Tugas 1 - Komunikasi Multimedia Pita Lebar Antonius Listyo P - 1206238652

Teknologi LTE dan LTE Advanced

LTE

Long Term Evolution atau yang disingkat LTE merupakan layanan komunikasi

nirkabel dengan akses data kecepatan tinggi yang memiliki basis pada jaringan GSM

/ EDGE dan UMTS / HSPA. Layanan data ini biasa dikenal dengan nama komersial

4G LTE (Generasi ke-4). LTE sendiri merupakan pengembangan standar teknologi

oleh 3GPP (3rd Generation Partnership Project) yang terdapat pada Release 8 dan

Release 9. 3GPP sendiri merupakan sebuah kolaborasi beberapa organisasi

telekomunikasi yang membuat standar atau spesifikasi (Release) dari pengembangan

teknologi telekomunikasi.

LTE pada Release 8 dan 9 ini sebenarnya belum memenuhi standar oleh organisasi ITU-R sebagai generasi baru,

namun karena permintaan dan perkembangan pasar maka LTE disebut teknologi generasi ke-4 (4G). Pada tahun

2011, 3GPP mengeluarkan Release 10 mengenai LTE-Advanced yang berisikan tentang peningkatan dan

pemenuhan standar teknologi LTE dari Release 8. LTE-Advanced inilah yang disebut sebagai 4G yang

sebenarnya

.

Gambar 2. Evolusi jaringan LTE

LTE merupakan evolusi dari jaringan seluler sebelumnya seperti GSM, GPRS, dan UMTS. Ada beberapa tujuan

pengembangan teknologi ini oleh 3GPP yaitu :

1. Kebutuhan akan pengembangan jaringan 3G dalam waktu yang akan datang.

2. Kebutuhan pelanggan akan kecepatan data yang tinggi dan quality of service (QoS).

3. Pengembangan teknologi packet switching.

4. Mengurangi biaya operasional.

5. Memiliki fleksibilitas terhadap penggunaan frequency band.

LTE memiliki keunggulan dan keuntungan :

1. Efesiensi spektrum yang tinggi, LTE menggunakan Orthogonal Frequency Division Mutiple Acces

(OFDMA) pada downlink dan Single-carrier FDMA (SC-FDMA) pada uplink, sehingga dapat

melakukan transmisi dengan cara membagi aliran data menjadi banyak aliran-aliran kemudian

ditransmisikan secara serentak. Penggunaan teknik ini dapat meminimalkan efek multi path.

Secara teoritis memilik kecepatan data yang tinggi, dimana downlink hingga 300 Mbps dan uplink 75

Mbps.

2. Lantency yang rendah, sehingga jaringan LTE memiliki setup time dan transfer delay yang sangat

rendah, serta waktu handover yang rendah.

3. Mendukung bandwith yang bervariasi, yaitu 1.4 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz dan 20 MHz.

4. Memiliki arsitektur jaringan yang sederhana, yaitu dengan eNodeB pada E-UTRAIN (Evolved UMTS

Terrestrial Radio Access).

5. Mendukung Frequency Divison Duplex (FDD) dan Time Division Duplex (TDD).

Gambar 1. Logo LTE

Tugas 1 - Komunikasi Multimedia Pita Lebar Antonius Listyo P - 1206238652

Arsitektur LTE

Arsitektur jaingan LTE dirancang untuk mendukung trafik packet switching dengan mobilitas tinggi, QoS dan

lantency yang rendah. Pendekatan packet switching ini membuat semua layanan termasuk layanan voice dapat

menggunakan koneksi paket. Sistem pada LTE disebut EPS (Evolved Packet System) yang merupakan berbasis

IP (Internet Protocol).

Pada arsitektur LTE dirancang sesederhana mungkin yaitu terdiri dari dua node yaitu EPC sebagai core network

dan E-UTRAN sebagai access. Jadi jaringan LTE terdiri dari BTS yang disebut eNB (evolved NodeB) yang saling

terkoneksi via interface X2 dan terhubung ke core network melalui interface S1 seperti pada gambar 3.

Hal ini sangat berbeda dengan teknologi GSM dan UMTS yang memiliki jaringan yang lebih kompleks dimana

terdapat radio network controller (RNC) yang berfungsi sebagai controller yang menentukan circuit switching

dan packet switching. Keuntungan yang didapat dari single node pada LTE adalah mempercepat setup time dan

mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk handover.

Teknik Akses

Pada LTE teknik akses yang digunakan pada arah downlink adalah OFDMA dan uplink menggunakan SC-FDMA.

Pada OFDMA setiap subcarrier adalah orthogonal sehingga akan menghemat spektrum frekuensi, namun

kekurangannya adalah tingginya Peak-to-Avarage Power Ratioi (PAPR) sehingga membutuhkan konsumsi daya

yang besar. Akibat dari penggunaan daya yang cukup besar pada downlink maka 3GPP menggunakan teknik yang

berbeda untuk uplink. SC-FDMA dipilih karena memiliki PAPR yang rendah dan alokasi frekuensi yang fleksibel

dari OFDMA.

LTE Advanced

LTE Advanced merupakan pengembangan teknologi LTE R8 yang fokus terhadap peningkatan kapasitas data.

Pada LTE Advanced LTE Release 10, memiliki aliran data yang lebih tinggi dengan menggunakan harga dan

waktu yang sama. Selain itu LTE-Advanced juga memenuhi syarat yang ditentukan oleh ITU untuk IMT-

Advanced, antara lain :

Meningkatkan aliran data maksimun yaitu 3 Gbps untuk downlink dan 1,5 Gbps untuk uplink.

Efesiensi spektrum yang lebih tinggi, dari 16 bps/Hz pada R8 menjadi 30 bps/Hz pada R10.

Meningkatkan jumlah pengguna yang dapat dilayani.

Memperbaiki peforma cell edges.

Fitur utama pada LTE-Advanced adalah Carrier Aggregation (CA), pengembangan pada teknik multi-antena dan

Relay Nodes (RNs)

Gambar 3. X2 dan S1 Interface Gambar 4. Jaringan GSM sampai LTE

Gambar 3. OFDMA dan SC-FDMA

Tugas 1 - Komunikasi Multimedia Pita Lebar Antonius Listyo P - 1206238652

Carrier Aggregation (CA)

Pada peningkatan kapasitas, cara yang dapat dilakukan

adalah dengan menambah bandwith. Namun, karena

teknologi LTE-Advanced berkesinambungan dengan

R8 dan R9 maka teknik carrier aggregation (CA).

Teknik CA dapat menggabungkan dua atau lebih

komponen carrier dengan bandwith maksimum sebesar

20 MHz per carrier, baik dalam satu band frekuensi

maupun berbeda. Maksimum komponen carrier yang

dapat digabung adalah lima, sehingga bandwith

maksimum yang dapat diperoleh sebesar 100 MHz.

Jumlah komponen yang digabungkan dapat berbeda

untuk downlink dan uplink.

MIMO (Multiple Input Multiple Output)

MIMO digunakan untuk meningkatkan bitrate melalui transmisi dari dua (atau lebih) data streams yang berbeda

pada dua (atau lebih) antena - yang menggunakan sumber frekuensi dan waktu yang sama namun hanya berbeda

sinyal reference yang diterima oleh dua atau lebih antena. Pada LTE-Advanced perubahan terjadi dengan

memperkenalkan 8x8 MIMO pada downlik dan 4x4 pada uplink. MIMO dapat digunakan ketika S/N (Signal to

Noise Ratio) tinggi sedangkan saat S/N rendah dapat menggunakan teknik multi-antena yang lain untuk

memperbaiki S/N.

Relay Nodes (RNs)

Relay Nodes merupakan BTS dengan konsumsi daya yang rendah. RNs menyediakan peningkatan coverage dan

kapasitas cell edges. RNs terhubung dengan Donoer eNB (DeNB) via radio interface. Kegunaan RNs akan

memiliki fungsi yang sama seperti eNB.

Gambar 4. Ilustrasi Teknik CA

Gambar 5. Ketika S/N tinggi maka akan menggunakan MIMO, namun saat S/N rendah maka akan menggunakan TX diversity

Gambar 6. Relay Nodes yang terkoneksi dengan DeNB via radio interface