Giải pháp truy nhập femtocell và ứng dụng trong mạng thông tin di động của vinaphone

Femtocell là một trạm phát sóng nhỏ của mạng thông tin di động tế bào được dùng để nâng cao chất lượng dịch vụ và cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng ở phạm vi gia đình hay văn phòng,

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN THIỆN CHÍNH

Phản biện 1:………

Phản biện 2:………

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Vào lúc: giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ “Femtocell” ra đời là một cơ hội cho các nhà mạng để giải quyết vấn đề vùng phủ trong nhà Femtocell là một trạm phát sóng nhỏ của mạng thông tin di động tế bào được dùng để nâng cao chất lượng dịch vụ và cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng ở phạm

vi gia đình hay văn phòng, công sở

Xu thế trong giai đoạn tiếp theo của viễn thông là hội tụ giữa di động và cố định tạo cho viễn thông một bộ mặt mới, đây là mạng đa dịch vụ, nhưng không phải là các dịch vụ đơn lẻ

mà chúng kết hợp với nhau sử dụng chung tài nguyên: Đầu cuối, Hệ thống điều khiển, mạng truyền tải, Sự hội tụ chặt chẽ giữa mạng cố định và di động là cần thiết để có thể cung cấp dịch vụ chất lượng cao Giải pháp Femtocell hứa hẹn mang lại lợi nhuận và tiện ích cho cả nhà cung cấp dịch vụ lẫn người sử dụng dịch vụ

Nội dung chính của luận văn như sau:

Chương 1: Công nghệ Femtocell trong thông tin di động: - Trình bày về Femtocell, những

khó khăn, bất cập gặp phải trong khi triên khai Femtocell

- Công nghệ Femtocell: giới thiệu, đặc tính kĩ thuật, mô hình kiến trúc, ưu điểm, nhược điểm: vấn đề chuẩn hóa, nhiễu, phân cấp tần số, chất lượng dịch vụ,…

Chương 2: Giải pháp truy nhập Femtocell: Nghiên cứu các vấn đề về đặc tính kĩ thuật, kịch

bản áp dụng, đánh giá giải pháp: thách thức và cách giải quyết đối với các giải pháp truy nhập:Giải pháp truy nhập mở, Giải pháp truy nhập đóng, Giải pháp truy nhập hỗn hợp

Chương 3: Ứng dụng Femtocell trong mạng thông tin di động của Vinaphone: - Hiện trạng

mạng thông tin di động của Vinaphone: Thu thập số liệu hiện rạng, phân tích, đánh giá về những vấn đề còn tồn tại thên thực tế Các mô hình triển khai Femtocell trong mạng thông tin di động của Vinaphone Đề xuất áp dụng mô hình tại một khu vực cụ thể: sử dụng thiết

bị của Huawei cho mô hình đề xuất triển khai, đánh giá kết quả

CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ FEMTOCELL TRONG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1 Những vấn đề hạn chế trong việc phủ sóng di động trong nhà

Cải thiện tốt vùng phủ và nâng cao chất lượng sẽ góp phần làm gia tăng thu nhập cho các nhà mạng, nâng cao sự gắn bó giữa các thuê bao và giảm thiểu sự xáo trộn về thuê bao cho nhà mạng Do đó, làm thế nào để đảm bảo vùng phủ sóng tốt trong môi trường indoor, đặc biệt là đối với các dịch vụ số liệu tốc độ cao là một thử thách lớn đối với các nhà mạng

1.2 Giải pháp cải thiện vùng phủ sóng trong nhà

Vấn đề cải thiện vùng phủ sóng trong nhà đã và đang càng ngày trở thành một vấn đề quan trọng Đây là lý do tại sao phải đề xuất các giải pháp khác nhau việc cải thiện vùng phủ vô tuyến trong nhà bằng cách thêm các cell ngoài trời không thực sự tối ưu vì nó không làm tối ưu trực tiếp vùng phủ trong nhà do đó hiệu quả của phương pháp này không thực sự tối ưu

Đầu tiên, giải pháp sử dụng hệ thống anten phân bố DAS được phát triển Các anten khác nhau được phân bố trong tòa nhà để tạo ra một vùng phủ đồng nhất Các anten này kết nối tới một trạm gốc chung

Để phủ sóng các đường hầm và các hành lang có khoảng cách dài Cáp bức xạ sẽ thay thế cho anten để tín hiệu truyền qua nó Một giải pháp gần đây được đề xuất đó là lắp đặt các trạm phát sóng nhỏ trong nhà như picocell hoặc Femtocell

Tất nhiên tùy thuộc và đặc tính vật liệu của tường của các tòa nhà sẽ ảnh hưởng suy giảm nhiều hoặc ít đến tín hiệu Đó là lý do tại sao các nhà mạng phải tìm kiếm các giải pháp nhằm tăng vùng phủ sóng trong nhà: bao gồm phương pháp thêm các trạm phát sóng mới hoặc điều chỉnh lại các trạm phát sóng đang có Vì lý do sức khỏe, giải pháp tăng công suốt phát của trạm gốc là không thể Hai loại môi trường thường dùng để khảo sát và mỗi loại yêu cầu những cách tiếp cận khác nhau: vùng ngoại thành và vùng thành thị

1.2.1 Môi trường vùng phủ sóng di động ngoại thành

Ở các vùng nông thôn, các trạm phát sóng cao được lắp đặt để phủ sóng với khoảng cách xa hơn Để tối ưu vùng phủ trong nhà, các nhà mạng chỉ còn cách tiếp cận với với giải pháp thêm nhiều macrocell Vì giá thành thiết bị đắt, nó không chỉ liên quan đến giá thành mua mà còn liên quan đến việc bảo dưỡng, các nhà mạng luôn phải đối mặt với việc phải thỏa hiệp về mặt kinh tế: thêm các macrocell trong các vùng mà số lượng thuê bao đủ lớn để làm cho việc lắp đặt thuận lợi, còn các vùng khác hoặc không cần hoặc với vùng phủ nhỏ nhất

1.2.2 Môi trường vùng phủ sóng di động thành thị

Ở các vùng thành thị, vấn đề gặp phải tương tự như môi trường vùng nông thôn là các vùng phủ bên trong các toàn nhà chỉ được đảm bảo bằng cách cải thiện chất lượng tín hiệu ngoài trời Tất cả các phương pháp trình bày trước đây (macrocell, microcell) đã được dùng trong thời gian dài tuy nhiên những giải pháp này không tối ưu vì chúng không thực

sự tối ưu vùng phủ sóng trong nhà mà chỉ mở rộng tầm ảnh của vùng phủ sóng ngoài trời đối với các tòa nhà

Giải pháp lắp đặt các trạm phát sóng trực tiếp bên trong các tòa nhà Một mặt, sử dụng cáp bức xạ cũng là giải pháp tốt cho môi trường hẹp dài như các đường hầm, nhưng khi lắp đặt ở môi trường lớn như các tòa nhà thì lại vấp phải quá nhiều thử thách và chi phí cao khi triển khai Mặt khác, picocell và Femtocell là hai giải pháp hiệu quả, vì công suất tín

hiệu trong nhà có thể cái thiện một cái hiệu quả, số lượng các cell sẽ tăng dung lượng tiềm năng của hệ thống Picocell đã được triển khai bởi các nhà mạng, bởi vì chúng thích nghi tốt với các trung tâm thương mại hoặc các tòa nhà văn phòng Tuy nhiên, trong các môi trường nhà dân, Femtocell dường như là phương pháp tiếp cận tối ưu cho cả khách hàng và nhà mạng

1.2.3 Môi trường phủ sóng di động trong nhà Picocell

Picocell là một trạm phát sóng nhỏ tương tự như một access point Nó thường có kích

cỡ nhỏ, tích hợp một anten và phát tín hiệu với nguồn tiêu thụ thấp Nó kết nối với BSC của nhà mạng Giống như các trạm phát sóng chuẩn, BSC quản lý việc truyền tải dữ liệu giữa picocell và mạng, và thực hiện handover giữa các cell và gán tài nguyên cho các người dùng khác nhau Picocell kết nối với mạng core thông qua hệ thống cáp quang, cáp điện hoặc kết nối Ethernet Thông thường trong picocell có tích hợp một anten toàn hướng

1.2.3.1 Ưu điểm

Ưu điểm chính của picocell là rẻ hơn so với các trạm phát sóng chuẩn và chi phí lắp đặt cũng thấp hơn Chúng tăng vùng phủ trong nhà một cách hiệu quả vì chúng được lắp đặt trong nhà Vùng phủ sóng của các cell này nhỏ hơn so với trạm phát sóng ngoài trời Picocell được triển khai trong các vùng trong nhà có mật độ người dùng cao Hơn thế nữa, Picocell không chỉ tăng dung lượng bên trong tòa nhà mà còn tăng dung lượng ngoài trời, và giảm nhiễu ngoài trời vì trùng chéo giữa cell ngoài trời có thể giảm

1.2.3.2 Triển khai

Vị trí đặt picocell và các thống số thiết lập tốt nhất là những thử thách chính khi triển khai Picocell được triển khai chủ yếu trong các vùng có diện tích rộng như các trung tâm thương mại hoặc sân bay, do đó việc lắp đặt có thể gặp phải thử thách Thử thách chính khi triển khai lắp đặt picocell là phải xem xét đến các cell ngoài trời Do đó, việc quy hoạch mạng trong nhà và ngoài trời là một vấn đề rất quan trọng

1.2.3.3 Ứng dụng

Đây là giải pháp tốt để đáp ứng hai yêu cầu sau:

 Phủ sóng các “lỗ hổng”phủ sóng mạng macro- là những nơi tín hiệu quá thấp

 Giảm tải lưu lượng cho mạng macro trong các vùng thành thị đông dân

Chúng tỏ ra hữu ích trong các tòa nhà cao tầng, các công trình lịch sử (tường lớn làm bằng đá hấp thụ hầu hết các tín hiệu đến từ các macrocell) hoặc các tòa nhà làm từ các khối

và vật liệu phức tạp (như các cấu trúc kim loại hoặc các cửa sổ thủy tinh đặc biệt nhằm giữ ấm).Cuối cùng, picocell đã đươc dùng trong các ứng dụng giao thông mà ở đây các kết nối

với hạ tầng mạng được đảm bảo, ví dụ như thông qua vệ tinh Do đó các picocell có thể dùng để cung cấp thoại cho các hành khách trên máy bay hoặc các tàu khách

1.2.3.4 Đề xuất picocell loại nhỏ

Với sự thành công của picocell trong môi trường trong nhà cho nhiều người sử dụng,

ý tưởng về mạng picocell loại nhỏ là để phủ sóng cho một ngôi nhà, đó là lý do tại sao nguồn tiêu thụ thấp phải được phù hợp vì thế kích cỡ cell trong khoảng 20 đến 30 mét, bằng cách giảm kích cỡ của các cell để đáp ứng được các nhu cầu về mạng, đó là nhu cầu về dung lượng càng ngày càng nhiều Một loại cell rất nhỏ đươc gọi là Femtocell sẽ được trình bày trong phần tiếp theo

1.2.4 Môi trường vùng phủ sóng di động khu vực trong nhà Femtocell

1.2.4.1 Giới thiệu

Để mở rộng ý tưởng của picocell chỉ dành cho các mạng tại nhà, các trạm phát sóng Femtocell đã được đề xuất Femtocell là một picocell đơn giản được cài đặt trực tiếp tại nhà của khách hàng Thay vì kết nối với BSC của nhà mạng (giống như picocell), Femtocell lại kết nối trực tiếp với mạng Internet Với Femtocell, tất cả liên lạc với mạng của nhà mạng đều thông qua Internet, và không cần đối với hạ tầng BSC/MSC Vì Femtocell phủ sóng trong một vùng nhỏ hơn, người dùng ít hơn so với picocell, và triển khai rẻ hơn do đó Femtocell bị giới hạn dung lượng và công suất đầu ra (giữa 10 và 20 dBm, giữa 4 và 6 người dùng)

1.2.4.2 Ưu điểm

Lợi ích mà công nghệ Femtocell hứa hẹn mang đến cho người dùng:

 Giảm chi phí gọi điện thoại di động tại nhà

 Có một kết nối tốt, chất lượng dịch vụ tốt hơn, tốc độ cao hơn

 Tiết kiệm năng lượng tiêu tốn

 Cuối tháng chỉ cần chi trả một hóa đơn duy nhất cho cả điện thoại cố định và di động

 Nhiều người có thể cùng dùng chung một Femtocell (Femtocell hiện tại có thể hỗ trợ đồng thời 5-6 kết nối di động )

Lợi ích cho nhà cung cấp mạng di động:

 Cạnh tranh cũng như giảm mối đe dọa từ các dịch vụ VoIP của nhà cung cấp dịch vụ

 Tăng sự trải nghiệm của khách hàng và giảm việc khách hàng bỏ sang dùng mạng của nhà cung cấp khác

 Tăng chất lượng phủ sóng trong các công trình cũng như tăng dung lượng và các dịch

vụ giá trị gia tăng cho người dùng

 Tăng doanh thu bình quân của một thuê bao/tháng ARPU

 Khuyến khích người dùng sử dụng 3G hay WiMAX, từ đó tăng số thuê bao 3G, WiMAX trong tương lai

1.2.4.3 Các phần tử chung trong cấu trúc mạng Femtocell

Như chỉ ra trong hình 1.5 có ba phần tử chung cho bất kỳ kiến trúc mạng Femtocell nào:

 Femtocell Access Point (FAP)

 Security Gateway (SeGW)

 Hệ thống quản lý thiết bị Femtocell (FMS)

Hai phần tử khách nằm trong tất cả các cấu trúc mạng Femtocell, cho phép kết nối với mạng lõi nhà mạng di động Phụ thuộc vào kiến trúc xác định dùng cho các cuộc gọi chuyển mạch kênh, có thể là một server tập trung Femtocell (FCS) hoặc một Gateway Femtocell (FNG)

Hình 1.5: Các phần tử chung trong cấu trúc mạng Femtocell

1.2.4.4 Triển khai Femtocell

a Các yêu cầu trọng yếu khi triển khai Femtocell

Triển khai “plug and play”: từ khi mua đến khi tích hợp vào mạng

Mua và đăng ký: Người dùng đầu cuối mua một Femtocell và một Femtocell ID, đăng ký

thông tin người dùng bao gồm địa chỉ mà Femtocell sẽ triển khai, cũng như người dùng thiết

bị truy nhập ưu tiên cho Femtocell Trong tiến trình này, địa chỉ của người dùng sẽ được chuyển đổi thành kinh độ và vĩ độ và lưu cùng với các dữ liệu người dùng khách trong một

cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu này là một phần của phần tử mạng trung tâm là server HUS, nó

là một phần của bộ điều khiển cell trong nhà (home-cell controller) và đặt trong mạng lõi của nhà mạng Ngoài ra, người dùng sẽ cấp chi tiết danh sách truy nhập trên một Website bảo mật, ở đây ta có thể cập nhật một vài thông tin cá nhân, thêm hoặc xóa các UE truy nhập ưu tiên theo thời hạn và điều kiện của nhà mạng

Lắp đặt và xác thực: Khi kết nối với Internet được thiết lập, Femtocell sẽ liên lạc với HUS

trong mạng của nhà vận hành và phát mã nhận dạng (ID), nó là một phần của Femtocell ID của người dùng Sau đó HUS xác thực với Femtocell Nếu HUS phát hiện firmware Femtocell hoặc dữ liệu được cấu hình trước đã cũ nó sẽ tự động thực hiện cập nhật online lại

Tự động cáu hình các thông số ban đầu: Bằng cách này, Femtocell có thể cấu hình tự động

danh sách hàng xóm và lựa chọn một mã băm không sử dụng trong vùng đó trong danh sách cung cấp bởi HUS Cuối cùng, các thông số cấu hình tự động được phát tới HUS và lưu vào

cơ sở dữ liệu, chúng có thể dùng để nhận dạng các vấn đề liên quan đến cấu hình xảy ra

Kiểm tra vị trí

Để đảm bảo Femtocell được triển khai theo đúng tiêu chuẩn về kì hạn và các điều kiện của nhà mạng như trong hợp đồng với người dùng đầu cuối và không được phát xạ ở những nơi mà nhà mạng không cho phép, vì thế vị trí vật lý của Femtocell phải được kiểm tra

Tiếp tục tự tối ưu trong quá trình hoạt động

Điều này đảm bảo tối thiểu hóa các ảnh hưởng lên mạng macrocell cũng như đảm bảo tối đa hiệu năng cho Femtocell dưới những ràng buộc đã cho Việc cập nhật tất cả các thông số này sẽ được phát tới HUS và được lưu trong cơ sở dữ liệu liên quan

Tự động cấu hình công suất phát đối với chế độ đồng kênh

Đây là một vấn đề đặc biệt quan trọng khi Femtocell sử dụng lại cùng một băng tần với mạng macrocell sẵn có, vì các công suất này định nghĩa vùng phủ sóng Femtocell, và nó quyết định đến nhiễu, báo hiệu handover và tỉ lệ rớt cuộc gọi

b Kịch bản cho Femtocell

Femtocell có thể được triển khai trong nhiều loại kịch bản khác nhau Thị trường đầu tiên là trong nhà, và yêu cầu là truy nhập vào một kết nối Internet băng rộng Trong các môi trường nông thôn, khi vùng phủ macrocell không đủ, Femtocell có thể là giải pháp phù hợp cho phép các khách hàng mới truy nhập vào mạng di động và có một vùng phủ sóng rộng trong nhà của chính họ Trong các môi trường thành thị, Femtocell là một giải pháp tốt để phủ sóng ở các khu tòa nhà có mật độ cao, ở đây các căn hộ hiếm khi trong tầm nhìn thẳng của macrocell và ở đây các suy hao bởi các tòa nhà khác ảnh hưởng xấu đến vùng phủ sóng trong nhà

Thị trường thứ hai dành cho Femtocell đó là môi trường văn phòng, ở đây dung lượng thấp của Femtocell sẽ đủ để phủ sóng một số lượng văn phòng Trong trường hợp này, các tòa nhà sẽ được phủ sóng bởi một bộ nhiều Femtocell mà chúng phải được tính toán, quy hoạch cẩn thận, tương tự như cách thức của picocell

Trong môi trường căn hộ, các Femtocell có thể sẽ được triển khai ở chế độ truy nhập riêng tư Trong môi trường văn phòng, vì sự di chuyển của người sử dụng cho nên Femtocell thường được triển khai ở chế độ truy nhập công cộng

Cuối cùng, một sáng kiến cho tương lại là triển khai Femtocell cho môi trường ngoài trời

ở các vùng truy cập hotspot nhỏ, ở đây các khách hàng sẽ thích thú với một vùng phủ sóng rộng Ở kịch bản này với giá thành rẻ, khả năng tự động cấu hình, Femtocell sẽ cho phép tạo

ra rất nhiều cell nhỏ với độ phủ sóng cao

1.2.4.5 Sự khác nhau giữa Picocell và Femtocell

Bảng 1.2: So sánh giữa Picocell và Femtocell

Lắp đặt Bởi nhà mạng Bởi người dùng

Kết nối với mạng core Cáp đồng hoặc cáp quang ADSL Cáp

Các trường hợp nhiễu và tránh thông qua quy hoạch tần số:

Một nhà mạng có ba lựa chọn cơ bản đối với việc cấp tần số trong việc triển khai

Femtocell Nó được chỉ ra trong trường hợp A, B và C

Trường hợp A: biểu diễn Femtocell triển khai trên một kênh vô tuyến riêng khác với macrocell Điều này giúp cho tối thiểu nhiễu giữa hai mạng và đơn giản hóa việc triển khai Femtocell ban đầu Trường hợp này phù hợp ở những vùng ngoại thành, nơi mà nhà mạng

có các kênh vô tuyến không sử dụng

Trường hợp C: tất cả tài nguyên được chia sẻ giữa mạng macrocell và Femtocell Điều này dẫn tới tăng phạm vi quản lý nhiễu giữa các Femtocell, chủ yếu là triển khai ở những khu thành thị mật độ cao, đồng thời cũng yêu cầu quản lý nhiễu ở mức độ cao nhất để đảm bảo tối thiểu ảnh hưởng lên mạng macrocell từ các Femtocell đồng kênh

Trường hợp B: biểu diễn một thỏa hiệp giữa trường hợp A và C, ở đây một vài kênh vô tuyến được chia sẻ giữa các mạng macrocell và Femtocell và các kênh vô tuyến khác chỉ dành cho mạng macrocell Trong trường hợp này, macrocell có thể chuyển các thiết bị di

động đang được phục vụ trên kênh vô tuyến chía sẻ sang một kênh vô tuyến macrocell riêng khi chúng tiếp cận với Femtocell Vì các nhà mạng di động không có các kênh vô tuyến riêng cho Femtocell trong nhiều thị trường của họ Do đó, Femtocell cần được thiết kế với các công nghệ giảm nhiễu tiên tiến cho phép hoạt động tin cậy khi mạng Femtocell và macrocell chia sẻ cùng các kênh vô tuyến như trường hợp C

Giảm thiểu nhiễu trong quá trình triển khai Femtocell đồng kênh:

Giảm thiểu nhiễu đường xuống: Tính toán độ mạnh tín hiệu nhận đường gần các macrocell và các Femtocell khác và từ đó thiết lập mức công suất phát đường xuống đủ để SNR có thể chấp nhận được bên trong vùng phủ sóng Femtocell phát sóng với với mức công suất quá cao gây nhiễu lên thiết bị di động gần đó được phục vụ trên cùng kênh vô tuyến bởi Macrocell ở xa Điều này có thể tạo ra một vùng “dead zone”, ở đây thậm chí việc liên lạc với trạm gốc macrocell có thể trở nên khó khăn Femtocell tránh trường hợp này bằng cách đẩy các thiết bị di động sang kênh vô tuyến khác trên mạng macrocell khi các thiết bị này đang ở chế độ nghỉ hoặc cho phép chúng vào mạng Femtocell ở chế độ nghĩ, và phân phối chúng sang một kênh vô tuyến khác trên mạng macrocell bất kể chúng bật cuộc gọi thoại hay cuộc gọi số liệu Với cách này tất cả cuộc gọi macrocell gần phụ cận với Femtocell luôn diễn ra trên một kênh vô tuyến khác và từ đó có thể tránh nhiễu từ Femtocell

Giảm thiểu nhiễu đường lên: các trạm gốc macrocell duy trì độ ổn định của hệ thống trên đường lên thông qua việc điều khiển tổng công suất đường lên nhận được Điều này được thực hiện thông qua các báo cáo đo lường từ các thiết bị di động, từ đó tính toán suy hao đường của chúng tới trạm gốc macrocell gần nhất, và giới hạn công suất phát của chúng bằng các thuật toán điều khiển công suất

b Handover

Quá trình Handover Femtocell cần thiết để đảm bảo rằng vùng phủ sóng không gián đoạn, cuộc gọi diễn ra liên tục khi người dùng di chuyển vào hoặc ra khỏi một Femtocell Femtocell handover có nhiều thử thách hơn so với quá trình handover macrocell bình thường vì mạng backhaul khác nhau và cũng ít xảy ra việc liên lạc trực tiếp giữa Femtocell

và macrocell Quá trình Femtocell handover xảy ra theo ba cách sau:

 Hand-in: Handover giữa macrocell tới Femtocell

 Hand-out: Handover giữa Femtocell và Macrocell

 Femtocell tới Femtocell: Handover xảy ra giữa một Femtocell và một Femtocell khác gần nó Điều này thường xảy ra ở các văn phòng, ở đó có thể có nhiều Femtocell để

phủ sóng liên tục trong một tòa nhà

c Chất lượng dịch vụ

Khi dùng một kết nối ADSL tại nhà, một trạm gốc access point phải chia sẻ băng thông backhaul với các dịch vụ khác như duyệt Internet, game, set-top-box, và các thiết bị triple play nói chung, hoặc thay thế trực tiếp cho các chức năng bên trong một khối tích hợp Ở phương pháp chia sẻ băng thông, là phương pháp chủ yếu hiện được phát triển, thì ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ có thể là là một vấn đề

d Vấn đề bảo mật

Khi đề cập đến vấn đề bảo mật trong Femtocell, chúng ta phải xét đến một số khái niệm đang tồn tại:

 Bảo mật người dùng (User privacy)

 Từ chối dịch vụ và tính sẵn sàng của các dịch vụ phổ biến

 Lừa gạt và ăn cắp dịch vụ: khái niệm này được chú ý trong trường hợp các người

dùng không được cấp quyền kết nối với Femtocell

Lỗ hổng bảo mật: Có nhiều khu vực mà ở đó có thể gây nguy hại cho toàn hệ thống

Femtocell Các khu vực chủ yếu của các lỗ hổng an ninh Femtocell được đưa ra dưới đây:

 Các kênh vô tuyến trong Femtocell

 Bản thân mạng Femtocell

 Kết nối Internet:

Các biện pháp an ninh: Để ngăn chặn việc tấn công an ninh thành công lên Femtocell, có

một vài phạm vi có thể được lưu ý đến:

 Sử dụng IPSec

 Xác thực bảo mật Femtocell

 Bảo mật đường truyền kết vô tuyến

 Giao thức xác thực mở rộng (EAP)

e Các vấn đề về công suất và sức khỏe

Các vấn đề ảnh hưởng của Femtocell lên sức khỏe đang giành được sự quan tâm lớn, đó

là các vấn đề liên quan đến việc sử dụng tần số vô tuyến bức xạ

Các mức công suất của Femtocell: Các mức công suất Femtocell khá thấp và sử dụng các

access point công suất thấp cho các liên lạc trong khoảng nhỏ Chúng cải thiện vùng phủ sóng và dung lượng và dùng cùng dạng tín hiệu sử dụng giữa các trạm gốc tổ ong và các điện thoại Các mức công suất giống như các mức công suất sử dụng bởi các access point wireless ban đầu cho WiFi Các điện thoại dùng Femtocell sẽ có công suất ở mức thấp giống như trong dải vô tuyến, các mức công suất của nó sẽ chỉ giảm đến mức yêu cầu cần thiết để đảm bảo tin cậy cho các liên lạc Bằng cách này tổng mức tín hiệu vô tuyến có thể giảm

Nghiên cứu các vấn đề về sức khỏe: Hiện nay theo luật 1/d^2 khi mà công suất giảm bằng

căn bậc hai của khoảng cách Femtocell phải không gây bất ảnh hưởng nào

Để những người thiết kết các thiết bị vô tuyến có thể thiết kế một chuẩn an toàn được thống nhất chung, Femtocell được thiết kế với cùng các giới hạn an toàn như được áp dụng trong tất cả các thiết bị không dây như các thiết bị di động, các thiết bị Bluetooth, các access point WiFi…

+ Đảm bảo Femtocell nhận biết các cell site lân cận

Các mức chính xác được định nghĩa trong nhiều chuẩn khác cho các loại cell khác nhau Các mức này dẫn đến sự thay đổi theo loại cell mà các trạm gốc đang phục vụ Có thể

sử dụng một chuẩn có độ ổn định rất cao để cung cấp mức chính xác và đồng bộ Femtocell theo yêu cầu Tuy nhiên chi phí có thể là một vấn đề, do đó các phương pháp khác để đồng

bộ Femtocell và độ chính xác tần số ở mức độ yêu cầu có thể hiệu quả hơn Có rất nhiều cách để thực hiện đồng bộ Femtocell Chúng ta có thể sử dụng một số nguồn đồng bộ thời gian Cụ thể là:

g Chuẩn hóa Femtocell

Chuẩn Femtocell bao gồm bốn phần chính: cấu trúc mạng; các giao diện và can nhiễu vô tuyến; quản lý, dự liệu và an ninh cho Femtocell Về mặt cấu trúc mạng, giao diện chủ yếu giữa hàng triệu Femtocell tiềm năng và các gateway trong lõi mạng được gọi là Iuh Việc sử dụng lại các giao thức 3GPP UMTS sẵn có và mở rộng chúng nhằm mục đích hỗ trợ các nhu cầu triển khai Femtocell số lượng lớn

Công việc xúc tiến công nghệ Femtocell hợp nhất theo chuẩn 3GPP phiên bản 9 vẫn đang tiếp tục, hướng đến LTE Femtocell cũng như hỗ trợ chức năng tiên tiến hơn cho Femtocell 3G Tiêu chuẩn Femtocell cũng đang được phát triển cho các công nghệ giao diện

vô tuyến bổ sung phù hợp với các nhóm công nghệ khác

1.2.4.7 Tương lai của Femtocell

Tính đến nay, đã có 37 nhà mạng triển khai Femtocell tại 23 quốc gia và 15 cam kết

sẽ triển khai công nghệ này của các nhà mạng Informa Telecoms Media ước tính sẽ có hơn