WiMAX femtocell
2.1. Giới thiệu
Yêu cầu về dung lượng hệ thống viễn thông di động hiện đại đang gia tăng hàng năm. Mọi người trên toàn thế giới đang sử dụng không những những dịch vụ nói nhiều hơn mà còn dùng dữ liệu nhiều hơn qua điện thọai di động. Những dịch vụ như lướt Web, tải thư điện tử, xem video và những cuộc gọi video yêu cầu có sự kết nối cao và tạo ra số lượng lớn lưu lượng dữ liệu đến hệ thống. Khách hàng chờ đợi sớm và gia tăng đầu cuối thuê bao phải đạt được tỷ lệ bit tương tự như kết nối internet cố định hiện tại.
Vùng phủ cũng là vấn đề quan trọng trong những hệ thống thông tin di động. Thường có vấn đề về vùng phủ xa giữa những trạm gốc và trong nhà hoặc dưới đất do suy giảm xuyên tường.
Những người buôn bán phải liên tục đuổi theo những giải pháp tạo ra điều tốt nhất cho nguồn tài nguyên vô tuyến có hạn: không gian và phổ. Những cell kích thước nhỏ như là nanocell và microcell được dùng để kiếm dung lượng nhiều hơn ở những điểm nóng đô thị như trung tâm thương mại và tòa nhà văn phòng. Microcell, nanocell cũng như hệ thống anten phân phối (DAS) cũng được dùng để cải thiện vùng phủ trong tòa nhà, hầm chui, xe điện ngầm.
Những giải pháp này hiệu quả nhưng khá đắt. Chúng tạo ra sự tiêu hao vốn trong họach định, xây dựng cột tháp, chi phí thiết bị và nối kết backhaul đắt đỏ, chi phí hoạt động là đáng kể do thuê phòng thiết bị, thuê đường truyền backhaul, và gia tăng hóa đơn tiền điện.
Femtocell cho ra một phương pháp khác để giải quyết vấn đề này. Femto là một tác nhân bằng 1/1000 của nano. Femtocell là những trạm phát gốc rất nhỏ, chi phí thấp và mức công suất cho phép cực đại rất thấp. Femtocell thậm chí còn nhỏ hơn nanocell không những về độ khác biệt lớn nhất mà còn về kích thước cell. Thiết bị hội nhập đến máy tính để bàn hoặc những loại đóng trên tường và được cài đặt trong nhà bởi chính người dùng. Kết nối internet đang tồn tại được sử dụng như những nối kết backhaul và thiết bị được cấp nguồn từ ổ cắm điện.
2.1.1. Sơ lược về lịch sử kích cỡ của các tế bào.
Đã hơn 60 năm từ khi vùng phủ vô tuyến mặt đất đầu tiên được đề nghị với phạm vi không xác định, đạt được bằng cách dùng nhiều máy phát và tiếp tục sử dụng lại một số nhỏ kênh vô tuyến. Sự giới thiệu đơn giản cho vùng phủ của mỗi trạm gốc (BS) như là một ô lục giác thông thường (một trường hợp đặc biệt của đa thức voronoi (voronoi diagram, 2008) với vị trí gốc ở trung tâm, đã trở thành biểu trưng xác định công nghệ tế bào.
Vùng phủ và mật độ lưu lượng trong những vùng đô thị đông đúc là những thách thức, sớm có yêu cầu chiến lược nơi bố trí BS, với những anten đặt dưới đường chân trời. Những điều gần gũi hơn, tập hợp ‘microcells’ dùng trong những những tòa nhà để thay đổi diện tích phủ sóng, giảm thiểu nhiễu đến các BS đồng kênh nội bộ. Picocell nhanh chóng gia nhập vào như một trong những thành phần đối tác rộng hơn BS mà mục tiêu nhắm đến là mật độ người dùng cao nhất ở sân bay, nhà ga xe lửa, các khách sạn, và những tòa nhà thương mại lớn (Saunders and Aragón-Zavala, 2007).
2.1.2. Định nghĩa femtocell
Thuật ngữ ‘femtocell’ là một giới thiệu gần đây và được đưa vào hàm ý: một số thay thế các chức năng và cấu hình. Do đó, thật quan trọng để thiết lập chính xác một femtocell trong môi trường WiMAX.
Theo sau là liệt kê những thuộc tính chính xác định một WiMAX femtocell đối với trạm gốc macrocell thông thường.
2.1.2.1. Kịch bản triển khai Trong nhà
Văn phòng nhà ở hoặc nơi cư trú nhỏ (SOHO)
Back-haul qua nối kết băng rộng của thuê bao (ví dụ đường thuê bao số bất đối xứng)(ADSL)
Cài đặt “plug and play” bởi người dùng, tự cấu hình và tự tối ưu để cực tiểu tiêu đề quản lý.
Bán kính tế bào tiêu biểu 50-100m.
2.1.2.2. Dung lượng:
Loại tiêu biểu bắt buộc < 10 nhà < 50 người sử dụng SOHO. Ít nhất hai kết nối /một người dùng.
Đối với thông lượng cực đại triển khai một SOHO không bị ảnh hưởng, loại 40MHz, cũng vậy đối với triển khai ở khu dân cư, loại tiêu biểu 10- 20Mhz.
2.1.2.3. Nhóm thuê bao khép kín (CSG):
Xác định danh sách người dùng hơn là truy cập công cộng. Không mở rộng đối với hệ thống macro.
2.1.2.4. Chi phí thấp
Giảm đáng kể hóa đơn vật liệu (BOM) so với trạm BS thông thường (giá cả và cấu trúc “điện tử tiêu dùng”)
Chi phí cài đặt và hoạt động (backhaul, công suất…) đáp ứng đầu cuối người sử dụng.
2.1.2.5. Tập hợp những đặc tính và những yêu cầu tổng đài:
Tiếp tục ‘trải nghiệm người dùng’ để cung cấp những đặc tính tương tự có sẵn trong hệ thống macrocell
Tiềm năng đối với những ứng dụng và dịch vụ đặc biệt femto mới Không ảnh hưởng (hoặc rất nhỏ) đến đến hệ thống macrocell đang tồn
tại.
Tương hợp với tất cả những trạm di động thông thường (MSs) (không đòi hỏi điều chỉnh đặc biệt đối với hoạt động của những femtocell) Những trạm BS lân cận nên yêu cầu không điều chỉnh để hỗ trợ những bố trí femtocell.