Femtocell là gì? Trong viễn thông, femtocell là một thuật ngữ khá mới liên quan đến khái niệm về trạm gốc điểm truy nhập (Access point base station). Mỗi femtocell chỉ là một trạm thu phát di động nhỏ trong mạng thông tin di động kiểu tế bào, trong đó tích hợp nhiều chức năng của BSC (Base Station Controller) và một số chức năng của MSC (Mobile Switching Center). Femtocell được kết nối đến mạng của các nhà cung cấp dịch vụ qua đường truyền băng rộng (như DSL hoặc cáp quang). Mục đích của các femtocell là dùng để phủ sóng bên trong các tòa nhà, bên trong các công ty; cho phép những nhà cung cấp dịch vụ mở rộng phạm vi phủ sóng ở những khu vực trong khu dân cư sóng yếu hoặc các cao ốc và tầng hầm. Vì thế, femtocell như một cổng kết nối của mạng thông tin di động tế bào đặt tại nhà khách hàng và có thể xem là sự kết hợp giữa mạng cố định và mạng di động. Femtocell được hiểu là ‘trạm cơ sở nhà’(home base station),là điểm truy nhập nhà mạng di động của các thiết bị di động tiêu chuẩn kết nối đến mạng nhà cung cấp dịch vụ di động thông qua các công nghệ nhờ đường dây thuê bao số DSL,kết nối cáp băng rộng,cáp quang hoặc trạm không dây cuối cùng. 2.Lịch sử ra đời Khái niệm ‘trạm cơ sở nhà’ đầu tiên được nghiên cứu bởi phòng thì nghiệm Bell của hãng AlcatelLucent vào năm 1999. Trong năm 2002,Motorola thông báo phát triển sản phẩm trạm cơ sở nhà dựa trên nền tảng công nghệ 3G.Tuy nhiên,cho đến năm 2005 thì khái niệm này mới được chấp nhận rộng rãi. Trong năm 2006,thuật ngữ ‘femtocell’ ra đời. Trong tháng 2 năm 2007,các công ty đã trình bày về femtocells tại hội nghị thế giới về di động tại Barcelona,thông báo đang thử nghiệm về nó. Trong tháng 7 năm 2007,diễn đàn Femto đã được thành lập để đẩy mạnh nghiên cứu,tiêu chuẩn hóa và triển khai toàn thế giới. Đến tháng 12 năm 2008, diễn đàn đã bao gồm hơn 100 công ty viễn thông và sản xuất phần cứng và phần mềm và các nhà cung cấp dịch vị mạng di động. Cũng trong năm Home NodeB(HNB) và Home eNodeB(HeNB) đầu tiên được giới thiệu trong phiên bản 8 của tổ chức 3GPP.Trong phiên bản LTE cũng giới thiệu về macrocell và femtocell trong quá trình triển khai mạng.Femtocell tỏ ra có triển vọng cho các ứng dụng vừa và nhỏ để cung cấp cho khách hàng. Diễn đàn Femto với mục tiêu là định nghĩa tiêu chuẩn cho thiết bị femtocell và các công nghệ được triển khai trên femtocell nhờ các giao thức truyền thông và ứng dụng.Ngoài ra tổ chức 3GPP cũng đóng góp trong việc tiêu chuẩn hóa femtocell. 3.Chuẩn của femtocell Tổ hợp ba diễn đàn về công nghệ băng rộng là 3GPP, Femto và Broadband đã công bố tiêu chuẩn femtocell đầu tiên trên thế giới được 3GPP chính thức xuất bản, mở đường cho việc chuẩn hoá femtocell để tạo ra một số lượng lớn, cho phép tương thích giữa các cổng truy nhập của các nhà cung cấp thiết bị khác nhau và các cổng kết nối femto (femto gateway). Tiêu chuẩn femtocell là một phần của tiêu chuẩn 3GPP phiên bản 8, hoàn toàn độc lập với phần mở rộng TR069 (Technical Report069) của diễn đàn Broadband. Phù hợp với giao diện vô tuyến 3G cho điện thoại di động Phù hợp với hệ thống quản lý từ xa TR069 Phù hợp với giao diện Iu Một điểm giao diện mới giữa femtocell và gateway femtocell được gọi là Iuh 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. Chuẩn mới chấp nhận giao thức quản lý TR069 của diễn đàn Broadband, được mở rộng để hợp thành một mô hình dữ liệu mới cho femtocell và đã được cộng tác phát triển bởi các thành viên của hai diễn đàn Femto và Broadband. Kết quả là diễn đàn Broadband đã xuất bản thành TR196 (Technical Report 196). TR069 đã thực sự được sử dụng rộng rãi trong các mạng cố định băng rộng và các thiết bị chuyển đổi (settop box) và sẽ cho phép các nhà khai thác di động triển khai hệ thống một cách đơn giản và có thể dự liệu, chẩn đoán và cập nhật phần mềm tự động từ xa. Chuẩn mới cũng sử dụng kết hợp các giải pháp an ninh bao gồm các giao thức IKEv2 (Internet Key Exchange v2) và Ipsec (IP Security) để xác nhận nhà khai thác và thuê bao nhằm đạt được một sự bảo đảm bảo mật trong quá trình trao đổi dữ liệu. Dựa vào thành công đó công nghệ femtocell hợp nhất theo chuẩn 3GPP phiên bản 9, 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. Trong Rel8, 3GPP được định nghĩa là cách thức cơ bản cho sự phát triển của HNB (Home NodeB) và HeNB (Home eNodeB). Những yêu cầu đó được đề nghị trong TS 22.011. Trong Rel9 cũng đề cập đến những yêu cầu từ Rel8 và những yêu cầu cho HNB và HeNB trong TS22.220. TR23.832 đề cập liến trúc IMS cho HNB (HNB và HNB Gateway) như 1 dung lượng tùy ý của HB, ví dụ như một người khai thác mạng offload CS đến IMS. Từ Rel8, một đặc trưng quan trọng được gọi là CSG( Closed Subscriber Group) được giới thiệu. HNB cung cấp cho những người dùng truy cập bị giới hạn, phụ thuộc vào CSG. 1 hoặc nhiều tế bào
Trang 1FEMTOCELL
Trang 2CH ƯƠ NG I:T NG QUAN V FEMTOCELL Ổ Ề
1.Khái ni m ệ
Femtocell là gì?
- Trong vi n thông, femtocell là m t thu t ng khá m i liên quan đ n kháiễ ộ ậ ữ ớ ế
ni m v tr m g c đi m truy nh p (Access point base station).ệ ề ạ ố ể ậ
- M i femtocell ch là m t tr m thu phát di đ ng nh trong m ng thông tin diỗ ỉ ộ ạ ộ ỏ ạ
đ ng ki u t bào, trong đó tích h p nhi u ch c năng c a BSC (Base Stationộ ể ế ợ ề ứ ủ Controller) và m t s ch c năng c a MSC (Mobile Switching Center).ộ ố ứ ủ
- Femtocell được k t n i đ n m ng c a các nhà cung c p d ch v qua đế ố ế ạ ủ ấ ị ụ ường truy n băng r ng (nh DSL ho c cáp quang) M c đích c a các femtocell làề ộ ư ặ ụ ủ dùng đ ph sóng bên trong các tòa nhà, bên trong các công ty; cho phépể ủ
nh ng nhà cung c p d ch v m r ng ph m vi ph sóng nh ng khu v cữ ấ ị ụ ở ộ ạ ủ ở ữ ự trong khu dân c sóng y u ho c các cao c và t ng h m Vì th , femtocell như ế ặ ố ầ ầ ế ư
m t c ng k t n i c a m ng thông tin di đ ng t bào đ t t i nhà khách hàngộ ổ ế ố ủ ạ ộ ế ặ ạ
và có th xem là s k t h p gi a m ng c đ nh và m ng di đ ng.ể ự ế ợ ữ ạ ố ị ạ ộ
- Femtocell được hi u là ‘tr m c s nhà’(home base station),là đi m truyể ạ ơ ở ể
nh p nhà m ng di đ ng c a các thi t b di đ ng tiêu chu n k t n i đ n m ngậ ạ ộ ủ ế ị ộ ẩ ế ố ế ạ nhà cung c p d ch v di đ ng thông qua các công ngh nh đấ ị ụ ộ ệ ờ ường dây thuê bao s DSL,k t n i cáp băng r ng,cáp quang ho c tr m không dây cu i cùng.ố ế ố ộ ặ ạ ố
2.L ch s ra đ i ị ử ờ
- Khái ni m ‘tr m c s nhà’ đ u tiên đệ ạ ơ ở ầ ược nghiên c u b i phòng thì nghi mứ ở ệ Bell c a hãng Alcatel-Lucent vào năm 1999.ủ
- Trong năm 2002,Motorola thông báo phát tri n s n ph m tr m c s nhàể ả ẩ ạ ơ ở
d a trên n n t ng công ngh 3G.Tuy nhiên,cho đ n năm 2005 thì khái ni mự ề ả ệ ế ệ này m i đớ ược ch p nh n r ng rãi Trong năm 2006,thu t ng ‘femtocell’ raấ ậ ộ ậ ữ
đ i.ờ
- Trong tháng 2 năm 2007,các công ty đã trình bày v femtocells t i h i nghề ạ ộ ị
th gi i v di đ ng t i Barcelona,thông báo đang th nghi m v nó.ế ớ ề ộ ạ ử ệ ề
- Trong tháng 7 năm 2007,di n đàn Femto đã đễ ược thành l p đ đ y m nhậ ể ẩ ạ nghiên c u,tiêu chu n hóa và tri n khai toàn th gi i.ứ ẩ ể ế ớ
Trang 3- Đ n tháng 12 năm 2008,ế di n đàn đã bao g m h n 100 công ty vi n thôngễ ồ ơ ễ
và s n xu t ph n c ng và ph n m m và các nhà cung c p d ch v m ng diả ấ ầ ứ ầ ề ấ ị ị ạ
đ ng.ộ
- Cũng trong năm Home NodeB(HNB) và Home eNodeB(HeNB) đ u tiên đầ ược
gi i thi u trong phiên b n 8 c a t ch c 3GPP.Trong phiên b n LTE cũng gi iớ ệ ả ủ ổ ứ ả ớ thi u v macrocell và femtocell trong quá trình tri n khai m ng.Femtocell tệ ề ể ạ ỏ
ra có tri n v ng cho các ng d ng v a và nh đ cung c p cho khách hàng.ể ọ ứ ụ ừ ỏ ể ấ
- Di n đàn Femto v i m c tiêu là đ nh nghĩa tiêu chu n cho thi t b femtocellễ ớ ụ ị ẩ ế ị
và các công ngh đệ ược tri n khai trên femtocell nh các giao th c truy nể ờ ứ ề thông và ng d ng.Ngoài ra t ch c 3GPP cũng đóng góp trong vi c tiêuứ ụ ổ ứ ệ chu n hóa femtocell.ẩ
3.Chu n c a femtocell ẩ ủ
T h p ba di n đàn v công ngh băng r ng là 3GPP, Femto vàổ ợ ễ ề ệ ộ Broadband đã công b tiêuố chu n femtocell đ u tiên trên th gi i đẩ ầ ế ớ ược 3GPP chính th c xu t b n, m đứ ấ ả ở ường cho vi c chu n hoá femtocell đ t o ra m tệ ẩ ể ạ ộ
s lố ượng l n, cho phép tớ ương thích gi a các c ng truy nh p c a các nhà cungữ ổ ậ ủ
c p thi t b khác nhau và các c ng k t n i femto (femto gateway) Tiêu chu nấ ế ị ổ ế ố ẩ femtocell là m t ph n c a tiêu chu n 3GPP phiên b n 8, hoàn toàn đ c l pộ ầ ủ ẩ ả ộ ậ
v i ph n m r ng TR-069 (Technical Report-069) c a di n đàn Broadband.ớ ầ ở ộ ủ ễ
Phù h p v i giao di n vô tuy n 3G cho đi n tho i di đ ngợ ớ ệ ế ệ ạ ộ
Phù h p v i h th ng qu n lý t xa TR-069ợ ớ ệ ố ả ừ
Phù h p v i giao di n Iuợ ớ ệ
M t đi m giao di n m i gi a femtocell và gateway femtocell độ ể ệ ớ ữ ược g iọ
là Iu-h
Chu n femtocell bao g m b n ph n chính: c u trúc m ng; các giao di nẩ ồ ố ầ ấ ạ ệ
và can nhi u vô tuy n; qu n lý, d li u và an ninh cho femtocell.ễ ế ả ự ệ
V m t c u trúc m ng, giao di n ch y u gi a hàng tri u femtocell ti mề ặ ấ ạ ệ ủ ế ữ ệ ề năng và các gateway trong lõi m ng đạ ược g i là Iuh Vi c s d ng l i các giaoọ ệ ử ụ ạ
th c 3GPP UMTS s n có và m r ng chúng nh m m c đích h tr các nhuứ ẵ ở ộ ằ ụ ỗ ợ
c u tri n khai femtocell s lầ ể ố ượng l n.ớ
Chu n m i ch p nh n giao th c qu n lý TR-069 c a di n đànẩ ớ ấ ậ ứ ả ủ ễ Broadband, được m r ng đ h p thành m t mô hình d li u m i choở ộ ể ợ ộ ữ ệ ớ femtocell và đã đượ ộc c ng tác phát tri n b i các thành viên c a hai di n đànể ở ủ ễ Femto và Broadband K t qu là di n đàn Broadband đã xu t b nế ả ễ ấ ả thành
Trang 4TR-196 (Technical Report TR-196) TR-069 đã th c s đự ự ượ ử ục s d ng r ng rãi trongộ các m ng c đ nh băng r ng và các thi t b chuy n đ i (set-top box) và sẽ choạ ố ị ộ ế ị ể ổ phép các nhà khai thác di đ ng tri n khai h th ng m t cách đ n gi n và cóộ ể ệ ố ộ ơ ả
th d li u, ch n đoán và c p nh t ph n m m t đ ng t xa Chu n m iể ự ệ ẩ ậ ậ ầ ề ự ộ ừ ẩ ớ cũng s d ng k t h p các gi i pháp an ninh bao g m các giao th c IKEv2ử ụ ế ợ ả ồ ứ (Internet Key Exchange v2) và Ipsec (IP Security) đ xác nh n nhà khai thácể ậ
và thuê bao nh m đ t đằ ạ ược m t s b o đ m b o m t trong quá trình traoộ ự ả ả ả ậ
đ i d li u.ổ ữ ệ
D a vào thành công đó công ngh femtocell h p nh t theo chu n 3GPPự ệ ợ ấ ẩ phiên b n 9, hả ướng đ n LTE femtocell cũng nh h tr ch c năng tiên ti nế ư ỗ ợ ứ ế
h n cho femtocell 3G Tiêu chu n femtocell cũng đang đơ ẩ ược phát tri n cho cácể công ngh giao di n vô tuy n b sung phù h p v i các nhóm công ngh khác.ệ ệ ế ổ ợ ớ ệ Trong Rel-8, 3GPP được đ nh nghĩa là cách th c c b n cho s phát tri nị ứ ơ ả ự ể
c a HNB (Home NodeB) và HeNB (Home eNodeB) Nh ng yêu c u đó đủ ữ ầ ược
đ ngh trong TS 22.011.ề ị
Trong Rel-9 cũng đ c p đ n nh ng yêu c u t Rel-8 và nh ng yêu c uề ậ ế ữ ầ ừ ữ ầ cho HNB và HeNB trong TS22.220
TR23.832 đ c p li n trúc IMS cho HNB (HNB và HNB Gateway) nh 1ề ậ ế ư dung lượng tùy ý c a HB, ví d nh m t ngủ ụ ư ộ ười khai thác m ng offload CS đ nạ ế IMS
T Rel-8, m t đ c tr ng quan tr ng đừ ộ ặ ư ọ ược g i là CSG( Closed Subscriberọ Group) được gi i thi u HNB cung c p cho nh ng ngớ ệ ấ ữ ười dùng truy c p b gi iậ ị ớ
h n, ph thu c vào CSG 1 ho c nhi u t bào thành t bào CSG, đạ ụ ộ ặ ề ế ế ược nh nậ
d ng b i s nh n d ng s đ c nh t, g i là CSG Identify Nó đạ ở ự ậ ạ ố ộ ấ ọ ược mô t trongả TS25.367
signalling
HNB to HNB Management System
Trang 5• TS32.582 : HNB OAM&P, Information model for Type 1 interface HNB to HNB Management System
HNB Management System
Interfaces for Home HNB • TR33.820 : Security of HNB/HeNB
Trang 64 Nguyên lý ho t đ ng c a Femtocell ạ ộ ủ
Các giao th c và giao ti p: ứ ế
Đi m truy nh p Femtocell để ậ ược k t n i b i DSL băng thông r ng ho cế ố ở ộ ặ
k t n i IP đ giao di n v i m ng GSM ho c UMTS chuy n m ch gói và cácế ố ể ệ ớ ạ ặ ể ạ
m ng chuy n m ch kênh Femtocell làm vi c v i các thi t b chu n phù h pạ ể ạ ệ ớ ế ị ẩ ợ
v i các chu n giao di n đã t n t i trong m ng 2G và 3G Đi u này đ m b oớ ẩ ệ ồ ạ ạ ề ả ả
d ch v liên t c và có tính tị ụ ụ ương thích cao v i các m ng đã t n t i và tránhớ ạ ồ ạ
được nh ng yêu c u v tính thích ng v i các thi t b c m tay.ữ ầ ề ứ ớ ế ị ầ
V nguyên t c ề ắ , Femtocell k t n i đế ố ường d li u đ n các nhà cung c pữ ệ ế ấ
d ch v c a m ng di đ ng thông qua các đị ụ ủ ạ ộ ường truy n băng thông r ng nhề ộ ư cáp đ ng (DSL) ho c cáp quang và thồ ặ ường h tr t hai đ n năm đi n tho iỗ ợ ừ ế ệ ạ
di đ ng trong khu v c đó ộ ự
V đi u khi n ề ề ể , Femtocell k t n i đế ố ường đi u khi n (báo hi u) đ n cácề ể ệ ế
tr m BSC, t ng đài MSC c a m ng di đ ng và ho t đ ng theo s đi u khi nạ ổ ủ ạ ộ ạ ộ ự ề ể
c a các tr m này M c đích c a Femtocell là ph sóng trong khu v c c a nó vàủ ạ ụ ủ ủ ự ủ
có th xem đây là m t c ng k t n i đ n m ng di đ ng và là s k t h p gi aể ộ ổ ế ố ế ạ ộ ự ế ợ ữ
m ng c đ nh và m ng di đ ngạ ố ị ạ ộ
Tiêu chu n c u trúc ẩ ấ :
M t trong nh ng ch s đánh giá m c đ thành công tri n khai côngộ ữ ỉ ố ứ ộ ể ngh Femtocell là tính tệ ương h p gi a đi m truy nh p Femto và m ng.ợ ữ ể ậ ạ
Nh ng yêu c u tữ ầ ương h p đòi h i s phát tri n c a các ki n trúc thôngợ ỏ ự ể ủ ế
thường và các chu n công ngh phù h p đ đ m b o ghép n i tẩ ệ ợ ể ả ả ố ương thích cho các đi m truy nh p và m ng Đ đ t để ậ ạ ể ạ ược m c tiêu này, di n đàn Femtoụ ễ
đã phát tri n m t ki n trúc, v i các thu c tính tiêu chu n để ộ ế ớ ộ ẩ ược đ nh nghĩaị cho c đi m truy nh p femto (FAP-Femto Access Point) và c ng k t n iả ể ậ ổ ế ố Femto (FGW-Femto Gateway)
Các đi m truy nh p Femto (FAP) g m nh ng ch c năng đi n hình sau:ể ậ ồ ữ ứ ể
t n s vô tuy n ầ ố ế
Các c ng k t n i Femto (FGW) g m các ch c năng đi n hình sau:ổ ế ố ồ ứ ể
Trang 7• Ch c năng b o m t IP ứ ả ậ
Cùng v i nh ng đ nh nghĩa này, di n đàn Femto và 3GPP v n c n ph iớ ữ ị ễ ẫ ầ ả
ti n hành nhi u công vi c trong th i gian t i đ có th đ nh nghĩa các ki nế ề ệ ờ ớ ể ể ị ế trúc bao g m m t ki n trúc c s “luh” v i “lucs” và“lups” hồ ộ ế ơ ở ớ ướng t i CN Chiớ
ti t v nh ng yêu c u cho Femtocell đã đế ề ữ ầ ược xem xét trong b n thuy t mínhả ế
c a 3GPP: TS22.001 và hi n nay cũng n m trong b n m i: TS 22.220.ủ ệ ằ ả ớ
Các nhà cung c p yêu c u các giao th c và giao ti p tiêu chu n ph iấ ầ ứ ế ẩ ả
đượ ử ục s d ng gi a đi m truy nh p Femto và c ng k t n i Femto, gi a c ngữ ể ậ ổ ế ố ữ ổ
k t n i Femto và m ng di đ ng Trong phát tri n dài h n, ph i đ m b o tínhế ố ạ ộ ể ạ ả ả ả
tương h p hoàn toàn gi a FAP và FGW t t t c các nhà cung c p Đ đ tợ ữ ừ ấ ả ấ ể ạ
đượ ầc c n ph i ti p t c các ho t đ ng tiêu chu n hóa:ả ế ụ ạ ộ ẩ
(Rel 9 trong 3GPP)
Home NodeB (HNB): được k t n i v i m t d ch v băng r ng gia đìnhế ố ớ ộ ị ụ ộ
hi n có, m t HNB cung c p vùng bao ph vô tuy n trong m t căn h theoệ ộ ấ ủ ế ộ ộ chu n c a thi t b c m tay 3G S k t h p ch t chẽ c a các HNB thì kh năngẩ ủ ế ị ầ ự ế ợ ặ ủ ả
c a m t node B chu n cũng gi ng nh m t b đi u khi n m ng vô tuy nủ ộ ẩ ố ư ộ ộ ề ể ạ ế RNC chu n.ẩ
HNB Gateway (HNB-GW): Được cài đ t trong m ng c a nhà khai thác,ặ ạ ủ HNB Gateway t p h p l u lậ ợ ư ượng t m t s lừ ộ ố ượng l n các HNB r i đ a lênớ ồ ư
m ng lõi thông qua chu n Iu-cs và giao di n Iu-ps.ạ ẩ ệ
Giao di n Iu-h: N m gi a HNB và HNB-GW, bao g m m t giao th c ngệ ằ ữ ồ ộ ứ ứ
d ng HNB (HNBAP) cho phép thu n l i trong tri n khai các HNB đ c bi t.ụ ậ ợ ể ặ ệ Giao đi n này đ a ra m t phệ ư ộ ương pháp cho vi c truy n tín hi u đi u khi nệ ề ệ ề ể
Iu trên Internet
Trang 8CH ƯƠ NG II.KỸ THU T FEMTOCELL Ậ
Femtocell 3G:
The Radio Access Network(RAN):trong UMTS,RAN tương đương BSS trong
m ng GSM.Nó liên k t Ues và m ng lõi.ạ ế ạ
Radio NetworkController(RNC) tương đương BSC trong m ng GSM có ch cạ ứ năng đi u khi n m t vài node B và th c hi n qu n lý tài nguyên vôề ể ộ ự ệ ả tuy n(RMM) và có kh năng giao ti p tr c ti p v i RNCs khác thông qua giaoế ả ế ự ế ớ
di n Iur.Giao ti p RNC v i các m ng lõi b ng m t giao ti p g i là Iu.ệ ế ớ ạ ằ ộ ế ọ
RNC th c thi n Call Admission Control (CAC) và ch p nh n ho c t ch i cu cự ệ ấ ậ ặ ừ ố ộ
g i ph thu c vào NodeB yêu c u cu c g i.ọ ụ ộ ầ ộ ọ
Femtocell 3G ph sóng vô tuy n 3G trong nhà,khu v c công c ng và các tòaủ ế ự ộ nhà văn phòng
• M i femtocell có thê h tr 16 ngỗ ỗ ợ ườ ử ụi s d ng t i cùng m t th i đi mạ ộ ờ ể trong ph m vi 600m.ạ
• T c đ t i xu ng lên t i 22Mbps và t c đ t i lên t i 6Mbpsố ộ ả ố ớ ố ộ ả ớ
D cài đ t,chi phí tri n khai th p.ễ ặ ể ấ
Trang 10CH ƯƠ NG III:C U TRÚC FEMTOCELL VÀ H Ấ ƯỚ NG
Các gi i pháp cho phép k t n i t femtocell đ n m ng lõi di ả ế ố ừ ế ạ
đ ng (core network –CN) ộ
Trong ph n này, nhóm t p trung trình bày quá trình tích h p femtocellầ ậ ợ vào m ng 3G UMTS và d ch v tho i trên m ng chuy n n i m ch (circuit-ạ ị ụ ạ ạ ể ố ạ switched) sẽ đượ ấc l y làm ví d minh h a Đi u này không ngăn c n vi cụ ọ ề ả ệ dùng gi i pháp femtocell đ tích h p v i m ng GSM/GPRS hay c m ngả ể ợ ớ ạ ả ạ WiMAX, cũng nh vi c dùng các d ch v đa phư ệ ị ụ ương ti n trên m ng chuy nệ ạ ể
n i gói thông qua femtocell Trên th c t , chính các d ch v chuy n n i góiố ự ế ị ụ ể ố này m i là đ ng l c l n thúc đ y ngớ ộ ự ớ ẩ ười dùng đón nh n femtocell.ậ
Trong m ng thông tin di đ ng th h th 3G UMTS, các tr m phát sóngạ ộ ế ệ ứ ạ Node B (bao g m các macro-cell, micro-cell hay c pico-cell) k t n i tr c ti pồ ả ế ố ự ế
v i kh i đi u khi n m ng vô tuy n RNC (Radio Network Controller) b ngớ ố ề ể ạ ế ằ
đường truy n dành riêng nh E1/T1 Các RNC ghép các l u lề ư ư ượng d li u tữ ệ ừ các Node B trước khi g i chúng đ n m ng lõi di đ ng RNC phân phát l uử ế ạ ộ ư
lượng tho i (c a m ng chuy n n i m ch) đ n các t ng đài MSC (Mobileạ ủ ạ ể ố ạ ế ổ Switching Center) thông qua giao di n Iu-CS và d li u gói (c a m ng chuy nệ ữ ệ ủ ạ ể
n i gói) đ n SGSN (Serving GPRS Support Node) thông qua giao di n Iu-PS.ố ế ệ
Vì lý do giá thành và ti n l i s d ng, femtocell ph i đáp ng tính năngệ ợ ử ụ ả ứ (plug-and-play) gi ng nh cách mà ngố ư ười ta cài đ t và s d ng m t tr m truyặ ử ụ ộ ạ
nh p WiFi Trong tậ ương lai, hàng ngàn femtocell sẽ được n i k t v i ki n trúcố ế ớ ế
m ng lõi di đ ng thông qua m ng công c ng Internet Đi u này đ t ra bàiạ ộ ạ ộ ề ặ toán v kh năng m r ng (scalability), tính b o m t và s chu n hóa c a cácề ả ở ộ ả ậ ự ẩ ủ thi t b và gi i pháp Dế ị ả ưới đây, chúng ta sẽ cùng tìm hi u 4 gi i pháp đã để ả ược
đ ngh đ k t n i thi t b femtocell đ n m ng lõi di đ ng.ề ị ể ế ố ế ị ế ạ ộ
1.Ki n trúc d a trên UMTS ế ự
Gi i pháp đ u tiên đi theo hả ầ ướng gi nguyên h t ng m ng n m phíaữ ạ ầ ạ ằ sau RNC Vi c liên l c t các femtocell v m ng lõi sẽ th c hi n b ng đệ ạ ừ ề ạ ự ệ ằ ường
h m IP đầ ược b o m t thông qua m ng IP băng r ng công c ng Chúng ta cóả ậ ạ ộ ộ
th phân ra 2 lo i: ể ạ Iub trên IP (n u đế ường h m IP đầ ược thi t l p gi aế ậ ữ
Trang 11femtocell và RNC) và Iu trên IP (n u đế ường h m đầ ược thi t l p gi a RNC vàế ậ ữ MSC/SGSN) Trong khung gi i pháp này, Iu-concentrator (còn đả ược g i làọ Femtocell Gateway - FGW) được đ ngh đ nh đi m t p trung l u lề ị ể ư ể ậ ư ượng thông tin t hàng nghìn femtocell trừ ước khi đi vào m ng lõi di đ ng đ tăngạ ộ ể
kh năng m r ng (scalability).ả ở ộ
Gi i pháp Iub trên IP ả
Trong gi i pháp này, femtocell đóng vai trò c a m t Node B, còn FGW sẽả ủ ộ
n m gi a femtocell và RNC nh minh h a hình 1 Gi i pháp này thích h pằ ữ ư ọ ở ả ợ khi có ít ngườ ếi k t n i v i femtocell cùng lúc (ví d trong gia đình hay vănố ớ ụ phòng ít người) Tùy theo s lố ượng femtocell k t n i v i FGW mà FGW và RNCế ố ớ
có th thi t k trong cùng m t thi t b hay 2 thi t b riêng l đây ta xétể ế ế ộ ế ị ế ị ẻ Ở
trường h p chúng tách bi t nhau và liên l c gi a FGW và RNC th c hi n trênợ ệ ạ ữ ự ệ giao di n Iubệ .
Femtocell có s xác th c g m 16 bit nh m t cell-ID FGW có nhi m vố ự ồ ư ộ ệ ụ ghép l u lư ượng t nhi u femtocell đ n và chuy n ti p chúng đ n RNC dùngừ ề ế ể ế ế giao th c FP (Framing Protocol) Giao th c Iub đứ ứ ược đóng gói trong các gói IP (còn g i là đọ ường h m Iub) B o m t sẽ đầ ả ậ ược đ m b o b i giao th c IPSec.ả ả ở ứ Ngay lúc đ u l p đ t, femtocell sẽ t o m t liên hi p b o m t v i FGW đầ ắ ặ ạ ộ ệ ả ậ ớ ể tránh nh ng thông tin thuê bao gi đ n t m ng IP công c ng Femtocellữ ả ế ừ ạ ộ dùng TR-0691 hay m t c ch tộ ơ ế ương t đ c u hình đ a ch IP c a nó t m tự ể ấ ị ỉ ủ ừ ộ máy ch c u hình t đ ng ACS (Auto Configuration Server) RNC và FGW sẽủ ấ ự ộ cùng nhau th c hi n ch c năng qu n lý tài nguyên, đ c bi t dành riêng choự ệ ứ ả ặ ệ các chuy n giao gi a femtocell và macrocell N u m ng lõi không h trể ữ ế ạ ỗ ợ truy n t i IP, RNC sẽ làm nhi m v chuy n đ i IP-sang-ATM và ngề ả ệ ụ ể ổ ượ ạc l i Các ch c năng nh qu n lý di đ ng MM (Mobility Management) và đi uứ ư ả ộ ề khi n cu c g i CC (Call Control) để ộ ọ ược th c hi n b i m ng lõi V i gi i phápự ệ ở ạ ớ ả này, n u femtocell và macrocell cùng thu c s qu n lý c a m t RNC, sế ộ ự ả ủ ộ ự chuy n giao gi a femtocell và macrocell sẽ thu c lo i intra-RNC Trongể ữ ộ ạ
trường h p ngợ ượ ạc l i, s chuy n giao gi a femtocell và macrocell sẽ là inter-ự ể ữ RNC Khi chuy n giao t macrocell sang femtocell, the CN và UE sẽ ch nể ừ ọ femtocell thích h p, thi t l p báo hi u Iub và t o đợ ế ậ ệ ạ ường h m v n t i thôngầ ậ ả qua m ng IP công c ng gi a FGW và femtocell Tài nguyên vô tuy n gi aạ ộ ữ ế ữ femtocell và UE được qu n lý b i giao th c RRC (Radio Resource Control) ả ở ứ ở RNC M t khi vi c thi t l p độ ệ ế ậ ường h m Iub hoàn t t, m ng lõi sẽ chuy nầ ấ ạ ể
cu c g i sang femtocell Trong chuy n giao t femtocell sang macrocell, RNCộ ọ ể ừ
sẽ ti n hành thi t l p k t n i v i macrocell trế ế ậ ế ố ớ ước khi chuy n cu c g i sangể ộ ọ