1. UMTSUMTS merupakan salah satau evolusi generasi ketiga (3G) dari jaringan mobile. Air interface yang digunakan berupa WCDMATeknologi WCDMA berbasis pada teknologi Code Division Multiple Access (CDMA) yang menggunakan kode random untuk memisahkan tiap user dalam satu frame/paket data. Pada dasarnya, teknik CDMA sendiri hanya digunakan sebagai teknik antarmuka udara (air interface) pada WCDMA, dan interface WCDMA tersebut digunakan dalam standar 3G pada Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) yang merupakan pengembangan dari teknologi GSM.Arsitektur UMTS terdiri dari tiga bagian, yaitu :User equipmentUser equipment memiliki interface radio ke access network. Access network mengelola akses ke core network untuk semua pengguna yang sah dalam memperluas cakupan area. core network menyediakan switching sentral, transmisi dan fungsi-fungsi layanan yang diperlukan untuk menyediakan layanan UMTS.Komponen User equipment (UE):1. Mobile Equipment (ME). ME merupakan terminal itu sendiri, melaksanakan semua transmisi radio, penerimaan dan fungsi pengolahan.2. UMTS Subscriber Identity Module (USIM). Kartu yang unik mengidentifikasi pengguna UMTS untuk tujuan otentikasi, memegang informasi berlangganan dan menyediakan tambahan fitur keamanan.Access network dan core network berkomunikasi melalui interface Iu. Access network dan user equipment berkomunikasi dengan interface Uu.Access NetworkAccess network dikenal sebagai UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) dan melakukan fungsi-fungsi berikut:1. Pengelolaan sumber daya radio2. Call set up dan handover3. Akses pengguna ke core networkUTRAN melakukan peran serupa dengan Base Station Subsystem (BSS) di GSM.Sebuah UTRAN berisi entitas jaringan berikut:1. Radio Network Subsystem (RNS)RNS merupakan istilah abstrak yang secara kolektif mendefinisikan entitas yang mengelola sumber daya dan transmisi/penerimaan untuk satu set sel tertentu. Setiap RNS berisi:

a. Satu Radio Network Controller (RNC).b. Satu atau lebih Node B. Setiap Node B kontrol beberapa sel UMTS.2. Radio Network Controller (RNC)Radio Network Controller (RNC) mengatur alokasi dan penggunaan sumber daya radio di RNS dan melakukan sebagian besar pengolahan untuk UTRAN. Setiap RNC mengontrol satu atau lebih Node B. Fungsi RNC meliputi:a. Menetapkan dan membebaskan saluran radio. Ini mungkin dikontrol oleh RNC atau dikendalikan dari RNC tetanggab. Monitoring dan menjaga sambungan yang berkualitasc. Mengontrol Handoverd. Operasi dan pemeliharaan:a. Manajemen Konfigurasib. Alarm dan pelaporan kesalahanc. pemantauan Kinerja.e. menggabungkan keanekaragaman Makro dan fungsi pemisahan.Kebanyakan fungsi UTRAN dilakukan oleh entitas Radio Network Controller (RNC)3. Node BNode B adalah node fisik yang bertanggung jawab untuk transmisi radio dan penerimaan antara Peralatan Pengguna (UE) dan sel UMTS.a. Satu Node B melayani beberapa selb. Setiap Node B dikontrol oleh satu RNCc. Node B dapat mendukung Divisi Duplexing Frekuensi (FDD), Time Division Duplexing (TDD) atau operasi dual-modeCore NetworkCore Network (Jaringan inti) UMTS bertanggung jawab untuk:1) Transmisi dan switching2) Manajemen pengguna3) Pengguna layanan4) Interworking dengan jaringan eksternal.Core network memberikan dukungan untuk paket dan circuit switched traffic.Sebagian besar core network UMTS cenderung berevolusi dari infrastruktur jaringan yang ada (GSM, PDN, N-ISDN, B-ISDN).Jenis layanan pada core network UMTS meliputi:1) Suara2) Pesan universal (email terintegrasi, pesan suara, SMS)3) Video4) Internet akses Wireless5) Transfer file

2. LTE3GPP Long Term Evolution, atau lebih dikenal dengan sebutan LTE dan dipasarkan dengan nama 4G LTE adalah sebuah standard komunikasi nirkabel berbasis jaringan GSM/EDGE danUMTS/HSDPA untuk aksess data kecepatan tinggi menggunakan telepon seluler mau pun perangkat mobile lainnya. Meskipun biasanya dilihat sebagai telepon seluler atau mobile, LTE juga didukung oleh badan-badan keamanan publik di Amerika Serikat. Band radio 700 MHz sebagai teknologi pilihan untuk keselamatan publik.Menurut IMT Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced), LTE tidak sepenuhnya sesuai dengan persyaratan 4G. Sebagian besar operator selular di Amerika Serikat dan beberapa operator di seluruh dunia mengumumkan rencana untuk mengubah jaringan mereka untuk LTE dimulai pada 2009. Layanan LTE pertama di dunia dibuka olehTeliaSoneradi dua kotaSkandinaviayaituStockholmdanOslopada 14 Desember 2009. LTE adalah satu set perangkat tambahan ke Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) yang diperkenalkan pada3rd Generation Partnership Project (3GPP)Release 8. Banyak dari 3GPP Release 8 mengadopsi teknologi 4G, termasuk semua IP arsitektur jaringan. Walaupun dipasarkan sebagai teknologi4G, LTE yang dipasarkan sekarang belum dapat disebut sebagai teknologi 4G sepenuhnya. LTE yang di tetapkan 3GPP pada release 8 dan 9 belum memenuhi standarisasi organisasi ITU-R. Teknologi LTE Advanced yang dipastikan akan memenuhi persyaratan untuk disebut sebagai teknologi 4G.Bandwidth LTE adalah dari 1,4 MHz hingga 20 MHz. Operator jaringan dapat memilih bandwidth yang berbeda dan memberikan layanan yang berbeda berdasarkan spektrum. Itu juga merupakan tujuan desain dari LTE yaitu untuk meningkatkan efisiensi spektrum pada jaringan, yang memungkinkan operator untuk menyediakan lebih banyakpaket data pada suatu bandwidth. Adapun tujuan pengembangan teknologi pada 3GPP adalah sebagai berikut:a. Kebutuhan akan pengembangan jaringan 3G dalam waktu yang akan datang. b. Kebutuhan pelanggan akan kecepatan data yang tinggi dan quality of service (QOS). c. Pengembangan teknologi packet switching. d. Mengurangi biaya operasional karena arsitektur jaringan yang sederhana. Bandwidth LTE adalah dari 1,4 MHz hingga 20 MHz. Operator jaringan dapat memilih bandwidth yang berbeda dan memberikan layanan yang berbeda berdasarkan spektrum. Itu juga merupakan tujuan desain dari LTE yaitu untuk meningkatkan efisiensi spektrum pada jaringan, yang memungkinkan operator untuk menyediakan lebih banyak paket data pada suatu bandwidth. Beberapa kelebihannya lainnya dari LTE 4G adalah :a. Mendukung bandwidth yang bervariasi, yaitu 1.4, 3, 5, 10, 15 and 20 MHz. b. Dukungan untuk semua gelombang frekuensi yang saat ini digunakan oleh sistem IMT dan ITU-R, Kompatibel dengan teknologi 3GPP sebelumnya dan teknologi lainnya. c. Di daerah kota dan perkotaan, frekuensi band yang lebih tinggi (seperti 2.6 GHz di Uni Eropa) digunakan untuk mendukung kecepatan tinggi mobile broadband. d. Dukungan untuk MBSFN (Multicast Broadcast Single Frequency Network). Fitur ini dapat memberikan layanan seperti Mobile TV menggunakan infrastruktur LTE, dan merupakan pesaing untuk layanan DVB-H berbasis siaran TV.

Karakteristik perkembangan teknologi selular menurut standar 3GPPdan kelebihan yang dapat diberikan LTE terlihat pada berikut.

KeteranganWCDMA

(UMTS)HSPAHSPA+LTE

Downlink MaxSpeed (bps)384K14M28M100M

Uplink MaxSpeed (bps)128K5.7M11M5 M

Latency RTT150ms100ms50ms(max)~10ms

3GPPReleaseRel 99/4Rel 5/6Rel 7Rel 8

AccessMethodologyCDMACDMACDMAOFDMA/SC-FDMA

Teknologi LTELTE memiliki beberapa teknologi yang digunakan di dalamnya. Teknologi LTE memiliki beberapa persyaratan, diantaranya sebagai berikut :a. Throughput tinggi b. Low latency dan QoS yang tinggi c. Berbasis IPd. Interoperabilitas dengan jaringan yang ada.

Untuk memenuhi persyaratan tersebut, maka dibutuhkan teknologi-teknologi pendukung lainnya. Teknologi pendukung tersebut antara lain adalah sebagai berikut :a. Orthogonal Frequency Division Multi access (OFDM)b. Multiple Input, Multiple Output (MIMO)c. Envolved Packet Core

Orthogonal Frequency Division Multi Access (OFDMA)

OFDM merupakan teknik multiplex dengan menggabungkan beberapa frekuensi yang orthogonal/ tidak saling mempengaruhi. OFDM digunakan sebagai modulasi multicarrier di LTE 4G karena efisiensi spektrumnya seperti dapat dijelaskan berikut.Teknologi OFDM berasal dari pengembangan FDM yang dahulu dipakai pada 1G AMPS. FDM memisahkan beberapa sinyal pembawa (carrier) sehingga terdapat frekuensi guardband untuk meminimalisasi terjadinya crosstalk. Pada OFDM, spektrum frekuensi pembawa overlap satu dengan yang lainnya namun frekuensi-frekuensi tersebut bersifat orthogonal satu dengan yang lain.Gambar berikut menunjukkan perbedaan spektrum antara FDM dan OFDM.

Pada contoh berikut, 3 buah carrier saling overlap namun tidak menginterference satu dengan yang lain. Yang harus dicatat adalah hanya puncak (peak) sinyal carrier tersebut yang membawa data, pada titik ini amplitude frekuensi carrier yang lain bernilai nol. Inilah yang dikatakn orthogonal.

Pada LTE 4G, Sinyal pembawa subcarrier mempunyai lebar 15 kHz. Saking sempitnya sehingga efisiensi yang didapat semakin baik. Hal ini dapat kita lihat dari gambar sinyal pada domain frekuensi dibawah. Pada domain waktu, sinyal hanyalah berupa gelombang sinusoid (sin (2?t/T)) dimana T adalah periode sinyal tersebut (T=1/f0).

Karena tiap subcarrier bersifat orthogonal, maka kita dapat mengirimkan beberapa simbol OFDM ini secara paralel menggunakan subcarrieryang berbeda-beda, sehingga tidak akan menginterferensi satu dengan yang lain. Setelah sinyal OFDM ditransmisikan, maka untuk mendapatkan sinyal tersebut kembali di sisi penerima kita gunakan rumus pengintegralan sehingga hasilnya sesuai dengan apa yang dikirimkan.

Multiple Input Multiple Output (MIMO)

MIMO adalah suatu teknologi yang muncul menggunakan prinsip diversity dengan tujuan meningkatkan data rate dalam range yang lebih besar tanpa membutuhkan bandwidth atau daya transmisi yang besar. Sistem MIMO ini terdiri dari beberapa antena pemancar dan penerima yang menciptakan diversity antara transmiter dan receiver. Keberhasilan dari teknologi MIMO ini mendorong dikembangkannya konsep komunikasi kooperatif dimana banyak user dengan antena tunggal dapat memanfaatkan user lain dalam menyampaikan informasi untuk menciptakan sistem MIMO. Ide dasar dari sistem MIMO adalah untuk menciptakan spatial diversity sinyal pemancar dari lokasi yang berbeda. Konsep dasar ini merupakan akar dari sistem komunikasi kooperatif.

Dimulai dari konsep dasar teknologi Mutiple-Input-Multiple-Output (MIMO), saat ini komunikasi kooperatif dipelajari secara intensif agar sistem memiliki kinerja yang sama bagusnya hanya dengan menggunakan sistem antena tunggal. Dalam tugas akhir ini tertarik melakukan penelitian dengan sistem MIMO.

Sistem kooperatif MIMO merupakan sistem komunikasi dimana terdapat banyak user dengan multiple antena yang bekerja sama untuk mengirimkan informasi. Dalam sistem ini, transmisi sinyal dilakukan dengan memanfaatkan user lain sebagai relay untuk meneruskan informasi ke tujuan.

Teknologi Envolved Packet Core (EPC)LTE dikembangkan agar dapat memenuhi standar 4G dengan kecepatan akses yang lebih tinggi dari HSDPA, HSPA+. Perubahan teknologi akses radio ini juga diikuti dengan core network dari provider telekomunikasi bergerak.EPC adalah core network untuk mendukung teknologi LTE dengan konsep arsitektur All-IP, artinya jaringan tersebut menggunakan protokol IP yang berbasis packet dan tidak lagi menggunakan TDM/ATM. EPC dibuat dan distrandarisasi oleh 3GPP pada Release 8 dan terus dikembangkan hingga saat ini (Release 10). Studi pembuatan packet core network baru untuk LTE ini disebut System Architecture Evolution (SAE) dengan fokus sebagai berikut:a. Arsitektur yang sederhana dan mendukung kecepatan transfer data yang tinggib. Merupakan jaringan All-IPc. Mendukung jaringan akses paket apapun misalnya WiFi, WiMAXd. Mendukung mobilitas, roaminge. Dapat tetap bekerja atau saling tehubung (interworking) dengan legacy system misalnya PSTN, GSM, UMTS, CDMA dll.f. Mendukung layanan real-time dan multimedia dengan Quality of Experince (QoE) yang baik

Berikut ini digambarkan posisi EPC pada arsitektur jaringan operator telekomunikasi bergerak..

Berbeda dengan core network pada generasi sebelumnya yaitu 2G dan 3G, pada EPC tidak dikenal pembagian CS (circuit switched) domain dan PS (packet switched) domain. Pada EPC hanya digunakan protokol berbasis paket (IP) dari perangkat pengguna ke eNodeB, sebutan base station pada LTE, lalu ke EPC dan ke service domain atau application domain dalam hal ini biasanya adalah IMS (IP Multimedia Subsystem).

Penggunakan IP ini sesuai dengan perkembangan konvergensi teknologi telekomunikasi atau arsitektur next generation network (NGN) yang telah dirumuskan oleh organisasi-organisasi telekomunikasi dunia, seperti ETSI/TISPAN, 3GPP, 3GPP2, ITU. Elemen dari EPC terdiri dari:a. Mobility Management Entity (MME)b. Serving Gateway (SGW)c. Packet Data Network (PDN) Gateway (PGW)d. Policy & Charging Rule Function (PCRF)