Giải pháp femtocell cho mạng thông tin di động 3g

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG






Trần Mạnh Đạt



GIẢI PHÁP FEMTOCELL CHO MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 3G



Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70



TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ









HÀ NỘI - 2013

1

Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG


Người hướng dẫn khoa học: TS Vũ Trường Thành



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

2

MỞ ĐẦU

Lưu lượng dữ liệu trên mạng di động 3G đang tăng với tốc độ chóng mặt và dự báo
sẽ còn tiếp tục tăng mạnh trong nhiều năm tới. Điều này đang tạo áp lực lớn lên hạ tầng
mạng di động. Trong bối cảnh đó, Femtocell nổi lên như một công nghệ giảm tải dữ liệu
cho mạng 3G, tăng cường phủ sóng trong nhà khi được tích hợp vào mạng này.
Tuy nhiên Femtocell là một công nghệ còn khá mới tại Việt Nam và do vậy để có thể
triển khai trong thực tế cần có những nghiên cứu kỹ lưỡng về các vấn đề kỹ thuật, tác động
của chúng lên mạng di động 3G hiện tại cũng như đo kiểm các thông số tại các trạm thử
nghiệm để làm cơ sở cho triển khai. Trong bối cảnh đó, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo,
TS Vũ Trường Thành tôi lựa chọn đề tài luận văn: "Giải pháp Femtocell cho mạng thông
tin di động 3G".


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 3G TẠI VIỆT NAM VÀ VẤN
ĐỀ LƯU LƯỢNG
1.1. Tổng quan về mạng di động 3G tại Việt Nam

Đến nay Việt Nam đang có 3 nhà mạng chính thức cung cấp dịch vụ 3G tới khách
hàng là Vinaphone, Mobifone và Viettel. Cả 3 nhà mạng này đều xuất phát từ nền tảng
công nghệ 2G GSM và do đó các công nghệ 3G mà họ triển khai đều là công nghệ
WCDMA.
Hình 1.2 là kiến trúc hiện trạng mạng di động của hai nhà mạng Vinaphone và
Mobifone ở thời điểm tháng 12/2012. Về cơ bản có thể thấy kiến trúc này tuân thủ đúng
kiến trúc chung của một mạng 3G WCDMA.
3

CS CORE
RAN
BSC
MSC-S
PSTN/PLMN
MSC-S
MSC-S
MSC-S MSC-S
MGw
BSC
RNC
MSC
MSC
MSC
MSC
MGwMGw
MGw
MGw
SGSN SGSN SGSN
GGSN
Internet/Packet

core network
WAP
GW
MMSC
SMSC
SCP/
SDP
SCP/
SDP
SCP/
SDP
VAS
PRBT MCA
BSC
BSC
RNC
BTS/NodeBBTS/NodeB
GGSN
PS CORE
Operation
support system -
OSS
Billing and CRM
HRL/AUC/AAA

Hình 1.2 Hiện trạng mạng di động Vinaphone, Mobifone (Tháng 12/2012) – Nguồn: Ban viễn
thông Tập đoàn VNPT
Trong kiến trúc mạng 3G này, các phần tử mạng được phân thành 3 thành phần: thiết
bị người dùng (UE), mạng vô tuyến UMTS (UTRAN) và mạng lõi (CN). Trong đó, UE và
UTRAN đều bao gồm các giao thức hoàn toàn mới, việc thiết kế chúng dựa trên nhu cầu

của công nghệ vô tuyến WCDMA mới. Còn mạng lõi thì ngược lại, có các thành phần được
kế thừa từ mạng lõi GSM, GPRS/EDGE trước đó.
1.2 Lộ trình tiến lên 4G LTE
1.2.1. Giới thiệu về LTE
Một lộ trình dự báo chung cho LTE được thể hiện như trong hình 1.4:

Hình 1.4: Lộ trình phát triển cho LTE tới 2014.
4

1.2.2. Những thay đổi trong hạ tầng mạng
Hệ thống 4G LTE sẽ mang lại nhiều lợi ích về dung lượng xử lí cho các trạm gốc.
Với nhiều cải tiến mới, kiến trúc mạng 4G LTE sẽ phẳng hơn với ít node hơn, do đó có độ
thấp hơn trễ. Kết quả dẫn đến yêu cầu về một mạng lõi toàn IP để hỗ trợ thông lượng dữ
liệu tốc độ cao và nhìn chung có thể truy cập vào bởi các mạng truy nhập vô tuyến khác
nhau thông qua các giao diện cổng.
1.2.3. Những thay đổi trong mạng lõi
Khi nâng cấp lên 4G LTE, cần thay thế trạm gốc và Node B của mạng 3G bằng
Node B cải tiến (eNode B). Ngoài ra, các mạng lõi chuyển mạch gói và chuyển mạch kênh
của WCDMA cũng được thay thế bằng lõi gói cải tiến EPC (Evolved Packet Core). EPC
bao gồm 4 chức năng khác nhau - cổng thông tin phục vụ (SGW - Serving Gateway), cổng
mạng dữ liệu gói (PDN - Packet Data Network Gateway), thực thể quản lý di động (MME -
Mobility Management Entity) và chức năng các quy tắc tính cước chính sách (PCRF -
Policy Charging Rules Function).
1.3. Một số vấn đề về quá tải lưu lượng trong triển khai và vận hành
mạng 3G
Theo dự đoán của Cisco System, trong giai đoạn 2010-2015, dữ liệu di động sẽ tăng
trưởng ở mức 108% hằng năm (Hình 1.6), và hầu hết doanh thu của các công ty di động
đang được tạo ra chỉ bởi một phần nhỏ cơ sở người dùng của họ.
Một dự báo khác của Gartner cho thấy khu vực châu Á – TBD tiếp tục là nơi có mức
tăng trưởng và số lượng thuê bao di động lớn nhất toàn cầu trong giai đoạn 2010-2015.

Điều này đang tạo áp lực lớn cho các nhà mạng viễn thông và buộc họ phải nghĩ tới các giải
pháp cho vấn đề này
1.4. Kết luận chương
Chương 1 của luận văn đã giới thiệu tổng quan nhất về hiện trạng mạng 3G tại Việt Nam,
xu hướng phát triển lên 4G LTE cũng như một số vấn đề về lưu lượng trên mạng di động.
Đây là nền tảng quan trọng cho các chương tiếp theo của luận văn tiếp tục đi sâu nghiên
cứu giải pháp Femtocell cho mạng thông tin di động 3G.
5


CHƯƠNG II: GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI FEMTOCELL CHO
MẠNG 3G
2.1. Tổng quan về Femtocell
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. Femtocell được xem như trạm phát sóng trong nhà (Home Base
Station) hay điểm truy nhập mạng tế bào giống điểm truy nhập WiFi.
2.2. Sự cần thiết của femtocell
 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.
 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.
2.3. Kiến trúc chung mạng Femtocell
Kiến trúc kết nối Home NodeB (HNB) hay Femtocell tới mạng lõi của 3GPP được
thể hiện như trong hình 2.1.

Hình 2.1 : Kiến trúc kết nối Femtocell tới mạng lõi (Nguồn : 3GPP)
2.4. Các giải pháp kết nối từ Femtocell đến mạng lõi di động
2.4.1. Kiến trúc dựa trên UMTS
Giải pháp Iub trên IP

6

Trong giải pháp này, Femtocell đóng vai trò của một Node B, còn FGW sẽ nằm giữa
femtocell và RNC như minh họa ở hình 2.4. Giải pháp này thích hợp khi có ít người
kết nối với Femtocell cùng lúc (ví dụ trong gia đình hay văn phòng ít người).

Hình 2.4 : Kiến trúc giải pháp Iub-trên-IP
Giải pháp Iu trên IP
Trong giải pháp này, các femtocell sẽ được tích hợp với mạng lõi di động thông qua
các FGW như minh họa ở hình 2.6. Những chức năng của RNC và Node B sẽ được
cài đặt trên femtocell và do đó femtocell sẽ liên lạc với FGW thông qua giao diện 3G
Iu trên IP.

Hình 2.6: Kiến trúc giải pháp Iu trên IP
2.4.2 Kiến trúc dựa trên giải pháp UMA/GAN
Giải pháp UMA/GAN có thể được mở rộng đế hỗ trợ giải pháp femtocell bằng cách
tích hợp thêm các chức năng của FGW vào trong bộ điều khiển GANC. Hướng giải
pháp này rất phù hợp cho những nhà cung cấp mạng đã triển khai hạ tầng
GAN/UMA để cung cấp thêm các dịch vụ giá trị gia tăng của công nghệ HSPA
(High Speed Packet Access). Kiến trúc kết nối sẽ giống như ở hình 2.6. Tuy nhiên
7

các liên lạc giữa femtocell và FGW sẽ được thực hiện trên giao diện Up của giải
pháp UMA.
2.4.3 Kiến trúc dựa trên IMS
Giải pháp này nhằm kết nối femtocell trực tiếp với mạng lõi IMS (IP Multimedia
Subsystem). Một giải pháp thay thế trong cùng hướng này là dùng softwitch trong đó
các femtocell được kết nối với các softwitch thông qua giao diện SIP (Session
Initiation Protocol).

Hình 2.9 : Kiến trúc giải pháp dựa trên IMS/SIP
2.5. Vấn đề nhiễu
2.5.1. Nhiễu đồng lớp
2.5.1.1. Giới thiệu
2.5.1.2. Các vấn đề do nhiễu đồng lớp Femtocell gây ra
Các vấn đề chính do nhiễu đồng lớp femtocell gây ra được tổng hợp trong hình 2.12.


Hình 2.12: Các vấn đề chính gây ra bởi nhiễn đồng lớp femtocell

8

2.5.1.3. Giải pháp khắc phục nhiễu đồng lớp trong femtocell
Các giải pháp khắc phục nhiễu đồng lớp được tổng hợp trong hình 2.14.

Hình 2.14: Các giải pháp chống nhiễu đồng lớp
2.5.2. Nhiễu xuyên lớp
Nhiễu xuyên lớp xảy ra khi các thuê bao nằm trong vùng phủ của cả Macrocell và
Femtocell hoặc trong vùng phủ của hai Femtocell trong hệ thống mạng. Ví dụ, sự biến đổi
do hoạt động của điểm truy cập femtocell thuộc lớp Femtocell, tại đường xuống của một
hay một vài macrocell thuộc lớp Macrocell rõ ràng sẽ là một nhiễu xuyên lớp (Hình 2.17).

Hình 2.17: Nhiễu xuyên lớp
2.6. Vấn đề ấn định phổ tần số
2.6.1 Ấn định kênh trực giao
Ấn định kênh trực giao là một phương pháp tiếp cận hiệu quả để triệt tiêu nhiễu
xuyên lớp. Phổ tần được chia thành hai phần, một thuộc về Macrocell và một nửa kia thuộc
sự sử dụng của Femtocell. Việc ấn định phổ tần có thể được thực hiện bởi một trong hai
phương pháp là ấn định kênh trực giao tĩnh và ấn định kênh trực giao động.
2.6.2. Ấn định đồng kênh

9

Ấn định đồng kênh là một phương pháp khác để đối phó với nhiễu. Các kênh con
được chia sẻ giữa lớp macrocell và lớp femtocell, tạo nên một cách sử dụng hiệu quả phổ
tần hơn mặc dù khá phức tạp trong triển khai thực hiện.
2.7. Vấn đề truyền tải đa điểm phối hợp CoMP
2.7.1. Kế hoạch CoMP trong đường xuống
2.7.1.1. Kế hoạch phối hợp/Beamforming:
Lập kế hoạch phối hợp đạt được bằng cách “bịt miệng” các trạm gốc mà có nhiễu
hướng tới UE và chỉ cho phép truyền tải tín hiệu từ BS đang phục vụ. Nói cách khác, trạm
di động MS1 nhận được các dữ liệu chỉ từ một trạm gốc.
Hình 2.19 là một mô hình hệ thống của hai người dùng.

Hình 2.18: Lập kế hoạch phối hợp
2.7.1.2. Đồng xử lý (Joint Processing)
Trong đồng xử lý (JP), nhiều eNB chịu trách nhiệm cho việc truyền tải dữ liệu cho một UE
cụ thể để nâng cao chất lượng của tín hiệu nhận được và/hoặc hủy bỏ nhiễu cho các thiết bị
đầu cuối khác. Các tế bào khác nhau chia sẻ dữ liệu dành cho một UE cụ thể và dữ liệu
được phối hợp xử lý tại các tế bào này. Do đó, tín hiệu nhận là tín hiệu được kết hợp tại các
thiết bị đầu cuối di động kết hợp hoặc không kết hợp. JP được phân loại thành hai tiểu thể
loại cụ thể là, phối hợp truyền tải (JT – Joint Transmission) và lựa chọn tế bào động (DSC
Dynamic Cell Selection). (Hình 2.20 )
10


Hình 2.20: Kỹ thuật xử lý kết nối: (a) truyền tải kết nối và (b) lựa chọn tế bào động
2.7.2. Kế hoạch CoMP trong đường lên
Trong CoMP trong đường lên, kênh Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) được nhận
tại nhiều trạm gốc và việc lập kế hoạch là phối hợp giữa các trạm gốc. Hình 2.21 miêu tả 2
phương pháp tiếp nhận CoMP, kết hợp loại bỏ nhiễu (IRC - Interference Rejection

Combining) và lập kế hoạch phối hợp Coordinated Scheduling.

Hình 2.21: Kế hoạch tiếp nhận: (a) phối hợp từ chối nhiễu và (b) lập kế hoạch phối hợp
2.8. Mô hình cung cấp một số dịch vụ qua femtocell
2.8.1. Dịch vụ shopping
11


Hình 2.22 : Mô hình dịch vụ shopping qua femtocell
2.8.2. Bảo tàng

Hình 2.23 : Mô hinh ứng dụng femtocell trong bảo tàng
2.8.3. Hội tụ thoại trên di động và cố định

Hình 2.24 : Mô hình ứng dụng femtocell trong hội tụ di động – cố định
12

2.8.4. Mạng dùng cho các thiên tai, thảm họa thiên nhiên

Hình 2.25 : Ứng dụng femtocell trong việc xây dựng mạng chống thiên tai
2.9. Kết luận
Chương II đã giới thiệu các giải pháp để tích hợp và triển khai công nghệ Femtocell vào
mạng di động cũng như những vấn đề về kỹ thuật cần được xử lý khi đưa công nghệ này
vào thực tiễn đặc biệt là các vấn đề về nhiễu và đưa ra hướng giải quyết. Phần cuối của
chương đưa ra mô hình chung nhất của một số ứng dụng đã được triển khai trong thực tế tại
một số nước trên thế giới.
13

CHƯƠNG III : CÁC VẤN ĐỀ CẦN QUAN TÂM KHI TRIỂN KHAI
FEMTOCELL CHO MỘT TÒA NHÀ

3.1. Mô hình tổng quan tòa nhà thương mại
3.1.1. Mô hình RF và tổn hao đường truyền
3.1.2 Mô hình tòa nhà thương mại lớn
3.2. Vấn đề Fading và người sử dụng di chuyển
3.3. Các vấn đề cần xem xét khi phủ sóng femtocell trong tòa nhà
3.3.1 Tổng quan về các vấn đề cần quan tâm khi lập kế hoạch vùng phủ cho
đường xuống và đường lên
Vị trí của tòa nhà trong mạng macro
Biến thể của RSSI macro trong tòa nhà:
Hiệu suất vùng phủ
Các vấn đề về nhiễu đường xuống:
Các vấn đề về nhiễu đường lên:
Các vấn đề lập kế hoạch mã PSC:
3.3.2 Sự biến đổi tín hiệu Macro trong tòa nhà
Vị trí của tòa nhà trong mạng macro sẽ quyết định mức nhiễu đồng kênh mà một
femtocell phải vượt qua để cung cấp vùng phủ sóng (theo bộ chỉ thị RSSI). Hình 3.4 thể
hiện sự khác biệt của RSSI trong tòa nhà khi tòa nhà nằm tại trung tâm và tại biên một tế
bào của mạng di động.
14


Hình 3.4: Sự khác biệt về nhiễu đồng kênh trong tòa nhà trong trường hợp nằm tại trung tâm
và tại biên của một cell trong mạng di động
3.4 Ảnh hưởng của số lượng femtocell tới vùng phủ và nhiễu
Để quyết định số lượng femtocell cần thiết phủ sóng một tòa nhà, đầu tiên phải xem xét
trường hợp đơn giản nhất là các femtocell truyền tại mức công suất phát tối đa là 20dBm.
Hình 3.7 thể hiện vùng phủ femtocell (đường xuống CPICH Ec/Io - Common Pilot
Channel: Kênh hoa tiêu chung; Ec/No: là tỉ số giữa mật độ công suất của tín hiệu CPICH
trên mật độ công suất của tòan băng tần) với một và hai femtocell được triển khai trong tòa
nhà. Công suất CPICH Ec/Io ở mức -16dB hoặc lớn hơn là một dấu hiệu cho thấy vùng phủ

tốt. Nó thể hiện rõ ràng rằng RSSI của macro khỏe, femtocell truyền tải ở 20dBm không thể
cung cấp vùng phủ đầy đủ. Một số lượng nhiều hơn femtocell truyền tải ở 20dBm có thể sẽ
cung cấp vùng phủ tốt hơn.

Hình 3.7: CPICH Ec/Io của cell phục vụ cho một tầng tòa nhà. Một hoặc hai femtocell là
không đủ để cung cấp vùng phủ tốt cho 1 tầng. Vòng tròn đen là vị trí các femtocell. Công
suất CPICH Ec/Io ở mức -16dB hoặc lớn hơn là một dấu hiệu cho thấy vùng phủ tốt
Giải pháp cho những vấn đề này là triển khai số lượng femtocell lớn hơn mức nhỏ
nhất yêu cầu, với sự tính toán cẩn thận về công suất phát. Với số lượng femtocell lớn hơn, 3
vấn đề quan trọng sau sẽ đạt được:
15

- Kiểm soát chặt chẽ hơn cân bằng nhiễu vùng phủ: Bằng cách tính toán kỹ lưỡng
công suất phát (sẽ trình bày kỹ trong phần sau) ranh giới vùng phủ và rõ rỉ ra ngoài tòa nhà
cũng như sang các tầng khác sẽ được kiểm soát tốt hơn.
- Tác động của sự biến đổi RSSI của macrocell trong tòa nhà sẽ giảm bớt.
- Giảm suy hao đường truyền tối đa đường lên tới một femtocell. Do đó, các UE
được phục vụ bởi femtocell với mức công suất phát thấp hơn và từ đó sẽ giúp giảm nhiễu
tới đường lên macrocell.
3.5. Nguyên tắc quyết định số lượng femtocell
Đối với một tòa nhà thông thường, có thể sử dụng công thức sau để xác định số lượng
femtocell [6]:
Số lượng Femtocell = S (m2)/V
Trong đó:
S: Diện tích tòa nhà (m2)
V: Vùng phủ của 1 femtocell và nằm trong khoảng 900-1100m2.
3.6. Nguyên tắc quyết định vị trí femtocell
Do đó để đảm bảo vùng phủ và nhiễu, một số nguyên tắc sau cần được áp dụng khi xác
định vị trí femtocell:
- Đầu tiên, các femtocell có thể được đặt đối xứng trên sàn tòa nhà.

- Thứ 2, các femtocell nằm ở biên của tòa nhà cũng không nên đặt quá gần hoặc quá
xa đường bao của tòa nhà.
- Thứ 3, các femtocell phải được đặt không quá gần nhau.
3.7. Quản lý nhiễu đường lên và xuống
3.7.1. Xác định mức công suất phát đường xuống
Một phương pháp đơn giản xác định công suất là dựa trên module lắng nghe mạng NLM
(Network Listen Module) để đo tại femtocell. NLM cho phép đo tín hiệu xung quanh
macrocell (VD RSSI và CPICH RSCP). Các số liệu đo được này được sử dụng để hiệu
chỉnh công suất phát của femtocell tới một bán kính nhất định.
16

3.7.2. Nhiễu đường lên và phương pháp giảm thiểu nhiễu đường lên
Ảnh hưởng lên đường lên của macrocell có thể được kiểm soát bằng cách giới hạn
các nguồn tài nguyên (ví dụ công suất phát Tx) được phân bổ cho các UE Femtocell.
Hình 3.19 thể hiện trường hợp không có quản lý nhiễu đường lên, thông lượng của
UE bị ảnh hưởng đáng kể. Ảnh hưởng này có thể sẽ nghiêm trọng nếu nhiễu đến từ một tòa
nhà nằm ở trung tâm macrocell (Hình 3.19a


Hình 3.19(a)

Hình 3.19(b)

Hình 3.19: Thông lượng khi không có quản lý nhiễu đường lên ứng với nhiễu đến từ một tòa
nhà nằm ở trung tâm macrocell (Hình 3.19a) và tại biên tế bào (hình 3.19b),
3.8. Kết luận chương
Triển khai Femtocell phủ sóng một tòa nhà gặp phải rất nhiều bài toán kỹ thuật cần
xử lý. Trong đó đặc biệt cần quan tâm tới số lượng Femtocell; vị trí đặt femtocell trong
từng sàn; vấn đề quản lý nhiễu giữa Femtocell và mạng Macrocell cũng nhưng nhiễu giữa
các Femtocell với nhau. Chương III đã tập trung phân tích và giải quyết các vấn đề này.

Đây là vấn đề quan trọng cho triển khai Femtocell vào thực tiễn.

17

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ ĐO THỬ TRẠM 3G FEMTOCELL TẠI
TRỤ SỞ TẬP ĐOÀN VNPT
4.1. Các thiết bị đo
4.2. Nội dung đo kiểm
4.3. Phương pháp đo kiểm và đánh giá.

Hình 4.1: Sơ đồ đo kiểm trạm 3G - Femto

4.4. Tổng hợp kết quả đo kiểm
4.5. Chi tiết kết quả đo kiểm
4.5.1. Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi thoại
- Số cuộc gọi được mô phỏng: 1448;
- Số cuộc gọi được thiết lập thành công: 1388;
18

- Số cuộc gọi thiết lập không thành công: 11.
- Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi là 0,8%
4.5.2. Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại
- Tổng số cuộc gọi thực hiện thành công tính cả chiều gọi đi và gọi đến là 1448 cuộc.
- Tổng số cuộc gọi rơi tính trên cả hai chiều 0 cuộc.
- Tỷ lệ cuộc gọi rơi là 0%
4.5.3. Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi video
- Số cuộc gọi được mô phỏng: 995;
- Số cuộc gọi được thiết lập thành công: 989;
- Số cuộc gọi thiết lập không thành công: 6;
- Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi là 0,6%

4.5.4. Tỷ lệ rơi cuộc gọi video
- Tổng số cuộc gọi thực hiện thành công tính cả chiều gọi đi và gọi đến là 995 cuộc.
- Tổng số cuộc gọi rơi tính trên cả hai chiều 4 cuộc.
- Tỷ lệ cuộc gọi rơi là 0,4%
4.5.5. Thông lượng tối đa
- Thông lượng download tối đa 2.183 Mbps.
- Thông lượng upload tối đa 0.7092 Mbps.
- Thấp hơn 70% năng lực tối đa của trạm femtocell (DL: 4Mbps; UL: 1,4 Mbps).
4.5.6. Thông lượng tối đa khi kết nối trực tiếp tới NodeB
- Thông lượng download tối đa 0.192 Mbps.
- Thông lượng upload tối đa 71.2 kbps.
4.5.7. Dung lượng tối đa
Femto có khả năng cung cấp 16 cuộc gọi thoại cùng một lúc. Số cuộc gọi video có thể
thực hiện cùng một lúc trong vùng phủ của 1 femto tối đa là 5 cuộc.
19

4.5.8. Chuyển giao
4.5.8.1. Chuyển giao Femto - Macro
Chuyển giao theo chiều từ Femto ra Macro thực hiện bình thường, không có chuyển
giao theo chiều ngược lại. Chuyển giao thường xảy ra khi CPICH RSCP của femto nhỏ hơn
-90dBm.
4.5.8.2. Chuyển giao Femto - Femto
Chuyển giao giữa femto và femto là chuyển giao cứng. Trong quá trình đo kiểm,
chuyển giao giữa hai femto thực hiện bình thường trong các trường hợp cuộc gọi thoại và
video.
Trong trường hợp PSD, khi thực hiện chuyển giao từ femto SC501 sang femto
SC508 việc download dữ liệu bị ngừng một khoảng thời gian.
4.5.9. Vùng phủ
Với trường hợp 1 femtocell bán kính vùng phủ (có CPICH RSCP > -100dBm) lớn
nhất đo được 20m.

4.7. Đánh giá kết quả đo kiểm
- Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc gọi thoại, Tỷ lệ rơi cuộc gọi thoại; Tỷ lệ lỗi thiết lập cuộc
gọi video và Tỷ lệ rơi cuộc gọi video đều đạt mức thấp hơn mức ngưỡng đề nghị theo yêu
cầu của VNPT.
- Thông lượng tối đa chỉ đạt 2.183 Mbps cho đường xuống và 0.7092 Mbps cho
đường lên, không đạt 70% thông lượng tối đa theo yêu cầu. Tuy nhiên với các điều kiện
thực tế về che chắn, nhiễu và gần như chưa có biện pháp gì để giảm can nhiễu từ mạng
macro vào femtocell thì việc đạt 70% năng lực tối đa là có thể chấp nhận được.
- Thông lượng tối đa khi kết nối trực tiếp tới NodeB không qua Femtocell chỉ đạt
bằng 1/9 so với khi có Femtocell. Khuyến nghị có thể triển khai Femtocell để phủ sóng,
tăng đốc độ truy cập cho người dùng trong các tòa nhà.
- Chuyển giao giữa hai femto thực hiện bình thường trong các trường hợp cuộc
gọi thoại và video. Trong phiên data, khi thực hiện chuyển giao từ femto SC501
sang femto SC508 việc download dữ liệu bị ngừng một khoảng thời gian, cần xem xét để
xử lý vấn đề này.
20

- Về dung lượng tối đa của Femtcell, khi thực hiện nhiều cuộc gọi thoại hoặc nhiều
cuộc gọi video cùng một lúc để xác định dung lượng tối đa của trạm femtocell thì đạt 16
cuộc gọi thoại (đạt mức khuyến nghị) và 5 cuộc gọi video (không đạt mức khuyến nghị là
8). Điều này có thể do chất lượng mạng IP chưa thật tốt đã ảnh hưởng tới chất lượng của
Femtocell.
- Với trường hợp 1 femtocell, bán kính vùng phủ (có CPICH RSCP > -100dBm) lớn
nhất đo được là 20m.
- Bán kính phủ sóng lớn nhất của Femtocell đạt 20m, tương đương diện tích phủ
sóng là 1.200m2, gần tương đương với diện tích khuyến nghị theo lý thuyết đã nêu trong
chương 3 (mục 3.5) là 900-1100m2.
- Về vị trí đặt Femtcell, hai Femtocell được đặt tại vị trí cách nhau 10m và không
quá gần tường bao của tòa nhà theo đúng khuyến nghị về vị trí đặt Femtocell trong phần
3.6. Kết quả phủ sóng trong tòa nhà là khá tốt.

4.8. Kết luận và khuyến nghị
3G đã được triển khai tại Việt Nam 3 năm, song tốc độ dịch vụ còn khá chậm so với
yêu cầu của các dịch vụ 3G. Đây cũng là nguyên nhân chính dẫn tới số lượng người dùng
3G tại Việt Nam chưa nhiều. Với những nghiên cứu lý thuyết và kết quả đo kiểm trạm thử
nghiệm như trên đã cho thấy hoàn toàn có thể triển khai Femtocell để tăng chất lượng phủ
sóng, tăng tốc độ truy cập và sử dụng các dịch vụ 3G trong các tòa nhà. Tuy nhiên, triển
khai thực tế cần tính toán kỹ hơn đến nhiễu xuyên lớp giữa macro và femto để tránh ảnh
hưởng tiêu cực lẫn nhau.

KẾT LUẬN
Mặc dù còn đó nhiều vấn đề cần xử lý để Femtocell thực sự “mạnh” như trên lý
thuyết. Song những kết quả đo kiểm cho thấy đây thực sự là một công nghệ có thể mang lại
chất lượng dịch vụ tốt hơn, đặc biệt là đối với các trung tâm thương mại. Thông lượng tối
đa dù chỉ đạt 70% mức lý thuyết đề ra song nếu so với tốc độ tại của mạng 3G khi không có
Femtocell thì đây vẫn là mức lý tưởng.
Luận văn đã trình bày các giải pháp triển khai Femtocell cho mạng 3G, các vấn đề
cần phải quan tâm xử lý khi triển khai công nghệ này như: xử lý nhiễu; cấp phát tần số.
21

Luận văn cũng phân tích những điểm cần lưu ý khi triển khai lắp đặt các trạm Femtocell
cho một tòa nhà trung tâm thương mại cụ thể. Đặc biệt, luận văn đã thực hiện đo kiểm và
đánh giá các thông số cơ bản của Femtocell trên cơ sở hai trạm Femtocell được triển khai
thử nghiệm tại tầng 9, tòa nhà Tập đoàn VNPT.
Do Femtocell là một công nghệ mới và thời gian nghiên cứu có hạn nên luận văn
chưa trình bày được cụ thể các giải pháp để giải quyết bài toán về nhiễu. Đây sẽ là hướng
phát triển tiếp theo của đề tài.