User Centric Ultra Dense Networks (UUDN) là mạng không dây trong đó mật độ AP có thể so sánh với mật độ người dùng; mạng này sẽ tổ chức một Nhóm AP (APG) như một phạm vi phủ sóng sau đây để phục vụ từng người dùng một cách liền mạch mà không cần sự tham gia của người dùng. UUDN cho phép người dùng cảm thấy như một
27
mạng lưới luôn theo sát họ. Vì vậy, mạng sẽ nhận biết một cách thông minh các môi trường giao tiếp không dây của người dùng, sau đó tổ chức linh hoạt APG và tài nguyên cần thiết để phục vụ người dùng để cho người dùng cảm thấy như luôn ở trung tâm của một “tế bào”
Hình 2.2: Kiến trúc mạng UUDN
UUDN có các đặc điểm sau:
- Mạng thông minh biết người dùng: Mạng sẽ thông minh hơn và có thể tự động phát hiện khả năng của thiết bị đầu cuối, yêu cầu của người dùng và môi trường vô tuyến của nó, cũng như xây dựng thông tin kiến thức cho mỗi người dùng. Tất cả những thông tin và kiến thức đó sẽ được sử dụng để quản lý mạng và phân bổ tài nguyên cho trải nghiệm của người dùng.
- Người dùng theo dõi mạng di chuyển: Trong khi người dùng đang di chuyển, APG của nó sẽ được điều chỉnh động để hỗ trợ chuyển động của nó, điều này hoàn toàn khác với quy trình chuyển giao và quản lý di động truyền thống. Người dùng sẽ cảm thấy như một "vùng phủ sóng di chuyển" đang theo dõi mình mọi lúc.
- Mạng động phục vụ người dùng: Các thành viên của APG sẽ được điều chỉnh một cách thích ứng để phù hợp với yêu cầu dịch vụ của người dùng. Họ có thể truyền dòng dữ liệu cùng nhau và hợp tác, để nâng cao hiệu quả phổ tần và trải nghiệm người dùng.
28
- Mạng an toàn bảo vệ người dùng: Mạng sẽ cung cấp đảm bảo an ninh thông qua xác thực nhóm đặc biệt khi một AP tham gia vào APG. Do đó, kết quả của xác thực có thể được nhận biết hoặc kế thừa giữa các thành viên trong APG.
Kiến trúc mạng UUDN được mô tả như hình 2.2, Trong kiến trúc này, không còn "cell" nào nữa về mặt logic và vật lý từ phân tích của người dùng. Các AP dày đặc trong một khu vực sẽ được tổ chức thông minh để theo dõi chuyển động của người dùng và cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu theo yêu cầu. Bốn thực thể chức năng được giới thiệu để cung cấp các dịch vụ lấy người dùng làm trung tâm. Ở phía vô tuyến, Trung tâm Dịch vụ Cục bộ (LSC) và Trung tâm Dữ liệu Cục bộ (LDC) được giới thiệu để cung cấp khả năng tách U/C hợp lý. Tất cả các loại AP được kết nối với LSC và LDC bằng nhiều phương thức hỗ trợ khác nhau (ý tưởng/không lý tưởng, có dây/không dây). Ở phía Mạng lõi, Trung tâm Dịch vụ Mạng (NSC) và Trung tâm Dữ liệu Mạng (NDC) được giới thiệu để cung cấp các chức năng điều khiển và truyền tải. LSC và LDC có thể được tích hợp vào một Local GateWay như một thực thể vật lý, và NSC và NDC cũng có thể được tích hợp vào một thực thể Mạng lõi. Các chức năng và giao diện của mỗi thực thể trong UUDN như sau:
- AP là kênh truy cập vô tuyến cho UE bao gồm mặt phẳng dữ liệu và mặt phẳng điều khiển. Các AP có thể được xây dựng với các chức năng của Lớp tần số vô tuyến (RF), Lớp vật lý (PHY), Kiểm soát truy cập phương tiện (MAC) và lớp IP hoặc sự kết hợp của chúng dựa trên khả năng xử lý nền. Nếu AP chỉ có RF, các lớp PHY đến IP sẽ được tập trung thành LDC. Với kiến trúc này, LDC có thể cung cấp xử lý chung trong lớp PHY. Do đó, quy trình tín hiệu nâng cao có thể được sử dụng để tránh nhiễu giữa các AP.
- LSC là trung tâm dịch vụ điều khiển để tổ chức một APG động để phục vụ một người dùng. Nó sẽ có các chức năng mới bao gồm RRM lấy người dùng làm trung tâm, điều phối nhiều RAT, kiểm soát QoS hiệu quả, quản lý tính di động tập trung vào người dùng và điều khiển liên kết vô tuyến cục bộ.
- LDC là trung tâm dữ liệu cục bộ để xử lý việc truyền dữ liệu của người dùng. Nó sẽ cung cấp các chức năng mặt phẳng người dùng bao gồm các quy trình lớp cao
29
hơn và xử lý kênh AP động. Nó cũng có các chức năng phối hợp Multi-AP và hội tụ nhiều sóng vô tuyến cho người dùng.
- NSC là trung tâm dữ liệu mạng để cung cấp các chức năng kiểm soát chính sách người dùng, AAA và tính di động cấp cao (chuyển vùng, chuyển giao giữa các NSC), v.v.
- NDC được làm việc như một cổng dữ liệu gói ở phía mạng.
Với kiến trúc này, LSC và LDC rất gần với vị trí của các AP, do đó dễ dàng cung cấp các chức năng dịch vụ lấy người dùng làm trung tâm, quản lý tài nguyên nâng cao và quản lý nhiễu. Nó linh hoạt hơn cho việc triển khai UUDN với việc tách mặt phẳng người dùng và mặt phẳng điều khiển, đồng thời phân cấp các chức năng Mạng lõi thành LSC và LDC. Và chi phí báo hiệu và tổng chi phí backhaul có thể được giảm đáng kể trong các kịch bản UDN.
Đối với mạng không đồng nhất, UUDN sẽ cùng tồn tại với các mạng di động truyền thống. Có hai phương pháp hợp tác có thể có:
- BS di động vĩ mô hoạt động như chức năng của mặt phẳng điều khiển và UUDN hoạt động như mặt phẳng dữ liệu cho người dùng.
- Các khối LSC và LDC được triển khai như các chức năng của BS di động Macro. Do đó, hệ thống di động UUDN và Macro có thể có cặp đôi chặt chẽ hơn. Ví dụ: họ có thể cùng cung cấp các kết nối trong lớp MAC cho một người dùng