk keperluan diagnosis, pengobatan, pencegahan, dan lain-lain. 5G Standalone Architecture dapat mendukung smart health care dengan memfasilitasi pengiriman data dan layanan kesehatan yang lebih cepat dan andal, baik melalui telemedicine, remote surgery, wearable devices, atau artificial intelligence. 5G Standalone Architecture juga dapat memperluas cakupan dan variasi layanan kesehatan yang dapat diakses oleh masyarakat di smart health care. Contoh negara yang sudah menggunakan 5G Standalone Architecture untuk smart health care adalah Inggris, Kanada, dan Australia.

### 4.4 Perbandingan dan Transisi antara 5G NSA dan 5G SA
Berikut adalah perbandingan dan evaluasi arsitektur 5G NSA dan 5G SA dari berbagai perspektif :

1. Kinerja: 5G SA memiliki kinerja yang lebih baik daripada 5G NSA, karena dapat mendukung fitur-fitur 5G lainnya, seperti URLLC dan mMTC, yang membutuhkan latensi yang sangat rendah dan keandalan yang sangat tinggi. 5G SA juga dapat menggunakan sumber daya 5G secara optimal, tanpa perlu bergantung pada jaringan 4G untuk layanan kontrol. 5G NSA hanya dapat menyediakan eMBB dengan kecepatan dan kapasitas data yang lebih tinggi, tetapi masih memiliki keterbatasan dan inefisiensi yang berasal dari jaringan 4G.
2. Biaya: 5G NSA memiliki biaya yang lebih rendah daripada 5G SA, karena tidak perlu membangun jaringan inti 5G yang baru. 5G NSA dapat memanfaatkan infrastruktur 4G yang sudah ada, dan hanya perlu menambahkan jaringan 5G sebagai lapisan tambahan. 5G SA membutuhkan investasi yang lebih besar, karena harus membangun jaringan 5G yang baru dan independen, termasuk jaringan inti 5G yang memiliki fungsi-fungsi jaringan yang lebih kompleks dan canggih.
3. Fleksibilitas: 5G SA memiliki fleksibilitas yang lebih tinggi daripada 5G NSA, karena dapat menyesuaikan dan mengoptimalkan jaringan 5G sesuai dengan kebutuhan dan permintaan pengguna. 5G SA juga dapat mendukung berbagai skenario dan aplikasi 5G yang berbeda, baik untuk eMBB, URLLC, maupun mMTC. 5G NSA memiliki fleksibilitas yang lebih rendah, karena harus mengikuti standar dan protokol jaringan 4G yang sudah ditetapkan. 5G NSA juga hanya dapat mendukung skenario dan aplikasi 5G yang terbatas, yaitu eMBB.
4. Kompatibilitas: 5G NSA memiliki kompatibilitas yang lebih luas daripada 5G SA, karena dapat beroperasi di jaringan 4G dan 5G. 5G NSA dapat memastikan ketersediaan dan kontinuitas layanan 5G di daerah-daerah yang belum memiliki jaringan 5G, dengan beralih ke jaringan 4G. 5G NSA juga dapat mendukung perangkat-perangkat yang belum mendukung teknologi 5G secara penuh, dengan menggunakan jaringan 4G sebagai jembatan. 5G SA memiliki kompatibilitas yang lebih terbatas, karena hanya dapat beroperasi di jaringan 5G. 5G SA membutuhkan kesiapan dan penyebaran jaringan 5G yang lebih tinggi, serta perangkat-perangkat yang mendukung teknologi 5G secara penuh.

Transisi dari 5G NSA ke 5G SA dapat dilakukan dengan beberapa langkah, antara lain :

1. Melakukan peningkatan dan penyesuaian pada infrastruktur, perangkat, dan layanan 5G yang sudah ada, agar dapat mendukung jaringan inti 5G yang baru. Hal ini meliputi penggantian atau penambahan perangkat keras, perangkat lunak, dan protokol yang sesuai dengan standar 5G SA.
2. Melakukan pengujian dan verifikasi pada jaringan 5G SA yang baru, agar dapat memastikan kinerja, keamanan, dan kualitas jaringan 5G SA yang sesuai dengan harapan dan persyaratan. Hal ini meliputi pengujian fungsional, interoperabilitas, skalabilitas, dan reliabilitas jaringan 5G SA.
2. Melakukan peluncuran dan penyebaran jaringan 5G SA yang baru, secara bertahap dan terkontrol, agar dapat meminimalkan risiko dan gangguan pada layanan 5G yang sudah ada. Hal ini meliputi peluncuran jaringan 5G SA di daerah-daerah tertentu, dengan skala dan cakupan yang berbeda-beda, sesuai dengan kesiapan dan permintaan pasar.

Tantangan dan solusi yang ada dalam transisi dari 5G NSA ke 5G SA antara lain adalah :

1. Tantangan : Biaya investasi yang tinggi untuk membangun jaringan inti 5G yang baru, yang membutuhkan perangkat keras, perangkat lunak, dan sumber daya yang lebih canggih dan mahal. Solusi : Melakukan analisis dan perencanaan yang matang dan komprehensif, untuk menentukan kebutuhan, prioritas, dan anggaran yang sesuai dengan tujuan dan strategi bisnis. Melakukan kerjasama dan sinergi dengan pihak-pihak terkait, seperti regulator, vendor, mitra, dan pelanggan, untuk mendapatkan dukungan dan sumber daya yang dibutuhkan.
2. Tantangan : Kesiapan dan penyebaran jaringan 5G yang rendah, yang menyebabkan keterbatasan dan ketidakstabilan layanan 5G di beberapa daerah. Solusi : Melakukan peningkatan dan optimalisasi pada jaringan 4G yang sudah ada, untuk memastikan ketersediaan dan kontinuitas layanan 5G di daerah-daerah yang belum memiliki jaringan 5G. Melakukan penelitian dan pengembangan pada teknologi dan solusi 5G yang inovatif dan adaptif, untuk mengatasi tantangan dan memenuhi kebutuhan pasar yang beragam.
3. Tantangan : Kompatibilitas dan interoperabilitas perangkat dan layanan 5G yang kurang, yang menyebabkan kesulitan dan ketidaknyamanan bagi pengguna dan penyedia layanan 5G. Solusi : Melakukan standarisasi dan harmonisasi pada spektrum, protokol, dan fungsi jaringan 5G, untuk memastikan kinerja dan kualitas jaringan 5G yang konsisten dan andal. Melakukan edukasi dan sosialisasi pada masyarakat dan pemangku kepentingan, untuk meningkatkan kesadaran dan penerimaan terhadap manfaat dan dampak 5G.

Rekomendasi dan strategi yang dapat diambil oleh operator, regulator, dan pemangku kepentingan lainnya dalam transisi dari 5G NSA ke 5G SA antara lain adalah :

- Operator : Melakukan inovasi dan diferensiasi pada layanan 5G yang ditawarkan, untuk menarik dan mempertahankan pelanggan, serta meningkatkan pendapatan dan pangsa pasar. Melakukan kolaborasi dan integrasi dengan penyedia layanan dan solusi 5G lainnya, untuk menciptakan ekosistem 5G yang kuat dan kompetitif.
- Regulator : Melakukan regulasi dan kebijakan yang mendukung dan mendorong pengembangan dan penerapan 5G, baik dari sisi teknis, bisnis, maupun sosial. Melakukan alokasi dan pengelolaan spektrum frekuensi 5G yang efisien dan adil, untuk memastikan ketersediaan dan pemanfaatan sumber daya 5G yang optimal.
- Pemangku kepentingan lainnya : Melakukan partisipasi dan kontribusi pada pengembangan dan penerapan 5G, sesuai dengan kapasitas dan kompetensi masing-masing. Melakukan adaptasi dan transformasi pada proses dan model bisnis yang ada, untuk memanfaatkan peluang dan menghadapi tantangan yang ditimbulkan oleh 5G.

:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://tabloidpulsa.id/5g-nsa-sa-digest-oppo-a74-5g/
- https://www.5g-indonesia.com/2020/12/mengenal-5g-stand-alone-dan-non-stand-alone.html
- https://teknologi.bisnis.com/read/20200719/84/1268042/mau-tahu-ini-negara-negara-yang-sudah-implementasikan-5g
- https://www.telkomsel.com/about-us/blogs/potensi-pemanfaatan-teknologi-5g-untuk-transformasi-digitalisasi-industri-di
- https://infokomputer.grid.id/read/122537780/apa-saja-manfaat-implementasi-teknologi-jaringan-5g
- https://dte.telkomuniversity.ac.id/4-contoh-penerapan-teknologi-5g/
- https://inet.detik.com/telecommunication/d-5131233/perbedaan-jaringan-standalone-sa-dan-non-standalone-nsa-di-5g
:::
---

## 5. 5G Multiple Access
### 5.1 Pendahuluan
5G adalah teknologi seluler generasi kelima yang menawarkan kecepatan internet yang lebih tinggi, koneksi yang lebih konsisten, dan kapasitas yang lebih besar dibandingkan jaringan sebelumnya. 5G dapat mendukung berbagai aplikasi dan layanan seluler, seperti broadband seluler yang ditingkatkan (eMBB), komunikasi latensi rendah dan andal (URLLC), dan komunikasi tipe mesin masif (mMTC).

5G Multiple Access adalah teknik yang digunakan untuk membagi dan mengalokasikan sumber daya jaringan 5G, seperti spektrum frekuensi, waktu, kode, atau ruang, kepada banyak pengguna secara bersamaan. 5G Multiple Access bertujuan untuk meningkatkan efisiensi, kapasitas, kinerja, dan kualitas jaringan 5G, serta mendukung berbagai aplikasi dan layanan 5G

Konsep 5G Multiple Access adalah menggunakan prinsip ortogonalitas atau non-ortogonalitas untuk membedakan pengguna yang berbeda. Ortogonalitas berarti tidak ada interferensi antara pengguna, sedangkan non-ortogonalitas berarti ada interferensi antara pengguna. Ortogonalitas dapat dicapai dengan memisahkan pengguna di domain waktu, frekuensi, kode, atau ruang. Non-ortogonalitas dapat dicapai dengan memungkinkan pengguna berbagi domain yang sama dengan tingkat daya yang berbeda.
### 5.2 Klasifikasi 5G Multiple Access
1. Orthogonal Multiple Access (OMA) Techniques and Waveform Design : teknik-teknik yang menggunakan domain waktu, frekuensi, atau kode untuk memisahkan pengguna secara ortogonal, seperti OFDMA, SC-FDMA, DFT-s-OFDM, dan lain-lain. Desain gelombang adalah cara untuk menghasilkan sinyal yang sesuai dengan domain yang dipilih, seperti CP-OFDM, UF-OFDM, f-OFDM, WOLA, FBMC, dan GFDM.
2. Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Power Domain : teknik-teknik yang menggunakan domain daya untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, seperti power-domain NOMA, PD-NOMA, RS-NOMA, dan lain-lain. Teknik-teknik ini membutuhkan alokasi daya yang optimal dan penerima SIC untuk mengurangi interferensi.
3. Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Code and Other Domains : teknik-teknik yang menggunakan domain kode atau domain lain untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, seperti code-domain NOMA, SCMA, IDMA, LDS-CDMA, PDMA, IGMA, RSMA, dan RDMA. Teknik-teknik ini membutuhkan kode atau domain yang memiliki korelasi rendah dan penerima MUD untuk mengurangi interferensi.
4. Random Access Techniques for 5G Networks: teknik-teknik yang menggunakan domain acak untuk memungkinkan pengguna mengirim data tanpa alokasi sumber daya yang tetap atau koordinasi dengan pengguna lain, seperti CSMA, CSMA/CD, ALOHA, slotted ALOHA, dan LoRa. Teknik-teknik ini cocok untuk skenario mMTC yang membutuhkan konektivitas masif dan sporadis.

- OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain frekuensi untuk memisahkan pengguna secara ortogonal, yaitu tidak ada interferensi antara pengguna. OFDMA membagi spektrum frekuensi menjadi banyak sub-carrier yang saling ortogonal, dan mengalokasikan sub-carrier tersebut kepada pengguna sesuai dengan kebutuhan dan permintaan. OFDMA digunakan di downlink 5G.
- SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) adalah teknik yang mirip dengan OFDMA, tetapi menggunakan DFT (Discrete Fourier Transform) untuk menyebarkan sinyal input sebelum melakukan IFFT (Inverse Fast Fourier Transform). SC-FDMA memiliki PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) yang lebih rendah daripada OFDMA, sehingga lebih hemat daya dan cocok untuk uplink 5G.
- DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform-spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah nama lain dari SC-FDMA, yang menekankan pada proses penyebaran sinyal dengan DFT. DFT-s-OFDM juga dapat digunakan di downlink 5G untuk mengurangi PAPR.
- CP-OFDM (Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah teknik yang menambahkan prefiks siklik pada setiap simbol OFDM untuk mengurangi interferensi antar simbol (ISI) dan interferensi antar sub-carrier (ICI) yang disebabkan oleh kanal frekuensi selektif. CP-OFDM adalah teknik dasar yang digunakan di OFDMA dan SC-FDMA.
- UF-OFDM (Universal Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah teknik yang menggunakan filter pada setiap sub-carrier untuk mengurangi emisi di luar pita (OOBE) yang disebabkan oleh IFFT. UF-OFDM dapat meningkatkan efisiensi spektrum dan kompatibilitas dengan sistem lain. UF-OFDM dapat digunakan di downlink 5G.
- f-OFDM (Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah teknik yang menggunakan filter pada setiap sub-band untuk mengurangi OOBE yang disebabkan oleh IFFT. f-OFDM dapat mendukung multiplexing domain frekuensi antara layanan 5G yang berbeda, seperti eMBB, URLLC, dan mMTC. f-OFDM dapat digunakan di downlink 5G.
- WOLA (Weighted Overlap and Add) adalah teknik yang menggunakan jendela pada setiap simbol OFDM untuk mengurangi PAPR dan OOBE yang disebabkan oleh IFFT. WOLA dapat meningkatkan kinerja dan kualitas jaringan 5G. WOLA dapat digunakan di downlink 5G.
- FBMC (Filter Bank Multicarrier) adalah teknik yang menggunakan filter pada setiap sub-carrier untuk mengurangi OOBE dan ICI yang disebabkan oleh IFFT. FBMC tidak memerlukan CP, sehingga dapat meningkatkan efisiensi spektrum dan kinerja jaringan 5G. FBMC dapat digunakan di downlink 5G.
- GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing) adalah teknik yang menggunakan filter pada setiap sub-carrier dan sub-simbol untuk mengurangi OOBE dan ICI yang disebabkan oleh IFFT. GFDM dapat mendukung multiplexing domain waktu dan frekuensi antara pengguna dan layanan 5G yang berbeda. GFDM dapat digunakan di downlink 5G.
- NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain non-ortogonal untuk membedakan pengguna, yaitu ada interferensi antara pengguna. NOMA dapat meningkatkan kapasitas dan koneksi jaringan 5G. NOMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- PD-NOMA (Power Domain Non-Orthogonal Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain daya untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan tingkat daya yang berbeda. PD-NOMA membutuhkan alokasi daya yang optimal dan penerima SIC (Successive Interference Cancellation) untuk mengurangi interferensi. PD-NOMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- RS-NOMA (Rate-Splitting Non-Orthogonal Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain daya untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan tingkat daya yang berbeda. RS-NOMA membagi data pengguna menjadi dua bagian, yaitu data umum yang dapat diterima oleh semua pengguna, dan data pribadi yang hanya dapat diterima oleh pengguna tertentu. RS-NOMA dapat meningkatkan keadilan dan keandalan jaringan 5G. RS-NOMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- SCMA (Sparse Code Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. SCMA menggunakan kode yang jarang dan memiliki korelasi rendah, sehingga dapat mengurangi kompleksitas dan interferensi. SCMA membutuhkan penerima MPA (Message Passing Algorithm) untuk mengurangi interferensi. SCMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- IDMA (Interleave Division Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. IDMA menggunakan interleaver untuk membuat kode yang berbeda untuk setiap pengguna, sehingga dapat meningkatkan keadilan dan keandalan. IDMA membutuhkan penerima MUD (Multi-User Detection) untuk mengurangi interferensi. IDMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- LDS-CDMA (Low Density Signature Code Division Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. LDS-CDMA menggunakan kode yang jarang dan memiliki korelasi rendah, sehingga dapat mengurangi kompleksitas dan interferensi. LDS-CDMA membutuhkan penerima MUD untuk mengurangi interferensi. LDS-CDMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- PDMA (Pattern Division Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. PDMA menggunakan pola biner untuk membuat kode yang berbeda untuk setiap pengguna, sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan kapasitas. PDMA membutuhkan penerima MUD untuk mengurangi interferensi. PDMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- IGMA (Interleave Grid Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. IGMA menggunakan grid untuk membuat kode yang berbeda untuk setiap pengguna, sehingga dapat meningkatkan keadilan dan kinerja. IGMA membutuhkan penerima MUD untuk mengurangi interferensi. IGMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- RSMA (Resource Spread Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. RSMA menggunakan sumber daya yang tersebar untuk membuat kode yang berbeda untuk setiap pengguna, sehingga dapat meningkatkan fleksibilitas dan adaptabilitas. RSMA membutuhkan penerima MUD untuk mengurangi interferensi. RSMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.
- RDMA (Reconfigurable Division Multiple Access) adalah teknik yang menggunakan domain kode untuk membedakan pengguna secara non-ortogonal, yaitu pengguna berbagi sub-carrier yang sama dengan kode yang berbeda. RDMA menggunakan kode yang dapat dikonfigurasi ulang sesuai dengan kondisi kanal dan permintaan pengguna, sehingga dapat meningkatkan adaptabilitas dan kinerja. RDMA membutuhkan penerima MUD untuk mengurangi interferensi. RDMA dapat digunakan di uplink dan downlink 5G.


:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://collaborate.princeton.edu/en/publications/multiple-access-techniques-for-5g-wireless-networks-and-beyond
- https://arxiv.org/abs/2002.10732
- https://commsbrief.com/difference-between-ofdm-ofdma-and-sc-fdma-in-4g-lte/
- https://aws.amazon.com/id/what-is/5g/
- https://tekno.kompas.com/read/2020/09/18/12110077/jangan-salah-arti-ini-bedanya-jaringan-5g-dengan-wifi-5g
:::
---


## 6. 5G Frequency Spectrum
### 6.1 Pengertian dan Skenario Penggunaan
5G Frequency Spectrum adalah rentang frekuensi gelombang radio yang digunakan untuk teknologi 5G, yaitu jaringan seluler generasi kelima yang menawarkan kecepatan, kapasitas, dan latensi yang lebih tinggi daripada generasi sebelumnya. 5G Frequency Spectrum penting untuk teknologi 5G karena dapat mendukung berbagai skenario penggunaan yang berbeda, seperti Internet of Things (IoT), Enhanced Mobile Broadband (eMBB), dan Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC).

Skenario penggunaan 5G yang memerlukan akses ke berbagai band frekuensi adalah sebagai berikut :

1. IoT: IoT adalah konsep yang menghubungkan berbagai perangkat pintar, seperti sensor, kamera, kendaraan, dan lainnya, melalui internet. IoT memerlukan akses ke low-band spectrum, yaitu frekuensi di bawah 1 GHz, yang dapat menjangkau area yang lebih luas dan menembus dinding atau benda-benda lain. Low-band spectrum juga memiliki daya tahan baterai yang lebih lama, yang cocok untuk perangkat IoT yang tidak sering diisi ulang.
2. eMBB: eMBB adalah layanan yang menyediakan kecepatan data yang sangat tinggi dan kualitas video yang tinggi, seperti streaming video 4K atau 8K, virtual reality, atau augmented reality. eMBB memerlukan akses ke mid-band spectrum, yaitu frekuensi antara 1 GHz dan 6 GHz, yang dapat mengirim data dengan lebih cepat dan memiliki kapasitas yang lebih besar. Mid-band spectrum juga memiliki cakupan yang cukup baik, meskipun tidak sebaik low-band spectrum.
3. URLLC: URLLC adalah layanan yang membutuhkan latensi yang sangat rendah dan keandalan yang sangat tinggi, seperti kendaraan otonom, robotika, atau telemedisin. URLLC memerlukan akses ke high-band spectrum, yaitu frekuensi di atas 6 GHz, yang dapat mengurangi waktu respon dan meningkatkan presisi. High-band spectrum juga memiliki bandwidth yang sangat besar, yang dapat mendukung banyak perangkat secara bersamaan.

### 6.2 Tantangan dan Solusi
Tantangan dan solusi dalam mengimplementasikan 5G Frequency Spectrum adalah sebagai berikut :

1. Tantangan: Frekuensi yang lebih tinggi, seperti mmWave, memiliki panjang gelombang yang lebih pendek, yang berarti lebih mudah terhalang oleh benda-benda fisik, seperti bangunan, pepohonan, atau cuaca. Hal ini dapat mengurangi kualitas sinyal dan jangkauan 5G. Solusi: Teknik beamforming dapat digunakan untuk mengarahkan sinyal secara fokus dan adaptif kepada pengguna, sehingga mengurangi gangguan dan meningkatkan efisiensi. Teknik massive MIMO dapat digunakan untuk meningkatkan jumlah antena yang digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal, sehingga meningkatkan kapasitas dan kinerja. Teknik network slicing dapat digunakan untuk membagi jaringan menjadi beberapa segmen virtual yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan prioritas pengguna, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan keamanan.
2. Tantangan: Spektrum yang berlisensi, yaitu spektrum yang dialokasikan secara eksklusif kepada operator tertentu, memiliki ketersediaan dan biaya yang terbatas. Hal ini dapat menghambat pengembangan dan penyebaran 5G. Solusi: Spektrum yang tidak berlisensi, yaitu spektrum yang dapat digunakan secara bersama-sama oleh berbagai operator dan penyedia layanan, dapat digunakan untuk melengkapi spektrum yang berlisensi. Spektrum yang tidak berlisensi dapat meningkatkan pilihan dan ketersediaan bagi pengguna, serta mengurangi biaya dan kompleksitas bagi operator. Contoh spektrum yang tidak berlisensi adalah Wi-Fi, Bluetooth, atau LTE-U.

### 6.3 Low-band Spectrum
1. Karakteristik dan keuntungan dari low-band spectrum, yaitu frekuensi di bawah 1 GHz, adalah sebagai berikut : 

- Karakteristik: Low-band spectrum memiliki panjang gelombang yang lebih panjang, yang berarti dapat menjangkau area yang lebih luas dan menembus dinding atau benda-benda lain. Low-band spectrum juga memiliki daya tahan baterai yang lebih lama, yang cocok untuk perangkat yang tidak sering diisi ulang.
- Keuntungan: Low-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan cakupan 5G yang lebih luas dan lebih andal, terutama di daerah pedesaan atau perkotaan yang padat. Low-band spectrum juga dapat digunakan untuk mendukung layanan IoT yang membutuhkan konektivitas yang hemat energi dan berbiaya rendah.

2. Contoh penggunaan low-band spectrum untuk 5G, seperti cakupan indoor dan lebih luas, adalah sebagai berikut : 

- Cakupan indoor: Low-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan sinyal 5G yang kuat dan stabil di dalam gedung, rumah, atau tempat-tempat tertutup lainnya, yang sering mengalami masalah dengan sinyal yang lemah atau terputus. Low-band spectrum dapat meningkatkan pengalaman pengguna dalam mengakses layanan 5G, seperti video call, streaming, atau gaming.
- Cakupan lebih luas: Low-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan sinyal 5G yang dapat menjangkau area yang lebih luas, seperti daerah pedesaan, pegunungan, atau pulau-pulau terpencil, yang sering mengalami masalah dengan ketersediaan atau kualitas sinyal. Low-band spectrum dapat meningkatkan akses dan inklusi digital bagi masyarakat yang tinggal di daerah-daerah tersebut, serta mendukung layanan 5G yang membutuhkan cakupan yang luas, seperti smart agriculture, smart city, atau disaster management.

3. Contoh band frekuensi low-band yang digunakan oleh berbagai negara dan operator, seperti 700 MHz, adalah sebagai berikut:

- 700 MHz: Band frekuensi 700 MHz adalah salah satu band frekuensi low-band yang paling populer dan diminati untuk 5G, karena memiliki cakupan yang luas, penetrasi yang baik, dan kapasitas yang cukup. Band frekuensi 700 MHz telah digunakan oleh berbagai negara dan operator untuk meluncurkan layanan 5G, seperti Jepang, Korea Selatan, Australia, Selandia Baru, Singapura, Thailand, Filipina, Brasil, Meksiko, Kanada, dan AS .
- 800 MHz: Band frekuensi 800 MHz adalah band frekuensi low-band lainnya yang digunakan untuk 5G, terutama di Eropa. Band frekuensi 800 MHz memiliki karakteristik yang mirip dengan band frekuensi 700 MHz, tetapi memiliki spektrum yang lebih sempit. Band frekuensi 800 MHz telah digunakan oleh berbagai negara dan operator untuk meluncurkan layanan 5G, seperti Jerman, Prancis, Italia, Spanyol, Inggris, Irlandia, Belanda, Belgia, dan Swedia .
- 900 MHz: Band frekuensi 900 MHz adalah band frekuensi low-band lainnya yang digunakan untuk 5G, terutama di Asia. Band frekuensi 900 MHz memiliki karakteristik yang mirip dengan band frekuensi 700 MHz dan 800 MHz, tetapi memiliki spektrum yang lebih lebar. Band frekuensi 900 MHz telah digunakan oleh berbagai negara dan operator untuk meluncurkan layanan 5G, seperti China, India, Indonesia, Malaysia, dan Vietnam .

### 6.4 Mid-band Spectrum
1. Karakteristik dan keuntungan dari mid-band spectrum, yaitu frekuensi antara 1 GHz dan 6 GHz, adalah sebagai berikut :
- Karakteristik: Mid-band spectrum memiliki panjang gelombang yang sedang, yang berarti dapat mengirim data dengan lebih cepat dan memiliki kapasitas yang lebih besar daripada low-band spectrum. Mid-band spectrum juga memiliki cakupan yang cukup baik, meskipun tidak sebaik low-band spectrum.
- Keuntungan: Mid-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan layanan 5G yang menawarkan kecepatan dan kualitas data yang tinggi, seperti streaming video 4K atau 8K, virtual reality, atau augmented reality. Mid-band spectrum juga dapat digunakan untuk mendukung layanan 5G yang membutuhkan kapasitas dan densitas yang besar, seperti smart city, smart factory, atau smart campus.

2. Contoh penggunaan mid-band spectrum untuk 5G, seperti cakupan dan kapasitas, adalah sebagai berikut :
- Cakupan : Mid-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan sinyal 5G yang dapat menjangkau area yang cukup luas, seperti daerah perkotaan, pinggiran kota, atau daerah suburban, yang memiliki banyak pengguna dan permintaan data. Mid-band spectrum dapat meningkatkan ketersediaan dan konsistensi sinyal 5G di daerah-daerah tersebut, serta mengurangi biaya infrastruktur.
- Kapasitas : Mid-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan sinyal 5G yang dapat mengirim data dengan lebih cepat dan memiliki kapasitas yang lebih besar, yang dapat mendukung banyak perangkat dan aplikasi secara bersamaan. Mid-band spectrum dapat meningkatkan pengalaman pengguna dalam mengakses layanan 5G yang membutuhkan bandwidth dan throughput yang tinggi, seperti gaming, cloud computing, atau artificial intelligence.

3. Contoh band frekuensi mid-band yang digunakan oleh berbagai negara dan operator, seperti C-band, adalah sebagai berikut :
- C-band : Band frekuensi C-band adalah band frekuensi mid-band yang paling umum dan populer untuk 5G, karena memiliki spektrum yang luas, kecepatan yang tinggi, dan kapasitas yang besar. Band frekuensi C-band mencakup frekuensi antara 3 GHz dan 6 GHz, yang sebagian sudah digunakan oleh standar sebelumnya. Band frekuensi C-band telah digunakan oleh berbagai negara dan operator untuk meluncurkan layanan 5G, seperti AS, Cina, Korea Selatan, Jepang, Australia, Selandia Baru, Singapura, Thailand, Filipina, Brasil, Meksiko, Kanada, dan Eropa .
- 2.5 GHz : Band frekuensi 2.5 GHz adalah band frekuensi mid-band lainnya yang digunakan untuk 5G, terutama di AS. Band frekuensi 2.5 GHz memiliki karakteristik yang mirip dengan band frekuensi C-band, tetapi memiliki spektrum yang lebih sempit. Band frekuensi 2.5 GHz telah digunakan oleh operator Sprint, yang kemudian bergabung dengan T-Mobile, untuk meluncurkan layanan 5G di AS .
- 3.5 GHz : Band frekuensi 3.5 GHz adalah band frekuensi mid-band lainnya yang digunakan untuk 5G, terutama di Asia dan Eropa. Band frekuensi 3.5 GHz memiliki karakteristik yang mirip dengan band frekuensi C-band, tetapi memiliki spektrum yang lebih lebar. Band frekuensi 3.5 GHz telah digunakan oleh berbagai negara dan operator untuk meluncurkan layanan 5G, seperti Cina, India, Indonesia, Malaysia, Vietnam, Jerman, Prancis, Italia, Spanyol, Inggris, Irlandia, Belanda, Belgia, dan Swedia .

### 6.5 High-band Spectrum
1. Karakteristik dan keuntungan dari high-band spectrum, yaitu frekuensi di atas 6 GHz, adalah sebagai berikut : 

- Karakteristik: High-band spectrum memiliki panjang gelombang yang sangat pendek, yang berarti dapat mengurangi waktu respon dan meningkatkan presisi. High-band spectrum juga memiliki bandwidth yang sangat besar, yang dapat mendukung banyak perangkat dan aplikasi secara bersamaan.
- Keuntungan: High-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan layanan 5G yang menawarkan kecepatan dan kualitas data yang sangat tinggi, seperti gigabit per second atau terabit per second. High-band spectrum juga dapat digunakan untuk mendukung layanan 5G yang membutuhkan latensi yang sangat rendah dan keandalan yang sangat tinggi, seperti kendaraan otonom, robotika, atau telemedisin.

2. Contoh penggunaan high-band spectrum untuk 5G, seperti area dengan kebutuhan bandwidth tinggi, adalah sebagai berikut : 

Area dengan kebutuhan bandwidth tinggi: High-band spectrum dapat digunakan untuk menyediakan sinyal 5G yang dapat mengirim data dengan sangat cepat dan memiliki kapasitas yang sangat besar, yang cocok untuk area dengan kepadatan pengguna dan permintaan data yang tinggi, seperti stadion, bandara, atau pusat perbelanjaan. High-band spectrum dapat meningkatkan pengalaman pengguna dalam mengakses layanan 5G yang membutuhkan bandwidth dan throughput yang sangat tinggi, seperti streaming video 8K, virtual reality, atau augmented reality.

3. Contoh band frekuensi high-band yang digunakan oleh berbagai negara dan operator, seperti mmWave, adalah sebagai berikutv : 

mmWave: Band frekuensi mmWave adalah band frekuensi high-band yang paling umum dan populer untuk 5G, karena memiliki spektrum yang sangat luas, kecepatan yang sangat tinggi, dan latensi yang sangat rendah. Band frekuensi mmWave mencakup frekuensi antara 24 GHz dan 52 GHz, yang merupakan frekuensi baru yang belum banyak dieksplorasi. Band frekuensi mmWave telah digunakan oleh berbagai negara dan operator untuk meluncurkan layanan 5G, seperti AS, Korea Selatan, Jepang, Australia, Selandia Baru, Singapura, Thailand, Filipina, Brasil, Meksiko, Kanada, dan Eropa.

### 6.6 Teknik-teknik 5G Frequency Spectrum
1. Teknik-teknik yang digunakan untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi 5G Frequency Spectrum, seperti beamforming, massive MIMO, dan network slicing, adalah sebagai berikut :

- Beamforming: Beamforming adalah teknik yang mengarahkan sinyal secara fokus dan adaptif kepada pengguna, sehingga mengurangi gangguan dan meningkatkan efisiensi. Beamforming dapat digunakan untuk frekuensi tinggi, menengah, dan rendah, tetapi lebih efektif untuk frekuensi tinggi, seperti mmWave, yang lebih mudah terhalang oleh benda-benda fisik.
- Massive MIMO: Massive MIMO adalah teknik yang meningkatkan jumlah antena yang digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal, sehingga meningkatkan kapasitas dan kinerja. Massive MIMO dapat digunakan untuk frekuensi menengah dan tinggi, tetapi lebih efektif untuk frekuensi menengah, seperti C-band, yang memiliki spektrum yang luas.
- Network slicing: Network slicing adalah teknik yang membagi jaringan menjadi beberapa segmen virtual yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan prioritas pengguna, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan keamanan. Network slicing dapat digunakan untuk semua frekuensi, tetapi lebih efektif untuk frekuensi rendah, seperti 700 MHz, yang memiliki cakupan yang luas.

2. Contoh penerapan teknik-teknik tersebut dalam skenario penggunaan 5G yang berbeda, adalah sebagai berikut :

- Beamforming: Beamforming dapat digunakan untuk skenario penggunaan 5G yang membutuhkan latensi yang sangat rendah dan keandalan yang sangat tinggi, seperti kendaraan otonom, robotika, atau telemedisin. Beamforming dapat mengirim sinyal yang lebih fokus dan presisi kepada perangkat yang bergerak, sehingga mengurangi waktu respon dan meningkatkan akurasi.
- Massive MIMO: Massive MIMO dapat digunakan untuk skenario penggunaan 5G yang membutuhkan kapasitas dan densitas yang besar, seperti smart city, smart factory, atau smart campus. Massive MIMO dapat mengirim dan menerima data dari banyak perangkat dan aplikasi secara bersamaan, sehingga meningkatkan kecepatan dan kualitas data.
- Network slicing: Network slicing dapat digunakan untuk skenario penggunaan 5G yang membutuhkan konektivitas yang hemat energi dan berbiaya rendah, seperti Internet of Things (IoT). Network slicing dapat menyediakan segmen jaringan yang sesuai dengan karakteristik dan persyaratan perangkat IoT, seperti daya tahan baterai, keamanan, atau frekuensi.

3. Tantangan dan peluang dalam mengembangkan dan mengadopsi teknik-teknik tersebut, adalah sebagai berikut :

- Tantangan: Teknik-teknik tersebut memerlukan investasi yang besar, baik dari sisi infrastruktur, perangkat, maupun regulasi. Teknik-teknik tersebut juga memerlukan koordinasi dan standarisasi yang baik, baik antara operator, penyedia layanan, maupun pihak-pihak lain yang terlibat. Teknik-teknik tersebut juga memerlukan pengetahuan dan keterampilan yang tinggi, baik dari sisi teknis, manajemen, maupun pengguna.
- Peluang: Teknik-teknik tersebut dapat memberikan manfaat yang besar, baik dari sisi kinerja, efisiensi, maupun pengalaman pengguna. Teknik-teknik tersebut dapat mendukung berbagai skenario penggunaan 5G yang beragam, baik untuk konsumen, bisnis, maupun pemerintah. Teknik-teknik tersebut juga dapat membuka peluang baru, baik dari sisi inovasi, kolaborasi, maupun inklusi digital.


:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://www.5g-indonesia.com/2021/01/jenis-spectrum-band-dalam-jaringan-5g.html
- https://www.lifewire.com/5g-spectrum-frequencies-4579825
- https://www.nokia.com/thought-leadership/articles/spectrum-bands-5g-world/
- https://www.gsma.com/spectrum/wp-content/uploads/2022/07/5GmmWave_infographic.pdf
- https://www.academia.edu/38038135/Rekomendasi_ITU_Pada_Alokasi_Spektrum_5G_di_Indonesia
- https://www.everythingrf.com/community/5g-frequency-spectrum-in-indonesia
:::
---

## 7. 5G Numerology
### 7.1 Pendahuluan
5G Numerology adalah sistem yang mengatur parameter-parameter dasar dari sinyal 5G, seperti subcarrier spacing, symbol time, cyclic prefix, dan slot. 5G Numerology penting untuk teknologi 5G karena dapat menyesuaikan sinyal 5G dengan berbagai skenario penggunaan, frekuensi, dan kondisi saluran, sehingga meningkatkan kinerja, efisiensi, dan fleksibilitas 5G.


Konsep dasar dari 5G Numerology, seperti subcarrier spacing, symbol time, cyclic prefix, dan slot, adalah sebagai berikut :

- Subcarrier spacing: Subcarrier spacing adalah jarak antara dua subcarrier yang berdekatan dalam domain frekuensi. Subcarrier spacing menentukan kecepatan dan kapasitas data yang dapat dikirim oleh sinyal 5G. Subcarrier spacing yang lebih besar dapat mengirim data dengan lebih cepat, tetapi juga lebih rentan terhadap gangguan frekuensi.
- Symbol time: Symbol time adalah durasi dari satu symbol dalam domain waktu. Symbol time menentukan latensi dan robustness dari sinyal 5G. Symbol time yang lebih pendek dapat mengurangi waktu respon, tetapi juga lebih rentan terhadap gangguan waktu.
- Cyclic prefix: Cyclic prefix adalah bagian dari symbol yang diulang di awal dan akhir symbol. Cyclic prefix digunakan untuk mengurangi efek dari multipath fading, yaitu fenomena di mana sinyal 5G terpantul oleh benda-benda fisik dan tiba di penerima dengan delay yang berbeda-beda. Cyclic prefix yang lebih panjang dapat meningkatkan robustness dari sinyal 5G, tetapi juga mengurangi efisiensi spektral.
- Slot: Slot adalah unit waktu yang terdiri dari beberapa symbol. Slot digunakan untuk mengatur alokasi sumber daya dan transmisi data antara pengirim dan penerima. Slot yang lebih pendek dapat meningkatkan fleksibilitas dan granularitas dari sinyal 5G, tetapi juga meningkatkan overhead dan kompleksitas.



Formula untuk menghitung subcarrier spacing dan slot length berdasarkan numerology index, adalah sebagai berikut :

Subcarrier spacing: Subcarrier spacing dapat dihitung dengan rumus berikut:
delta f
Δf=2μ×15 kHz
Di mana μ adalah numerology index, yaitu bilangan bulat yang menunjukkan jenis numerology yang digunakan. Nilai μ yang digunakan untuk 5G adalah 0, 1, 2, 3, dan 4.

Slot length: Slot length dapat dihitung dengan rumus berikut:

Tslot​=ΔfNslot​​
Di mana Nslot​ adalah jumlah symbol per slot, yang bergantung pada jenis cyclic prefix yang digunakan. Nilai Nslot​ yang digunakan untuk 5G adalah 14 untuk normal CP dan 12 untuk extended CP.

### 7.2 Numerology Index dan Subcarrier Spacing
1. Numerology index dan subcarrier spacing yang digunakan untuk 5G, yaitu 0, 1, 2, 3, dan 4, adalah sebagai berikut : 

![Screenshot (422)](https://hackmd.io/_uploads/SJMk-l7ja.png)

Numerology index adalah bilangan bulat yang menunjukkan jenis numerology yang digunakan untuk sinyal 5G. Subcarrier spacing adalah jarak antara dua subcarrier yang berdekatan dalam domain frekuensi.

2. Karakteristik dan keuntungan dari setiap numerology index dan subcarrier spacing, seperti cakupan, kapasitas, latensi, dan bandwidth, adalah sebagai berikut : 
![Screenshot (423)](https://hackmd.io/_uploads/SJgSbemop.png)

3. Contoh penggunaan setiap numerology index dan subcarrier spacing untuk skenario penggunaan 5G yang berbeda, seperti eMBB, URLLC, dan mMTC, adalah sebagai berikut : 
![Screenshot (424)](https://hackmd.io/_uploads/HkCqWeQi6.png)


### 7.3 Multiplexing Numerology
Multiplexing numerology yang digunakan untuk 5G, yaitu cara untuk menggabungkan numerology yang berbeda pada frekuensi yang sama, adalah sebagai berikut :
1. Multiplexing numerology adalah teknik yang memungkinkan penggunaan numerology yang berbeda pada frekuensi yang sama, dengan membagi frekuensi menjadi beberapa bagian yang disebut bandwidth part (BWP). Setiap BWP dapat memiliki numerology index dan subcarrier spacing yang berbeda, sesuai dengan kebutuhan dan kondisi pengguna.
2. Multiplexing numerology dapat dilakukan baik pada sisi uplink (UL) maupun downlink (DL), dengan menggunakan teknik yang disebut carrier aggregation (CA) atau dual connectivity (DC). CA adalah teknik yang menggabungkan beberapa BWP pada frekuensi yang sama atau berbeda, untuk meningkatkan bandwidth dan kapasitas. DC adalah teknik yang menghubungkan pengguna dengan dua atau lebih jaringan yang berbeda, untuk meningkatkan ketersediaan dan keandalan.

Karakteristik dan keuntungan dari multiplexing numerology, seperti diversitas, adaptivitas, dan kompatibilitas, adalah sebagai berikut :

- Diversitas: Multiplexing numerology dapat mendukung berbagai skenario penggunaan 5G yang berbeda, seperti eMBB, URLLC, dan mMTC, dengan menyediakan numerology yang sesuai dengan cakupan, kapasitas, latensi, dan bandwidth yang dibutuhkan. Multiplexing numerology juga dapat mendukung berbagai frekuensi 5G yang berbeda, seperti low-band, mid-band, dan high-band, dengan menyediakan numerology yang sesuai dengan karakteristik dan keuntungan masing-masing frekuensi.
- Adaptivitas: Multiplexing numerology dapat menyesuaikan numerology yang digunakan sesuai dengan kondisi saluran yang berubah-ubah, seperti multipath fading, delay spread, doppler shift, atau interferensi. Multiplexing numerology juga dapat menyesuaikan numerology yang digunakan sesuai dengan permintaan dan prioritas pengguna yang berubah-ubah, seperti kecepatan, kualitas, atau latensi.
- Kompatibilitas: Multiplexing numerology dapat meningkatkan kompatibilitas antara 5G dan standar sebelumnya, seperti 4G atau 3G, dengan menyediakan numerology yang sesuai dengan subcarrier spacing yang digunakan oleh standar sebelumnya. Multiplexing numerology juga dapat meningkatkan kompatibilitas antara 5G dan teknologi lain, seperti Wi-Fi atau Bluetooth, dengan menyediakan numerology yang sesuai dengan spektrum yang digunakan oleh teknologi lain.

Contoh penggunaan multiplexing numerology untuk mendukung layanan dan pengguna yang beragam, seperti bandwidth part, carrier aggregation, dan dual connectivity, adalah sebagai berikut : 

1. Bandwidth part: Bandwidth part adalah bagian dari frekuensi yang memiliki numerology yang berbeda. Bandwidth part dapat digunakan untuk mendukung layanan dan pengguna yang beragam, dengan menyediakan numerology yang sesuai dengan kebutuhan dan kondisi masing-masing. Contoh penggunaan bandwidth part adalah sebagai berikut:
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan eMBB, seperti streaming video 4K, dapat menggunakan bandwidth part yang memiliki numerology index 1 dan subcarrier spacing 30 kHz, untuk mendapatkan kecepatan dan kualitas data yang tinggi.
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan URLLC, seperti kendaraan otonom, dapat menggunakan bandwidth part yang memiliki numerology index 3 dan subcarrier spacing 120 kHz, untuk mendapatkan latensi dan keandalan yang sangat rendah.
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan mMTC, seperti smart meter, dapat menggunakan bandwidth part yang memiliki numerology index 0 dan subcarrier spacing 15 kHz, untuk mendapatkan cakupan yang luas dan hemat energi.

2. Carrier aggregation: Carrier aggregation adalah teknik yang menggabungkan beberapa bandwidth part pada frekuensi yang sama atau berbeda, untuk meningkatkan bandwidth dan kapasitas. Carrier aggregation dapat digunakan untuk mendukung layanan dan pengguna yang beragam, dengan menyediakan bandwidth yang sesuai dengan permintaan dan prioritas masing-masing. Contoh penggunaan carrier aggregation adalah sebagai berikut:
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan eMBB, seperti gaming, dapat menggunakan carrier aggregation yang menggabungkan beberapa bandwidth part pada frekuensi mid-band, seperti C-band, untuk mendapatkan bandwidth dan throughput yang sangat tinggi.
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan URLLC, seperti telemedisin, dapat menggunakan carrier aggregation yang menggabungkan beberapa bandwidth part pada frekuensi high-band, seperti mmWave, untuk mendapatkan kecepatan dan presisi yang sangat tinggi.
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan mMTC, seperti smart city, dapat menggunakan carrier aggregation yang menggabungkan beberapa bandwidth part pada frekuensi low-band, seperti 700 MHz, untuk mendapatkan cakupan yang luas dan berbiaya rendah.

3. Dual connectivity: Dual connectivity adalah teknik yang menghubungkan pengguna dengan dua atau lebih jaringan yang berbeda, untuk meningkatkan ketersediaan dan keandalan. Dual connectivity dapat digunakan untuk mendukung layanan dan pengguna yang beragam, dengan menyediakan koneksi yang sesuai dengan kondisi dan persyaratan masing-masing. Contoh penggunaan dual connectivity adalah sebagai berikut:
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan eMBB, seperti cloud computing, dapat menggunakan dual connectivity yang menghubungkan pengguna dengan jaringan 5G dan jaringan Wi-Fi, untuk mendapatkan koneksi yang lebih cepat dan stabil.
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan URLLC, seperti smart factory, dapat menggunakan dual connectivity yang menghubungkan pengguna dengan jaringan 5G dan jaringan 4G, untuk mendapatkan koneksi yang lebih andal dan redundan.
- Seorang pengguna yang ingin mengakses layanan mMTC, seperti smart agriculture, dapat menggunakan dual connectivity yang menghubungkan pengguna dengan jaringan 5G dan jaringan 3G, untuk mendapatkan koneksi yang lebih luas dan hemat energi.


:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://edadocs.software.keysight.com/kkbopen/5g-flexible-numerology-what-is-it-why-should-you-care-598781627.html
- https://www.3g4g.co.uk/Training/beginners0014.pdf
- https://ieeexplore.ieee.org/document/9163767/
- https://apistraining.com/5g-numerology/
:::
---

## 8. 5G Service-based Architecture
### 8.1 Pengertian, Konsep Dasar, dan Komponen Utama
5G Service-based Architecture (SBA) adalah arsitektur jaringan 5G yang berbasis layanan, yang terdiri dari sekumpulan Network Function (NF) yang saling terhubung dan berinteraksi melalui Service-based Interface (SBI). 5G SBA penting untuk teknologi 5G karena dapat meningkatkan kinerja, efisiensi, dan fleksibilitas jaringan 5G, serta mendukung berbagai skenario penggunaan, frekuensi, dan kondisi saluran.

Konsep dasar dari 5G SBA, yaitu Network Function (NF), Service-based Interface (SBI), dan Network Repository Function (NRF), adalah sebagai berikut :
- Network Function (NF): NF adalah perangkat lunak yang menyediakan dan mengonsumsi layanan melalui API. NF dapat berperan sebagai service producer atau service consumer, tergantung pada kebutuhan dan kondisi. NF dapat bersifat modular, skalabel, fleksibel, dan interoperabel.
- Service-based Interface (SBI): SBI adalah antarmuka yang digunakan oleh NF untuk berkomunikasi dengan NF lain. SBI menggunakan protokol web yang matang dan terstandar, seperti HTTP/2 atau QUIC. SBI memungkinkan pertukaran data dan kontrol antara NF secara efisien dan aman.
- Network Repository Function (NRF): NRF adalah fungsi yang menyimpan dan menyediakan informasi tentang NF dan layanannya. NRF digunakan oleh NF lain untuk menemukan dan berlangganan NF yang dibutuhkan. NRF mendukung proses service discovery, yang meliputi registrasi, pencarian, notifikasi, dan pembaruan.

Komponen-komponen utama dari 5G SBA, seperti Access and Mobility Management Function (AMF), Session Management Function (SMF), User Plane Function (UPF), dan lain-lain, adalah sebagai berikut :
- Access and Mobility Management Function (AMF): AMF adalah NF yang bertanggung jawab untuk mengelola akses dan mobilitas pengguna. AMF melakukan fungsi-fungsi seperti autentikasi, autorisasi, pendaftaran, deregistrasi, handover, paging, dan lain-lain.
- Session Management Function (SMF): SMF adalah NF yang bertanggung jawab untuk mengelola sesi data pengguna. SMF melakukan fungsi-fungsi seperti alokasi alamat IP, pemilihan UPF, pengaturan QoS, pengaturan PCC, dan lain-lain.
- User Plane Function (UPF): UPF adalah NF yang bertanggung jawab untuk mengirim dan menerima data pengguna. UPF melakukan fungsi-fungsi seperti routing, forwarding, buffering, fragmentasi, enkapsulasi, dan lain-lain.
- Selain itu, ada juga NF lain yang mendukung 5G SBA, seperti Authentication Server Function (AUSF), Unified Data Management (UDM), Policy Control Function (PCF), Network Slice Selection Function (NSSF), Network Exposure Function (NEF), Application Function (AF), dan lain-lain.

### 8.2 Network Function dan Service-based Interface
Network Function (NF) dan Service-based Interface (SBI) yang digunakan untuk 5G SBA, yaitu perangkat lunak yang menyediakan dan mengonsumsi layanan melalui API, adalah sebagai berikut :
- Network Function (NF): NF adalah perangkat lunak yang menyediakan fungsi-fungsi jaringan tertentu, seperti akses, mobilitas, sesi, data, kebijakan, atau eksposur. NF dapat berperan sebagai service producer, yaitu NF yang menawarkan layanan kepada NF lain, atau service consumer, yaitu NF yang meminta layanan dari NF lain. NF dapat berjalan di atas platform virtual atau fisik, dan dapat berlokasi di mana saja di jaringan .
- Service-based Interface (SBI): SBI adalah antarmuka yang digunakan oleh NF untuk berkomunikasi dengan NF lain. SBI menggunakan protokol web yang matang dan terstandar, seperti HTTP/2 atau QUIC. SBI memungkinkan pertukaran data dan kontrol antara NF secara efisien dan aman. SBI juga mendukung mekanisme asinkron, seperti notifikasi atau callback .

Karakteristik dan keuntungan dari NF dan SBI, seperti modularitas, skalabilitas, fleksibilitas, dan interoperabilitas, adalah sebagai berikut :
- Modularitas: NF dan SBI dapat memecah fungsi-fungsi jaringan yang kompleks menjadi modul-modul yang lebih sederhana dan independen, yang dapat dikembangkan, dikelola, dan diperbarui secara terpisah. Hal ini dapat meningkatkan kualitas, kecepatan, dan efisiensi dari pengembangan dan pengoperasian jaringan .
- Skalabilitas: NF dan SBI dapat menyesuaikan jumlah dan ukuran dari sumber daya yang digunakan sesuai dengan permintaan dan beban yang berubah-ubah, baik secara horizontal maupun vertikal. Hal ini dapat meningkatkan kinerja, reliabilitas, dan hemat biaya dari jaringan .
- Fleksibilitas: NF dan SBI dapat menyesuaikan fungsi-fungsi jaringan yang digunakan sesuai dengan kebutuhan dan prioritas pengguna, baik secara statis maupun dinamis. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman, kustomisasi, dan optimisasi dari jaringan .
- Interoperabilitas: NF dan SBI dapat berinteraksi dengan NF lain yang menggunakan protokol dan standar yang sama, tanpa memerlukan adaptasi atau konversi. Hal ini dapat meningkatkan kompatibilitas, kolaborasi, dan inklusi dari jaringan .

Contoh NF dan SBI yang digunakan untuk 5G SBA, seperti Authentication Server Function (AUSF), Unified Data Management (UDM), Policy Control Function (PCF), dan lain-lain, adalah sebagai berikut :
- Authentication Server Function (AUSF): AUSF adalah NF yang menyediakan layanan autentikasi kepada NF lain, seperti AMF atau SMF. AUSF menggunakan SBI untuk menerima permintaan autentikasi, mengirimkan permintaan verifikasi, dan mengirimkan hasil autentikasi .
- Unified Data Management (UDM): UDM adalah NF yang menyediakan layanan manajemen data kepada NF lain, seperti AMF, SMF, AUSF, atau PCF. UDM menggunakan SBI untuk menerima permintaan data, mengakses data dari database, dan mengirimkan data yang diminta .
- Policy Control Function (PCF): PCF adalah NF yang menyediakan layanan pengaturan kebijakan kepada NF lain, seperti SMF, AF, atau NEF. PCF menggunakan SBI untuk menerima permintaan kebijakan, mengirimkan permintaan informasi, dan mengirimkan kebijakan yang ditetapkan .
- Selain itu, ada juga NF lain yang menggunakan SBI untuk berkomunikasi dengan NF lain, seperti AMF, SMF, UPF, NSSF, NEF, AF, dan lain-lain .

### 8.3 Network Repository Function dan Service Discovery
Network Repository Function (NRF) dan service discovery yang digunakan untuk 5G SBA, yaitu fungsi yang menyimpan dan menyediakan informasi tentang NF dan layanannya, adalah sebagai berikut :
- Network Repository Function (NRF) : NRF adalah NF yang bertugas untuk menyimpan dan menyediakan informasi tentang NF dan layanannya kepada NF lain. Informasi yang disimpan oleh NRF meliputi identitas, lokasi, status, kapabilitas, dan ketersediaan NF dan layanannya. NRF juga bertugas untuk mengatur akses dan otorisasi antara NF dan layanannya.
- Service discovery : Service discovery adalah proses di mana NF mencari dan menemukan NF dan layanan yang dibutuhkan melalui NRF. Service discovery melibatkan beberapa langkah, seperti registrasi, pencarian, notifikasi, dan pembaruan12. Service discovery memungkinkan NF untuk beradaptasi dengan perubahan kondisi dan permintaan jaringan.

Karakteristik dan keuntungan dari NRF dan service discovery, seperti ketersediaan, efisiensi, dan adaptivitas, adalah sebagai berikut :
- Ketersediaan : NRF dan service discovery dapat meningkatkan ketersediaan jaringan 5G, dengan menyediakan informasi yang akurat dan terbaru tentang NF dan layanannya. Hal ini dapat membantu NF untuk menemukan dan menggunakan NF dan layanan yang tersedia, serta menghindari NF dan layanan yang tidak tersedia atau bermasalah.
- Efisiensi : NRF dan service discovery dapat meningkatkan efisiensi jaringan 5G, dengan menyediakan informasi yang relevan dan spesifik tentang NF dan layanannya. Hal ini dapat membantu NF untuk memilih dan menggunakan NF dan layanan yang sesuai dengan kebutuhan dan prioritasnya, serta mengurangi redundansi dan overhead.
- Adaptivitas: NRF dan service discovery dapat meningkatkan adaptivitas jaringan 5G, dengan menyediakan informasi yang dinamis dan fleksibel tentang NF dan layanannya. Hal ini dapat membantu NF untuk menyesuaikan dan mengubah NF dan layanan yang digunakan sesuai dengan kondisi dan permintaan jaringan yang berubah-ubah.

Contoh proses service discovery yang digunakan untuk 5G SBA, seperti registrasi, pencarian, notifikasi, dan pembaruan, adalah sebagai berikut :
- Registrasi: Registrasi adalah langkah pertama dari service discovery, di mana NF yang baru bergabung dengan jaringan 5G harus mendaftarkan diri dan layanannya ke NRF. NF harus mengirimkan informasi tentang identitas, lokasi, status, kapabilitas, dan ketersediaan NF dan layanannya ke NRF melalui SBI. NRF kemudian akan menyimpan dan mengindeks informasi tersebut di dalam repositorinya.
- Pencarian: Pencarian adalah langkah kedua dari service discovery, di mana NF yang membutuhkan NF atau layanan tertentu harus mencarinya melalui NRF. NF harus mengirimkan permintaan pencarian yang berisi kriteria atau filter yang diinginkan ke NRF melalui SBI. NRF kemudian akan mencocokkan permintaan tersebut dengan informasi yang tersimpan di repositorinya, dan mengirimkan hasil pencarian yang berisi daftar NF atau layanan yang sesuai ke NF yang meminta.
- Notifikasi: Notifikasi adalah langkah ketiga dari service discovery, di mana NRF harus memberitahu NF tentang perubahan atau peristiwa yang terjadi pada NF atau layanan lain. NRF harus mengirimkan notifikasi yang berisi informasi tentang perubahan atau peristiwa tersebut ke NF yang berlangganan melalui SBI. NF kemudian dapat mengambil tindakan yang sesuai berdasarkan notifikasi tersebut, seperti mengubah NF atau layanan yang digunakan, atau mengirimkan permintaan pencarian baru.
- Pembaruan: Pembaruan adalah langkah keempat dari service discovery, di mana NF harus memperbarui informasi tentang diri dan layanannya ke NRF. NF harus mengirimkan permintaan pembaruan yang berisi informasi yang baru atau berubah ke NRF melalui SBI. NRF kemudian akan memperbarui dan mengindeks informasi tersebut di dalam repositorinya.

### 8.4 Network Slice Selection Function dan Network Slicing
Network Slice Selection Function (NSSF) dan network slicing yang digunakan untuk 5G SBA, yaitu fungsi dan teknik yang memungkinkan pembagian jaringan menjadi beberapa segmen virtual yang disesuaikan dengan kebutuhan dan prioritas pengguna, adalah sebagai berikut :
- Network Slice Selection Function (NSSF): NSSF adalah NF yang bertugas untuk memilih network slice yang sesuai untuk pengguna. NSSF menggunakan informasi tentang identitas, lokasi, kapabilitas, dan permintaan pengguna, serta informasi tentang ketersediaan, karakteristik, dan kebijakan network slice, untuk menentukan network slice yang optimal untuk pengguna. NSSF juga bertugas untuk mengalokasikan sumber daya dan mengatur akses antara pengguna dan network slice.
- Network slicing: Network slicing adalah teknik yang memungkinkan pembagian jaringan menjadi beberapa segmen virtual yang disebut network slice. Setiap network slice adalah jaringan end-to-end yang terisolasi dan disesuaikan dengan kebutuhan dan prioritas pengguna34. Network slicing dapat mendukung berbagai skenario penggunaan 5G yang berbeda, seperti eMBB, URLLC, dan mMTC, dengan menyediakan QoS yang berbeda-beda.

Karakteristik dan keuntungan dari NSSF dan network slicing, seperti diversitas, kustomisasi, dan optimisasi, adalah sebagai berikut :
- Diversitas : NSSF dan network slicing dapat mendukung berbagai skenario penggunaan 5G yang berbeda, dengan menyediakan network slice yang sesuai dengan cakupan, kapasitas, latensi, dan bandwidth yang dibutuhkan. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman, kualitas, dan kepuasan pengguna.
- Kustomisasi : NSSF dan network slicing dapat menyesuaikan network slice dengan kebutuhan dan prioritas pengguna, dengan menyediakan fungsi-fungsi jaringan yang spesifik dan relevan. Hal ini dapat meningkatkan kinerja, efisiensi, dan fleksibilitas jaringan.
- Optimisasi: NSSF dan network slicing dapat mengoptimalkan penggunaan sumber daya jaringan, dengan menyediakan network slice yang hemat biaya dan hemat energi. Hal ini dapat meningkatkan reliabilitas, skalabilitas, dan keberlanjutan jaringan.

Contoh network slice dan NSSF yang digunakan untuk 5G SBA, seperti Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC), dan Massive Machine Type Communication (mMTC), adalah sebagai berikut :
- Enhanced Mobile Broadband (eMBB) : eMBB adalah skenario penggunaan 5G yang menyediakan layanan broadband yang meningkatkan kecepatan, kualitas, dan kapasitas data. Contoh layanan eMBB adalah streaming video 4K, gaming, atau cloud computing. Network slice untuk eMBB harus menyediakan bandwidth yang lebar, throughput yang tinggi, dan latensi yang rendah. NSSF untuk eMBB harus memilih network slice yang sesuai dengan permintaan dan prioritas pengguna, serta mengatur akses dan alokasi sumber daya yang optimal.
- Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) : URLLC adalah skenario penggunaan 5G yang menyediakan layanan komunikasi yang menjamin keandalan, latensi, dan presisi yang sangat tinggi. Contoh layanan URLLC adalah kendaraan otonom, robotika, atau telemedisin34. Network slice untuk URLLC harus menyediakan latensi yang sangat rendah, keandalan yang sangat tinggi, dan presisi yang sangat tinggi. NSSF untuk URLLC harus memilih network slice yang sesuai dengan kondisi dan persyaratan saluran, serta mengatur akses dan alokasi sumber daya yang optimal.
- Massive Machine Type Communication (mMTC): mMTC adalah skenario penggunaan 5G yang menyediakan layanan komunikasi yang mendukung banyak perangkat dan aplikasi IoT. Contoh layanan mMTC adalah smart meter, smart agriculture, atau smart city34. Network slice untuk mMTC harus menyediakan cakupan yang luas, kapasitas yang besar, dan hemat energi. NSSF untuk mMTC harus memilih network slice yang sesuai dengan karakteristik dan persyaratan perangkat IoT, serta mengatur akses dan alokasi sumber daya yang optimal.

### 8.5 Network Exposure Function dan External Access
Network Exposure Function (NEF) dan external access yang digunakan untuk 5G SBA, yaitu fungsi dan teknik yang memungkinkan akses dan interaksi antara 5G SBA dan aplikasi atau layanan eksternal, adalah sebagai berikut :
- Network Exposure Function (NEF) : NEF adalah NF yang bertugas untuk mengatur dan mengontrol akses dan interaksi antara 5G SBA dan aplikasi atau layanan eksternal. NEF menggunakan SBI untuk menerima permintaan akses atau interaksi dari aplikasi atau layanan eksternal, dan mengirimkan permintaan tersebut ke NF lain yang menyediakan layanan yang diminta. NEF juga menggunakan SBI untuk mengirimkan informasi atau notifikasi tentang layanan yang tersedia atau perubahan yang terjadi di 5G SBA ke aplikasi atau layanan eksternal.
- External access : External access adalah teknik yang memungkinkan aplikasi atau layanan eksternal untuk mengakses dan berinteraksi dengan 5G SBA melalui NEF. External access menggunakan protokol web yang matang dan terstandar, seperti HTTP/2 atau QUIC. External access memungkinkan aplikasi atau layanan eksternal untuk memanfaatkan kemampuan dan layanan yang ditawarkan oleh 5G SBA, seperti network slicing, QoS, atau edge computing.

Karakteristik dan keuntungan dari NEF dan external access, seperti inovasi, kolaborasi, dan inklusi, adalah sebagai berikut :
- Inovasi : NEF dan external access dapat meningkatkan inovasi di 5G SBA, dengan menyediakan akses dan interaksi yang mudah dan aman antara 5G SBA dan aplikasi atau layanan eksternal. Hal ini dapat membantu pengembang dan penyedia aplikasi atau layanan eksternal untuk menciptakan dan menyesuaikan solusi mereka dengan menggunakan kemampuan dan layanan yang ditawarkan oleh 5G SBA.
- Kolaborasi : NEF dan external access dapat meningkatkan kolaborasi di 5G SBA, dengan menyediakan akses dan interaksi yang efisien dan fleksibel antara 5G SBA dan aplikasi atau layanan eksternal. Hal ini dapat membantu operator dan penyedia aplikasi atau layanan eksternal untuk bekerja sama dan berbagi sumber daya dan informasi untuk meningkatkan kualitas dan kinerja solusi mereka.
- Inklusi : NEF dan external access dapat meningkatkan inklusi di 5G SBA, dengan menyediakan akses dan interaksi yang terbuka dan terstandar antara 5G SBA dan aplikasi atau layanan eksternal. Hal ini dapat membantu operator dan penyedia aplikasi atau layanan eksternal untuk mengintegrasikan dan mengkonsolidasikan solusi mereka dengan menggunakan protokol dan standar yang sama, serta menghindari vendor lock-in atau silo.

Contoh NEF dan external access yang digunakan untuk 5G SBA, seperti Application Function (AF), Edge Computing, dan Internet of Things (IoT), adalah sebagai berikut :
- Application Function (AF) : AF adalah aplikasi atau layanan eksternal yang mengakses dan berinteraksi dengan 5G SBA melalui NEF. AF dapat meminta atau menerima informasi atau notifikasi tentang layanan yang tersedia atau perubahan yang terjadi di 5G SBA, seperti network slice, QoS, atau edge computing. AF juga dapat mempengaruhi atau mengubah layanan yang digunakan di 5G SBA, seperti mengatur kebijakan, prioritas, atau alokasi sumber daya12. Contoh AF adalah aplikasi video streaming, gaming, atau cloud computing.
- Edge Computing : Edge Computing adalah teknik yang memungkinkan pengolahan data dan komputasi di dekat sumber atau tujuan data, yaitu di edge jaringan. Edge Computing dapat diakses dan berinteraksi dengan 5G SBA melalui NEF. Edge Computing dapat meningkatkan kinerja, latensi, dan keamanan dari aplikasi atau layanan eksternal yang membutuhkan data atau komputasi yang cepat dan sensitif12. Contoh Edge Computing adalah aplikasi AR/VR, kendaraan otonom, atau telemedisin.
- Internet of Things (IoT): IoT adalah teknik yang memungkinkan konektivitas dan komunikasi antara berbagai perangkat dan aplikasi yang terhubung dengan internet. IoT dapat diakses dan berinteraksi dengan 5G SBA melalui NEF. IoT dapat memanfaatkan kemampuan dan layanan yang ditawarkan oleh 5G SBA, seperti network slicing, QoS, atau edge computing, untuk meningkatkan cakupan, kapasitas, dan hemat energi dari perangkat dan aplikasi IoT12. Contoh IoT adalah smart meter, smart agriculture, atau smart city.

:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/ericsson-technology-review/articles/service-exposure-a-critical-capability-in-a-5g-world
- https://ieeexplore.ieee.org/document/7784887
- https://www.3gpp.org/technologies/5g-system-overview
- https://www.oracle.com/communications/service-providers-network/products/5g-network-repository-function/
- https://techcommunity.microsoft.com/t5/azure-for-operators-blog/what-is-the-5g-service-based-architecture-sba/ba-p/3831367
- https://devopedia.org/5g-service-based-architecture
:::
---

## 9. MMWave
### 9.1 Pengertian, Spektrum Frekuensi, Kelebihan dan Kekurangan
MMWafe adalah singkatan dari millimeter wave, yaitu gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang sangat pendek, antara 1 mm hingga 10 mm. MMWafe adalah bagian dari spektrum frekuensi radio yang berada di antara 24 GHz dan 100 GHz.

MMWafe penting untuk teknologi 5G karena dapat menyediakan bandwidth yang sangat besar, yang dapat meningkatkan kecepatan, kapasitas, dan latensi dari transmisi data. MMWafe dapat mendukung berbagai aplikasi 5G yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti streaming video 4K, gaming, AR/VR, kendaraan otonom, dan IoT.

Kelebihan dari MMWafe adalah sebagai berikut :
- Kecepatan: MMWafe dapat mencapai kecepatan transmisi data hingga gigabit per detik, yang jauh lebih cepat daripada teknologi 4G atau Wi-Fi yang ada saat ini.
- Kapasitas: MMWafe dapat menampung lebih banyak pengguna dan perangkat dalam area yang sama, tanpa mengalami penurunan kualitas atau interferensi.
- Latensi: MMWafe dapat mengurangi waktu tunda atau delay antara pengiriman dan penerimaan data, yang penting untuk aplikasi yang membutuhkan respons cepat dan akurat, seperti kendaraan otonom atau telemedisin.

Kekurangan dari MMWafe adalah sebagai berikut :
- Jangkauan: MMWafe memiliki jangkauan yang sangat terbatas, hanya sekitar 100 meter dari menara pemancar sinyal (BTS), karena mudah terhalang oleh gedung, pepohonan, cuaca, atau bahkan manusia.
- Biaya: MMWafe memerlukan biaya yang tinggi untuk membangun dan mengoperasikan infrastruktur jaringan, karena membutuhkan banyak BTS yang harus ditempatkan di lokasi strategis dan terhubung dengan serat optik.
- Kompatibilitas: MMWafe memerlukan perangkat yang mendukung teknologi ini, seperti ponsel, modem, atau antena, yang masih jarang dan mahal di pasaran.

### 9.2 Aplikasi MMWafe untuk 5G
Aplikasi MMWafe untuk 5G yang berfokus pada Enhanced Mobile Broadband (eMBB), yaitu layanan broadband yang meningkatkan kecepatan, kualitas, dan kapasitas data, adalah sebagai berikut :
- Streaming video 4K : MMWafe dapat menyediakan kecepatan transmisi data yang sangat tinggi, yang dapat mendukung streaming video dengan resolusi 4K tanpa buffering atau gangguan. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman dan kualitas menonton video bagi pengguna.
- Gaming : MMWafe dapat menyediakan latensi yang sangat rendah, yang dapat mendukung gaming dengan respons cepat dan akurat. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman dan kualitas bermain game bagi pengguna.
- Cloud computing : MMWafe dapat menyediakan kapasitas yang sangat besar, yang dapat mendukung cloud computing dengan akses dan penyimpanan data yang cepat dan aman12. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman dan kualitas menggunakan aplikasi berbasis cloud bagi pengguna.

Aplikasi MMWafe untuk 5G yang berfokus pada Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC), yaitu layanan komunikasi yang menjamin keandalan, latensi, dan presisi yang sangat tinggi, adalah sebagai berikut :
- Kendaraan otonom : MMWafe dapat menyediakan keandalan yang sangat tinggi, yang dapat mendukung kendaraan otonom dengan komunikasi antar kendaraan (V2V) dan antar infrastruktur (V2I) yang lancar dan terpercaya. Hal ini dapat meningkatkan keselamatan dan efisiensi berkendara bagi pengguna.
- Robotika: MMWafe dapat menyediakan latensi yang sangat rendah, yang dapat mendukung robotika dengan komunikasi dan kontrol yang responsif dan akurat. Hal ini dapat meningkatkan kinerja dan produktivitas robot bagi pengguna.
- Telemedisin : MMWafe dapat menyediakan presisi yang sangat tinggi, yang dapat mendukung telemedisin dengan komunikasi dan diagnosis yang jelas dan tepat. Hal ini dapat meningkatkan kesehatan dan kualitas hidup bagi pengguna.

Aplikasi MMWafe untuk 5G yang berfokus pada Massive Machine Type Communication (mMTC), yaitu layanan komunikasi yang mendukung banyak perangkat dan aplikasi IoT, adalah sebagai berikut :
- Smart meter : MMWafe dapat menyediakan cakupan yang luas, yang dapat mendukung smart meter dengan komunikasi dan pengukuran yang akurat dan hemat energi. Hal ini dapat meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan penggunaan energi bagi pengguna.
- Smart agriculture : MMWafe dapat menyediakan kapasitas yang besar, yang dapat mendukung smart agriculture dengan komunikasi dan pemantauan yang lancar dan real-time. Hal ini dapat meningkatkan produktivitas dan kualitas pertanian bagi pengguna.
- Smart city : MMWafe dapat menyediakan bandwidth yang lebar, yang dapat mendukung smart city dengan komunikasi dan integrasi yang cepat dan terpadu. Hal ini dapat meningkatkan kenyamanan dan kesejahteraan kota bagi pengguna.

### 9.3 Tantangan dan Solusi MMWafe untuk 5G
Tantangan MMWafe untuk 5G, seperti propagasi, interferensi, atenuasi, dan mobilitas, adalah sebagai berikut :
- Propagasi : MMWafe memiliki panjang gelombang yang sangat pendek, yang membuatnya mudah terhalang oleh berbagai objek, seperti gedung, pepohonan, cuaca, atau bahkan manusia. Hal ini menyebabkan MMWafe memiliki jangkauan yang sangat terbatas, hanya sekitar 100 meter dari menara pemancar sinyal (BTS), dan mengalami penurunan kualitas sinyal yang signifikan.
- Interferensi : MMWafe memiliki spektrum frekuensi yang sangat lebar, yang membuatnya rentan terhadap interferensi dari sumber-sumber lain, seperti perangkat-perangkat yang menggunakan frekuensi yang sama atau berdekatan, atau sinyal-sinyal yang dipantulkan oleh objek-objek di sekitar. Hal ini menyebabkan MMWafe mengalami gangguan atau distorsi sinyal yang dapat mengurangi kecepatan dan kapasitas transmisi data.
- Atenuasi : MMWafe memiliki energi yang sangat tinggi, yang membuatnya mudah terabsorpsi oleh molekul-molekul di udara, seperti oksigen atau uap air. Hal ini menyebabkan MMWafe mengalami penurunan intensitas sinyal yang dapat mengurangi kualitas dan reliabilitas transmisi data.
- Mobilitas : MMWafe memiliki arah yang sangat tajam, yang membuatnya sulit untuk mengikuti pergerakan pengguna atau perangkat yang berpindah-pindah. Hal ini menyebabkan MMWafe mengalami kesulitan dalam menjaga koneksi dan kontinuitas transmisi data, terutama di lingkungan yang padat atau dinamis.

Solusi MMWafe untuk 5G, seperti beamforming, MIMO, OFDM, dan handover, adalah sebagai berikut :
- Beamforming : Beamforming adalah teknik yang memungkinkan MMWafe untuk membentuk dan mengarahkan gelombang sinyal ke arah yang diinginkan, dengan menggunakan beberapa antena yang bekerja secara bersamaan. Beamforming dapat meningkatkan jangkauan, kualitas, dan efisiensi sinyal MMWafe, serta mengurangi interferensi dan atenuasi.
- MIMO : MIMO adalah singkatan dari Multiple-Input Multiple-Output, yaitu teknik yang memungkinkan MMWafe untuk mengirim dan menerima lebih banyak data dalam waktu yang sama, dengan menggunakan beberapa antena yang bekerja secara paralel. MIMO dapat meningkatkan kecepatan, kapasitas, dan reliabilitas transmisi data MMWafe, serta mengurangi latensi dan gangguan.
- OFDM : OFDM adalah singkatan dari Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, yaitu teknik yang memungkinkan MMWafe untuk membagi spektrum frekuensi yang lebar menjadi beberapa sub-kanal yang lebih sempit dan saling ortogonal. OFDM dapat meningkatkan kinerja dan fleksibilitas transmisi data MMWafe, serta mengurangi interferensi dan distorsi.
- Handover : Handover adalah teknik yang memungkinkan MMWafe untuk beralih dari satu BTS ke BTS lain yang lebih dekat atau lebih baik, tanpa mengganggu koneksi dan kontinuitas transmisi data. Handover dapat meningkatkan mobilitas dan ketersediaan transmisi data MMWafe, serta mengurangi penurunan kualitas dan reliabilitas.

Standar dan regulasi MMWafe untuk 5G, seperti 3GPP, ITU, dan FCC, adalah sebagai berikut :
- 3GPP : 3GPP adalah singkatan dari 3rd Generation Partnership Project, yaitu organisasi yang mengembangkan dan menetapkan standar teknis untuk sistem komunikasi seluler, termasuk 5G. 3GPP telah menetapkan beberapa band frekuensi MMWafe untuk 5G, seperti n257 (26.5-29.5 GHz), n258 (24.25-27.5 GHz), n260 (37-40 GHz), dan n261 (27.5-28.35 GHz).
- ITU : ITU adalah singkatan dari International Telecommunication Union, yaitu organisasi yang mengatur dan mengkoordinasikan penggunaan spektrum frekuensi radio di seluruh dunia. ITU telah mengalokasikan beberapa band frekuensi MMWafe untuk 5G, seperti 24.25-27.5 GHz, 37-43.5 GHz, 45.5-47 GHz, 47.2-48.2 GHz, dan 66-71 GHz.
- FCC : FCC adalah singkatan dari Federal Communications Commission, yaitu lembaga yang mengatur dan mengawasi penggunaan spektrum frekuensi radio di Amerika Serikat. FCC telah mengizinkan beberapa band frekuensi MMWafe untuk 5G, seperti 24 GHz, 28 GHz, 37 GHz, 39 GHz, dan 47 GHz.

### 9.4 Implementasi dan Pengembangan MMWafe untuk 5G
Implementasi MMWafe untuk 5G di berbagai negara dan wilayah, seperti AS, Eropa, Jepang, dan China, adalah sebagai berikut :
- AS : AS adalah salah satu negara yang paling agresif dalam mengimplementasikan MMWafe untuk 5G, dengan mengalokasikan lebih dari 10 GHz spektrum MMWafe untuk 5G, yaitu 24 GHz, 28 GHz, 37 GHz, 39 GHz, dan 47 GHz1. Beberapa operator seluler AS, seperti Verizon, AT&T, dan T-Mobile, telah meluncurkan layanan 5G MMWafe di beberapa kota besar, seperti New York, Los Angeles, dan Chicago2. Layanan 5G MMWafe di AS umumnya ditujukan untuk meningkatkan kecepatan dan kapasitas broadband seluler, serta untuk menyediakan akses internet nirkabel tetap (FWA) di daerah yang tidak terjangkau oleh serat optik.
- Eropa : Eropa adalah salah satu wilayah yang paling beragam dalam mengimplementasikan MMWafe untuk 5G, dengan masing-masing negara memiliki kebijakan dan strategi yang berbeda-beda. Beberapa negara Eropa, seperti Spanyol, Italia, dan Finlandia, telah mengalokasikan spektrum MMWafe untuk 5G, yaitu 26 GHz4. Beberapa operator seluler Eropa, seperti Vodafone, Orange, dan Telefónica, telah melakukan uji coba atau demonstrasi layanan 5G MMWafe di beberapa kota, seperti Barcelona, Milan, dan Paris5. Layanan 5G MMWafe di Eropa umumnya ditujukan untuk mendukung berbagai aplikasi dan industri yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti AR/VR, otomotif, dan kesehatan.
- Jepang : Jepang adalah salah satu negara yang paling maju dalam mengimplementasikan MMWafe untuk 5G, dengan mengalokasikan lebih dari 9 GHz spektrum MMWafe untuk 5G, yaitu 28 GHz dan 39 GHz7. Beberapa operator seluler Jepang, seperti NTT DoCoMo, KDDI, dan SoftBank, telah meluncurkan layanan 5G MMWafe di beberapa kota besar, seperti Tokyo, Osaka, dan Nagoya8. Layanan 5G MMWafe di Jepang umumnya ditujukan untuk mendukung berbagai aplikasi dan industri yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti gaming, robotika, dan pendidikan.
- China : China adalah salah satu negara yang paling lambat dalam mengimplementasikan MMWafe untuk 5G, dengan belum mengalokasikan spektrum MMWafe untuk 5G secara resmi10. Namun, beberapa operator seluler China, seperti China Mobile, China Telecom, dan China Unicom, telah melakukan uji coba atau demonstrasi layanan 5G MMWafe di beberapa kota, seperti Beijing, Shanghai, dan Shenzhen11. Layanan 5G MMWafe di China umumnya ditujukan untuk mendukung berbagai aplikasi dan industri yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti IoT, edge computing, dan smart city.

Pengembangan MMWafe untuk 5G di berbagai industri dan sektor, seperti telekomunikasi, otomotif, kesehatan, dan pendidikan, adalah sebagai berikut :
- Telekomunikasi : MMWafe dapat meningkatkan kualitas dan kapasitas layanan telekomunikasi, dengan menyediakan kecepatan transmisi data yang sangat tinggi, latensi yang sangat rendah, dan bandwidth yang sangat lebar. Hal ini dapat mendukung berbagai layanan telekomunikasi yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti video streaming, video conferencing, cloud gaming, dan cloud computing.
- Otomotif : MMWafe dapat meningkatkan keselamatan dan efisiensi layanan otomotif, dengan menyediakan komunikasi yang andal, responsif, dan presisi antara kendaraan, infrastruktur, dan pejalan kaki. Hal ini dapat mendukung berbagai layanan otomotif yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti kendaraan otonom, kendaraan terhubung, dan sistem manajemen lalu lintas.
- Kesehatan : MMWafe dapat meningkatkan kesehatan dan kualitas hidup layanan kesehatan, dengan menyediakan komunikasi yang jelas, tepat, dan aman antara pasien, dokter, dan peralatan medis. Hal ini dapat mendukung berbagai layanan kesehatan yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti telemedisin, telediagnosis, dan teleoperasi.
- Pendidikan : MMWafe dapat meningkatkan pendidikan dan pembelajaran layanan pendidikan, dengan menyediakan komunikasi yang interaktif, imersif, dan personal antara guru, siswa, dan konten edukasi. Hal ini dapat mendukung berbagai layanan pendidikan yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti AR/VR, e-learning, dan MOOC.

Prospek dan tantangan MMWafe untuk 5G di masa depan, seperti inovasi, kolaborasi, dan inklusi, adalah sebagai berikut :
- Inovasi : MMWafe dapat membuka peluang untuk inovasi di 5G, dengan menyediakan kemampuan dan layanan yang belum pernah ada sebelumnya. Hal ini dapat mendorong pengembang dan penyedia aplikasi atau layanan untuk menciptakan dan menyesuaikan solusi mereka dengan menggunakan MMWafe123. Namun, tantangan yang dihadapi adalah bagaimana mengatasi keterbatasan dan hambatan teknis yang ada, seperti propagasi, interferensi, atenuasi, dan mobilitas.
- Kolaborasi : MMWafe dapat meningkatkan kolaborasi di 5G, dengan menyediakan akses dan interaksi yang efisien dan fleksibel antara berbagai pemangku kepentingan, seperti operator, penyedia, regulator, dan pengguna. Hal ini dapat membantu mereka untuk bekerja sama dan berbagi sumber daya dan informasi untuk meningkatkan kualitas dan kinerja solusi mereka123. Namun, tantangan yang dihadapi adalah bagaimana mengatasi perbedaan dan konflik kepentingan yang ada, seperti spektrum, standar, dan regulasi.
- Inklusi: MMWafe dapat meningkatkan inklusi di 5G, dengan menyediakan akses dan interaksi yang terbuka dan terstandar antara berbagai aplikasi atau layanan, baik yang berbasis 5G maupun yang tidak. Hal ini dapat membantu mereka untuk mengintegrasikan dan mengkonsolidasikan solusi mereka dengan menggunakan protokol dan standar yang sama, serta menghindari vendor lock-in atau silo123. Namun, tantangan yang dihadapi adalah bagaimana mengatasi kesenjangan dan ketimpangan yang ada, seperti ketersediaan, keterjangkauan, dan keterampilan.

:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://www.gsma.com/futurenetworks/resources/5g-mmwave-deployment-best-practices-whitepaper/
- https://www.5gamericas.org/millimeter-wave-opens-new-opportunities-for-5g-networks/
- https://www.infrastructure.gov.au/department/media/news/millimetre-waves-eme-and-5g-what-you-need-know
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7696210/
- https://stl.tech/blog/5g-mmwave-technology-what-you-need-to-know/
- https://www.rfpage.com/applications-of-millimeter-waves-future/
- https://telko.id/trend-technology/apa-itu-mmwave-dan-hubungannya-dengan-5g/
:::
---

## 10. Massive MIMO
### 10.1 Pengertian, Prinsip Kerja, Kekurangan dan Kelebihan
Massive MIMO adalah singkatan dari Massive Multiple-Input Multiple-Output, yaitu teknologi komunikasi nirkabel yang menggunakan banyak antena pada stasiun dasar untuk meningkatkan efisiensi spektral dan energi12. Massive MIMO biasanya memiliki puluhan, ratusan, atau bahkan ribuan antena dalam satu array antena.
Massive MIMO penting untuk teknologi 5G karena dapat meningkatkan kapasitas jaringan nirkabel tanpa membutuhkan spektrum tambahan. Massive MIMO dapat mendukung berbagai skenario penggunaan 5G yang berbeda, seperti eMBB, URLLC, dan mMTC, dengan menyediakan QoS yang berbeda-beda.

Prinsip kerja dan karakteristik dari Massive MIMO, seperti jumlah antena, beamforming, dan spatial multiplexing, adalah sebagai berikut :
- Jumlah antena : Massive MIMO menggunakan jumlah antena yang sangat besar pada stasiun dasar, yang dapat mencapai ratusan atau ribuan. Jumlah antena yang besar ini dapat meningkatkan jumlah sinyal yang dapat dikirim dan diterima secara bersamaan, serta meningkatkan kualitas sinyal yang diterima oleh pengguna.
- Beamforming : Beamforming adalah teknik yang memungkinkan stasiun dasar untuk membentuk dan mengarahkan gelombang sinyal ke arah yang diinginkan, dengan menggunakan beberapa antena yang bekerja secara bersamaan. Beamforming dapat meningkatkan jangkauan, kualitas, dan efisiensi sinyal, serta mengurangi interferensi dan atenuasi.
- Spatial multiplexing : Spatial multiplexing adalah teknik yang memungkinkan stasiun dasar untuk mengirim dan menerima lebih banyak data dalam waktu yang sama, dengan menggunakan beberapa antena yang bekerja secara paralel. Spatial multiplexing dapat meningkatkan kecepatan, kapasitas, dan reliabilitas transmisi data, serta mengurangi latensi dan gangguan.

Kelebihan dan kekurangan dari Massive MIMO, seperti kinerja, efisiensi, dan kompleksitas, adalah sebagai berikut :
-  Kinerja : Massive MIMO dapat meningkatkan kinerja jaringan nirkabel, dengan menyediakan kecepatan transmisi data yang sangat tinggi, latensi yang sangat rendah, dan keandalan yang sangat tinggi. Hal ini dapat mendukung berbagai aplikasi dan layanan yang membutuhkan kinerja tinggi, seperti streaming video, gaming, atau telemedisin.
- Efisiensi : Massive MIMO dapat meningkatkan efisiensi jaringan nirkabel, dengan menyediakan penggunaan spektrum yang lebih baik, konsumsi energi yang lebih rendah, dan biaya operasional yang lebih murah. Hal ini dapat mendukung berbagai aplikasi dan layanan yang membutuhkan efisiensi tinggi, seperti IoT, edge computing, atau smart city.
- Kompleksitas: Massive MIMO dapat meningkatkan kompleksitas jaringan nirkabel, dengan menyediakan tantangan dan hambatan teknis yang lebih besar, seperti kalibrasi, estimasi kanal, deteksi sinyal, dan pengolahan sinyal. Hal ini membutuhkan solusi dan standar yang lebih canggih, seperti metode estimasi, algoritma deteksi, teknik pengurangan interferensi, dan skema modulasi.

### 10.2 Aplikasi Massive MIMO untuk 5G
Aplikasi Massive MIMO untuk 5G yang berfokus pada Enhanced Mobile Broadband (eMBB), yaitu layanan broadband yang meningkatkan kecepatan, kualitas, dan kapasitas data, adalah sebagai berikut : 

- Streaming video: Massive MIMO dapat menyediakan kecepatan transmisi data yang sangat tinggi, yang dapat mendukung streaming video dengan resolusi tinggi, seperti 4K atau 8K, tanpa buffering atau gangguan. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman dan kualitas menonton video bagi pengguna.
- Cloud gaming: Massive MIMO dapat menyediakan latensi yang sangat rendah, yang dapat mendukung cloud gaming dengan respons cepat dan akurat. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman dan kualitas bermain game bagi pengguna.
- Virtual reality (VR) dan augmented reality (AR): Massive MIMO dapat menyediakan kapasitas yang sangat besar, yang dapat mendukung VR dan AR dengan komunikasi dan rendering yang lancar dan realistis. Hal ini dapat meningkatkan pengalaman dan kualitas menggunakan VR dan AR bagi pengguna.

Aplikasi Massive MIMO untuk 5G yang berfokus pada Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC), yaitu layanan komunikasi yang menjamin keandalan, latensi, dan presisi yang sangat tinggi, adalah sebagai berikut :
 - Kendaraan terhubung dan otonom: Massive MIMO dapat menyediakan keandalan yang sangat tinggi, yang dapat mendukung kendaraan terhubung dan otonom dengan komunikasi antar kendaraan (V2V) dan antar infrastruktur (V2I) yang lancar dan terpercaya. Hal ini dapat meningkatkan keselamatan dan efisiensi berkendara bagi pengguna.
- Industri 4.0: Massive MIMO dapat menyediakan latensi yang sangat rendah, yang dapat mendukung industri 4.0 dengan komunikasi dan kontrol yang responsif dan akurat antara mesin, robot, dan sensor. Hal ini dapat meningkatkan kinerja dan produktivitas industri bagi pengguna.
- Kesehatan digital: Massive MIMO dapat menyediakan presisi yang sangat tinggi, yang dapat mendukung kesehatan digital dengan komunikasi dan diagnosis yang jelas dan tepat antara pasien, dokter, dan peralatan medis. Hal ini dapat meningkatkan kesehatan dan kualitas hidup bagi pengguna.

Aplikasi Massive MIMO untuk 5G yang berfokus pada Massive Machine Type Communication (mMTC), yaitu layanan komunikasi yang mendukung banyak perangkat dan aplikasi IoT, adalah sebagai berikut :
- Smart city: Massive MIMO dapat menyediakan cakupan yang luas, yang dapat mendukung smart city dengan komunikasi dan integrasi yang cepat dan terpadu antara berbagai perangkat dan layanan kota, seperti lampu jalan, parkir, sampah, dan transportasi. Hal ini dapat meningkatkan kenyamanan dan kesejahteraan kota bagi pengguna.
- Smart grid: Massive MIMO dapat menyediakan kapasitas yang besar, yang dapat mendukung smart grid dengan komunikasi dan pengukuran yang lancar dan real-time antara berbagai perangkat dan sumber energi, seperti pembangkit, transmisi, distribusi, dan konsumsi. Hal ini dapat meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan penggunaan energi bagi pengguna.
- Smart agriculture: Massive MIMO dapat menyediakan bandwidth yang lebar, yang dapat mendukung smart agriculture dengan komunikasi dan pemantauan yang cepat dan akurat antara berbagai perangkat dan aplikasi pertanian, seperti tanaman, hewan, irigasi, dan pestisida. Hal ini dapat meningkatkan produktivitas dan kualitas pertanian bagi pengguna.

### 10.3 Tantangan dan Solusi Massive MIMO untuk 5G
Tantangan Massive MIMO untuk 5G meliputi :
- Kalibrasi: proses untuk mengatur dan menyelaraskan antena-antena pada stasiun basis agar dapat menghasilkan pola radiasi yang optimal dan mengurangi gangguan.
- Estimasi kanal: proses untuk memperkirakan karakteristik kanal transmisi antara stasiun basis dan perangkat pengguna, yang dapat berubah-ubah karena faktor-faktor seperti gerakan, multipath, dan interferensi.
- Deteksi sinyal: proses untuk membedakan dan memulihkan sinyal-sinyal yang dikirim oleh perangkat pengguna yang berbeda, yang dapat tumpang tindih dan saling mengganggu di kanal yang sama.
- Pengolahan sinyal: proses untuk melakukan operasi-operasi matematis dan algoritmik pada sinyal-sinyal yang diterima atau dikirim oleh stasiun basis, seperti beamforming, precoding, decoding, dan equalization.

Solusi Massive MIMO untuk 5G meliputi:
- Metode estimasi: teknik-teknik untuk memperoleh informasi tentang kanal transmisi, seperti pilot-based, blind, semi-blind, compressed sensing, dan deep learning.
- Algoritma deteksi: teknik-teknik untuk mengidentifikasi dan memperbaiki sinyal-sinyal yang diterima, seperti linear, non-linear, iterative, approximate, dan machine learning.
- Teknik pengurangan interferensi: teknik-teknik untuk meminimalkan efek gangguan dari sinyal-sinyal lain, seperti spatial filtering, interference alignment, interference cancellation, dan interference coordination.
- Skema modulasi: teknik-teknik untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital, atau sebaliknya, seperti QAM, PSK, OFDM, SC-FDMA, dan NOMA.

Standar dan regulasi Massive MIMO untuk 5G meliputi:
- 3GPP: organisasi yang mengembangkan dan menetapkan standar teknis untuk sistem komunikasi seluler, termasuk 5G NR (New Radio), yang mendukung Massive MIMO sebagai teknologi inti.
- ITU: organisasi internasional yang bertanggung jawab untuk mengatur dan mengkoordinasikan penggunaan spektrum radio, termasuk alokasi dan harmonisasi frekuensi untuk layanan 5G.
- FCC: lembaga pemerintah AS yang mengawasi dan mengatur industri komunikasi, termasuk pemberian lisensi dan penegakan aturan untuk penyedia layanan 5G.

### 10.4 Implementasi dan Pengembangan Massive MIMO untuk 5G
Implementasi Massive MIMO untuk 5G di berbagai negara dan wilayah meliputi:
- AS: negara yang telah meluncurkan layanan 5G komersial pertama di dunia pada tahun 2018, dengan menggunakan Massive MIMO pada pita frekuensi sedang (2.5 GHz) dan tinggi (28 GHz) untuk menawarkan kecepatan tinggi dan kapasitas besar .
- Eropa: wilayah yang telah mengadopsi strategi bersama untuk mempercepat pengembangan dan penyebaran 5G, dengan menggunakan Massive MIMO pada pita frekuensi sedang (3.4-3.8 GHz) dan tinggi (26 GHz) untuk meningkatkan kualitas dan cakupan layanan .
- Jepang: negara yang telah meluncurkan layanan 5G komersial pada tahun 2020, dengan menggunakan Massive MIMO pada pita frekuensi sedang (3.7 GHz) dan tinggi (28 GHz) untuk mendukung aplikasi-aplikasi inovatif dan canggih .
- China: negara yang telah meluncurkan layanan 5G komersial terbesar di dunia pada tahun 2019, dengan menggunakan Massive MIMO pada pita frekuensi sedang (2.6 GHz) dan tinggi (4.9 GHz) untuk melayani jutaan pelanggan dan mengembangkan industri-industri strategis .

Pengembangan Massive MIMO untuk 5G di berbagai industri dan sektor meliputi:
- Telekomunikasi: industri yang memanfaatkan Massive MIMO untuk meningkatkan efisiensi spektrum, mengurangi biaya operasional, dan meningkatkan pengalaman pelanggan2 .
- Otomotif: sektor yang memanfaatkan Massive MIMO untuk mendukung komunikasi antar kendaraan, antar infrastruktur, dan antar jaringan, yang dapat meningkatkan keselamatan, efisiensi, dan kenyamanan berkendara .
- Kesehatan: sektor yang memanfaatkan Massive MIMO untuk mendukung komunikasi antar perangkat medis, antar fasilitas kesehatan, dan antar jaringan, yang dapat meningkatkan kualitas, aksesibilitas, dan keterjangkauan layanan kesehatan .
- Pendidikan: sektor yang memanfaatkan Massive MIMO untuk mendukung komunikasi antar perangkat belajar, antar institusi pendidikan, dan antar jaringan, yang dapat meningkatkan keterlibatan, kolaborasi, dan personalisasi proses belajar .

Prospek dan tantangan Massive MIMO untuk 5G di masa depan meliputi:
- Inovasi: peluang untuk mengembangkan dan menerapkan teknologi-teknologi baru dan lebih baik yang dapat meningkatkan kinerja dan fungsionalitas Massive MIMO, seperti antena adaptif, beam tracking, hybrid beamforming, dan artificial intelligence.
- Kolaborasi: peluang untuk bekerja sama dan berbagi sumber daya dan informasi dengan pihak-pihak lain yang terlibat dalam ekosistem 5G, seperti operator, vendor, regulator, peneliti, dan pengguna, untuk menciptakan nilai tambah dan sinergi .
- Inklusi: peluang untuk memperluas dan memperbaiki akses dan ketersediaan layanan 5G berbasis Massive MIMO untuk semua orang dan wilayah, terutama yang kurang mampu dan terpencil, untuk mengurangi kesenjangan digital dan meningkatkan kesejahteraan sosial .

:::info
#### Sumber Referensi : 
- https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/white-papers/advanced-antenna-systems-for-5g-networks
- https://link.springer.com/article/10.1007/s11277-021-08550-9
- https://spectrum.ieee.org/5g-bytes-massive-mimo-explained
- https://5g.co.uk/guides/what-is-massive-mimo-technology/
- https://spectrum.ieee.org/5g-bytes-massive-mimo-explained
- https://www.suara.com/tekno/2021/09/26/165610/permudah-implementasi-5g-ericsson-tambahkan-radio-massive-mimo
:::
---

## 11. Beamforming, Beamsweeping
### 11.1 Pengertian
Beamforming adalah teknik yang menggunakan beberapa elemen radiasi yang mengirimkan sinyal yang sama pada panjang gelombang dan fase yang identik, yang bergabung untuk membuat satu antena dengan arus yang lebih panjang dan lebih terarah yang terbentuk dengan menguatkan gelombang di arah tertentu1. Konsep umum ini pertama kali digunakan pada tahun 1906 untuk komunikasi radio lintas samudra.

Beamsweeping adalah proses mengubah arah pancaran sinyal dengan mengubah fase sinyal masukan pada semua elemen radiasi. Perubahan fase ini memungkinkan sinyal untuk ditargetkan pada penerima tertentu. Arah sinyal dihitung secara dinamis oleh stasiun basis saat titik akhir bergerak, secara efektif melacak pengguna. Jika pancaran tidak dapat melacak pengguna, titik akhir dapat beralih ke pancaran lain.
### 11.2 Perbedaan Antara Beamforming Analog dan Digital, Serta Antara Beamsteering dan Beamswitching
Beamforming analog dan digital adalah dua cara untuk mengimplementasikan teknik Beamforming, yaitu teknik yang menggunakan beberapa elemen radiasi yang mengirimkan sinyal yang sama pada panjang gelombang dan fase yang identik, yang bergabung untuk membuat satu antena dengan arus yang lebih panjang dan lebih terarah.
- Beamforming analog dilakukan di domain RF (Radio Frequency), di mana sinyal analog diubah fase dan amplitudonya sebelum dikirimkan atau diterima oleh elemen-elemen antena. Keuntungan dari Beamforming analog adalah efisiensi daya dan biaya, karena hanya memerlukan satu pasang ADC (Analog-to-Digital Converter), DAC (Digital-to-Analog Converter), dan satu rantai RF. Namun, kerugian dari Beamforming analog adalah sulitnya menghasilkan pola pancaran yang kompleks, seperti membuat celah di arah tertentu, serta keterbatasan dalam menyesuaikan arah pancaran karena resolusi fase yang rendah.
- Beamforming digital dilakukan di domain dasar (baseband), di mana sinyal digital diubah fase dan amplitudonya setelah atau sebelum konversi ADC atau DAC. Keuntungan dari Beamforming digital adalah fleksibilitas dan akurasi dalam menghasilkan pola pancaran yang kompleks, serta kemampuan untuk mendukung banyak aliran untuk MIMO (Multiple Input Multiple Output) multi-pengguna. Namun, kerugian dari Beamforming digital adalah konsumsi daya dan biaya yang tinggi, karena memerlukan satu pasang ADC, DAC, dan rantai RF untuk setiap elemen antena.
- Beamforming hibrida adalah kombinasi dari Beamforming analog dan digital, di mana sinyal digital diubah fase dan amplitudonya di domain dasar, kemudian dikirimkan ke beberapa sub-array antena, di mana sinyal analog diubah fase dan amplitudonya lagi di domain RF. Beamforming hibrida mencoba untuk menyeimbangkan antara efisiensi dan fleksibilitas dari Beamforming analog dan digital.

Beamsteering dan Beamswitching adalah dua proses untuk mengubah arah pancaran sinyal dengan menggunakan Beamforming.
- Beamsteering adalah proses mengubah arah pancaran sinyal dengan mengubah fase sinyal masukan pada semua elemen radiasi. Perubahan fase ini memungkinkan sinyal untuk ditargetkan pada penerima tertentu. Arah sinyal dihitung secara dinamis oleh stasiun basis saat titik akhir bergerak, secara efektif melacak pengguna.
- Beamswitching adalah proses mengubah arah pancaran sinyal dengan beralih antara beberapa pola pancaran yang telah ditentukan sebelumnya. Pola pancaran ini biasanya dibuat dengan menggunakan Beamforming analog. Beamswitching lebih sederhana dan lebih cepat daripada Beamsteering, tetapi kurang fleksibel dan akurat.

### 11.3 Beamforming di Frekuensi Rendah (FR1) dan Frekuensi Tinggi (FR2)
Beamforming di Frekuensi Rendah (FR1)
Frekuensi rendah (FR1) adalah rentang frekuensi di bawah 6 GHz, yang merupakan rentang frekuensi yang umum digunakan oleh generasi sebelumnya dari sistem seluler, seperti 2G, 3G, dan 4G. FR1 dapat mendukung mode transmisi TDD (Time Division Duplex) atau FDD (Frequency Division Duplex), dan memiliki lebar pita yang relatif kecil (hingga 100 MHz).

Beamforming di FR1 dapat menggunakan beamforming analog, digital, atau hibrida, tergantung pada arsitektur dan kebutuhan sistem. Beamforming di FR1 dapat meningkatkan kinerja sistem dengan cara mengarahkan sinyal ke arah pengguna, meningkatkan kekuatan sinyal, mengurangi interferensi, dan meningkatkan efisiensi spektral.

Beamforming Analog di FR1
Beamforming analog di FR1 dilakukan di domain RF, di mana sinyal analog diubah fase dan amplitudonya sebelum dikirimkan atau diterima oleh elemen-elemen antena. Keuntungan dari beamforming analog di FR1 adalah efisiensi daya dan biaya, karena hanya memerlukan satu pasang ADC (Analog-to-Digital Converter), DAC (Digital-to-Analog Converter), dan satu rantai RF. Namun, kerugian dari beamforming analog di FR1 adalah sulitnya menghasilkan pola pancaran yang kompleks, seperti membuat celah di arah tertentu, serta keterbatasan dalam menyesuaikan arah pancaran karena resolusi fase yang rendah .

Contoh implementasi beamforming analog di FR1 adalah menggunakan antena phased array, yang terdiri dari beberapa elemen antena yang dipasang secara linier atau planar, dan dikontrol oleh jaringan fase yang terdiri dari komponen pasif seperti phase shifter, power divider, dan power combiner.

Beamforming Digital di FR1
Beamforming digital di FR1 dilakukan di domain dasar, di mana sinyal digital diubah fase dan amplitudonya setelah atau sebelum konversi ADC atau DAC. Keuntungan dari beamforming digital di FR1 adalah fleksibilitas dan akurasi dalam menghasilkan pola pancaran yang kompleks, serta kemampuan untuk mendukung banyak aliran untuk MIMO (Multiple Input Multiple Output) multi-pengguna. Namun, kerugian dari beamforming digital di FR1 adalah konsumsi daya dan biaya yang tinggi, karena memerlukan satu pasang ADC, DAC, dan rantai RF untuk setiap elemen antena .

Contoh implementasi beamforming digital di FR1 adalah menggunakan antena array digital, yang terdiri dari beberapa elemen antena yang dipasang secara linier atau planar, dan dikontrol oleh prosesor sinyal digital yang terdiri dari komponen aktif seperti mixer, filter, dan amplifier.

Beamforming Hibrida di FR1
Beamforming hibrida di FR1 adalah kombinasi dari beamforming analog dan digital, di mana sinyal digital diubah fase dan amplitudonya di domain dasar, kemudian dikirimkan ke beberapa sub-array antena, di mana sinyal analog diubah fase dan amplitudonya lagi di domain RF. Beamforming hibrida di FR1 mencoba untuk menyeimbangkan antara efisiensi dan fleksibilitas dari beamforming analog dan digital.

Contoh implementasi beamforming hibrida di FR1 adalah menggunakan antena array hibrida, yang terdiri dari beberapa sub-array antena yang dipasang secara linier atau planar, dan dikontrol oleh prosesor sinyal digital dan jaringan fase yang terdiri dari komponen aktif dan pasif.