Phối hợp nhiễu liên ô có nhiệm vụ sắp xếp các tài nguyên vô tuyến (đặc biệt là các khối tài nguyên vô tuyến) để kiểm soát nhiễu liên ô. ICIC vốn là một chức năng RRM đa ô cần được tính đến trong trạng thái sử dụng tài nguyên và tình trạng tải lưu lượng của đa ô.
Hình 2.4 Nhiễu liên ô trong một hệ thống tái sử dụng – 1 (trong trường hợp đường lên).
Hệ thống tái sử dụng – 1 được nhất trí triển khai trong LTE trong đó tất cả các khối tài nguyên nên được dùng bởi mỗi ô. Trong các hệ thống này, các UE được phục vụ bởi các ô bên cạnh có thể gây nhiễu (đường lên) tới các eNodeB, như được minh họa trong hình 2.4, trong khi các eNodeB có thể gây nhiễu đường xuống tới các UE được phục vụ.
Về nguyên tắc, sự phối hợp cấp phát RB giữa các ô có thể được thực hiện trong miền thời gian hoặc trong miền tần số. Vì một sự phối hợp miền thời gian được thực hiện trên thang thời gian lập biểu (1 ms) sẽ là bất khả thi vì độ trễ và tải báo hiệu được phát trên giao diện X2 (trong khi sự phối hợp trong miền thời gian trong một thang thời gian dài hơn sẽ ngụ ý là tăng các độ trễ giao diện vô tuyến và sử dụng không đúng mức các tài nguyên ô), cho nên cách tiếp cận chính được thông qua cho ICIC trong LTE là sự phối hợp miền tần số.
Trước khi thảo luận chi tiết về việc làm thế nào để tránh các đụng độ khối tài nguyên và để hiểu tốt hơn về các độ lợi được mong đợi của thuật toán ICIC, phần này
đụng độ xảy ra có thể là như sau:
• Một RB mang ít bit dữ liệu người dùng hơn vì thích ứng đường truyền cần lựa chọn mức điều chế thấp hơn hoặc tốc độ mã hóa thấp hơn để bù SINR thấp hơn.
• Số RB có thể được cấp phát tới UE trong một khung con ít hơn vì giới hạn công suất UE (cũng như dẫn đến mức tiêu thụ công suất cao hơn ở UE).
• Có thể cần nhiều phát lại HARQ hơn để chuyển dữ liệu thành công.
Nếu một đụng độ xảy ra, bộ lập biểu sẽ cần ấn định nhiều tài nguyên (RB) hơn tới UE để bù vào những mất mát trong các bit được mang vì bất kỳ hệ quả nào trước đó (tức là, ít bit hơn trên mỗi RB, phát lại nhiều hơn v.v…). Điều này có nghĩa là trong trường hợp không có ICIC nhiều tài nguyên hơn (và có lẽ thời gian dài hơn) sẽ được dùng để mang cùng số bit trong trường hợp có ICIC. Một nhận xét quan trọng là sự khác biệt trong số lượng RB được dùng để mang lượng dữ liệu nhất định sẽ không nhất thiết xuất hiện trong phép đo hiệu năng điển hình nhất - đo thông lượng người dùng. Liệu các đụng độ có tác động lên thông lượng hay không theo một nghĩa rộng phụ thuộc vào loại mô hình lưu lượng.
Mô hình lưu lượng có thể phân chia thành bộ đệm đầy và không đầy trong đó mỗi loại lại có thể được phân loại tiếp thành mô hình bị hạn chế tốc độ đỉnh và không hạn chế tốc độ đỉnh. Giả định bộ đệm đầy có nghĩa là một lượng dữ liệu không hạn chế đang chờ phát (tức là, về cơ bản một nguồn lưu lượng có thể dùng toàn bộ băng thông trong mỗi khung con trừ khi công suất sẵn có hạn chế số các RB có thể được ấn định). Trong trường hợp bộ đệm không đầy, giả thiết rằng nguồn lưu lượng phát ra một lượng hữu hạn dữ liệu theo các cụm với các khoảng thời gian đến liên nhau, trong đó có một khoảng thời gian rỗi giữa thời gian dịch vụ của hai cụm liền nhau (tức là không có tải liên tục trong hệ thống). Giới hạn tốc độ số liệu đỉnh có nghĩa là có một giới hạn trên cho số bit lớn nhất (hay số các RB) mà được ấn định cho việc phát trong một khoảng thời gian cho sẵn đối với UE cụ thể. Trong trường hợp đơn giản nhất, giới hạn tốc độ đỉnh có thể được phiên dịch trên thang thời gian khung con, đặt ra một giới hạn trên số các RB lớn nhất có thể được ấn định cho UE trong một khung con. Bên dưới đây sẽ chỉ ra kết quả các viễn cảnh bộ đệm đầy – hạn chế tốc độ đỉnh và bộ đệm không đầy – không hạn chế tốc độ đỉnh.
Hình 2.5: Minh họa việc ấn định độ lệch tần số tới các ô trong các thuật toán ICIC được đề xuất
Trong một trong những cách tiếp cận được đề xuất cho UL ICIC trong LTE, (hình 2.5) mỗi ô được ấn định một màu mà tương ứng với một giá trị độ lệch đặc trưng (n1, n2, n3) trong miền tần số. Giá trị độ lệch là một thông số quan trọng đối với các thuật toán ICIC được nghiên cứu. Việc ấn định các màu tới các ô có thể được thực hiện thông qua phân hệ vận hành và bảo dưỡng hoặc linh động giữa các eNodeB sử dụng giao diện X2.
Để hiện thực độ lợi có thể từ việc tránh các đụng độ khối tài nguyên, một yêu cầu đặt ra là cần phân biệt các UE nằm ở các phần bên trong và bên ngoài của ô, về cơ bản tương tự như các kỹ thuật phân chia tái sử dụng được đề xuất. Đó là vì, thông thường chỉ các đụng độ giữa các UE ở biên ô (bên ngoài) gây ra sự suy giảm SINR đáng chú ý. Phần dưới đây sẽ thảo luận về các kết quả mô phỏng mà thu được theo giả thiết cấu hình trước gần như là tĩnh các thông số dùng các kỹ thuật ICIC sau:
Trước tiên bộ lập biểu xác định mỗi khung con mà các UE sẽ được lập biểu và bao nhiêu khối tài nguyên chúng sẽ nhận, dựa trên tiêu chuẩn QoS và công bằng. Sau đó, dựa trên kỹ thuật ICIC lựa chọn các khối tài nguyên cụ thể nào trong miền tần số sẽ được ấn định cho các UE:
• Không ICIC (trường hợp tham chiếu). Bộ lập biểu eNodeB không dùng các hạn chế trên các khối tài nguyên có thể lập biểu. Tức là, bộ lập biểu trong mỗi ô làm việc độc lập với các khối tài nguyên được dùng ở các ô bên cạnh.
(ni(offset)) và một chỉ số ngừng (ni(offset)+ Ni) kết hợp với tập các khối tài nguyên sẵn sàng. Bộ lập biểu sử dụng các khối tài nguyên giữa các chỉ số bắt đầu và ngừng cho các UE ở phía ngoài. Nếu dải khối tài nguyên này hết, một vài UE ở phía ngoài sẽ không được lập biểu trong một khung con cụ thể. Nếu trong dải này vẫn còn các khối tài nguyên sau khi các UE phía ngoài đã được lập biểu, chúng có thể được sử dụng bởi các UE phía trong. Nhờ các tập các khối tài nguyên rời nhau (được xác định bởi các chỉ số bắt đầu và kết thúc) trong các ô lân cận, các vụ đụng độ ở bên ngoài có thể hoàn toàn tránh được. Các khối tài nguyên UE bên trong được lập biểu trên các khối tài nguyên còn lại.
• Chỉ số bắt đầu (SI). Kỹ thuật này tương tự với kỹ thuật SSI, nhưng không có chỉ số ngừng. Tức là, bộ lập biểu lập biểu cho các UE phía ngoài bắt đầu từ khối tài nguyên được nhận dạng ở chỉ số bắt đầu. Vì không có chỉ số ngừng, tất cả các khối tài nguyên trong kỹ thuật này có thể được ấn định cho các UE phía ngoài (mặc dù một tình huống như vậy khó có thể xảy ra, giả thiết định kích thước thích hợp và một kỹ thuật điều khiển thu nhận cuộc gọi).
• Chỉ số bắt đầu ngẫu nhiên (RSI). Kỹ thuật này tương tự với kỹ thuật SI, trừ việc các chỉ số bắt đầu được xác định mà không cần sự phối hợp thông thạo ở mức ô. Kỹ thuật này là một kỹ thuật được phân bố đầy đủ theo nghĩa là một thiết bị thông minh trung tâm để ấn định các chỉ số bắt đầu là không cần thiết.
• Chỉ số bắt đầu theo hình học (SIGW). Kỹ thuật này tương tự với SI nhưng sử dụng một phép đo liên tục (được gọi là chỉ số hình học) để sắp xếp các UE (thay vì phân loại các UE phía ngoài và phía trong). Sau đó, thuật toán lập biểu tương tự như kỹ thuật SI, trừ việc bây giờ bộ lập biểu lập biểu các UE ở ngoài cùng trước, bắt đầu từ một chỉ số được cấu hình trước và tiến tới các UE bên trong.
• Chỉ số ngẫu nhiên theo hình học. Kỹ thuật này là một sự kết hợp RSI và SI; tức là, các UE được sắp xếp theo chỉ số hình học của chúng (ngoài cùng được lập biểu trước) từ một chỉ số bắt đầu được chọn ngẫu nhiên.
Các kết quả tính toán cho các kỹ thuật này đã được nghiên cứu và chỉ ra rằng kỹ thuật ICIC dựa trên hình học cung cấp các độ lợi hiệu năng cao nhất khi so sánh với các kỹ thuật ICIC khác. Do đó, việc thu được thông tin địa lý của UE với độ chính xác đủ để eNodeB lập biểu là rất quan trọng. Nhận ra điều này, việc sử dụng các kỹ thuật báo cáo phép đo để thu được thông tin này hiện đang được thảo luận trong 3GPP.
ICIC trên đường xuống. Phối hợp nhiễu liên ô đường lên bao gồm hai kỹ thuật liên quan đến nhau, chi tiết của các kỹ thuật vẫn đang được thảo luận trong 3GPP.
• Các kỹ thuật phản kháng: Các phương pháp dựa trên phép đo trong quá khứ. Các phép đo được sử dụng để giám sát hiệu năng, và nếu nhiễu được phát hiện là quá lớn thì các biện pháp thích hợp được lựa chọn để giảm nhiễu đến một mức có thể chấp nhận được. Các biện pháp có thể bao gồm các điều chỉnh công suất phát hoặc lập biểu gói để giảm nhiễu giữa các ô.
• Các kỹ thuật tiên phong: Ở đây, một eNodeB thông báo cho các eNodeB lân cận biết nó định lập biểu cho các người dùng của nó như thế nào (tức là gửi một thông báo), cho nên eNodeB lân cận có thể tính đến thông tin này. Các kỹ thuật tiên phong được hỗ trợ thông qua báo hiệu được chuẩn hóa giữa các eNodeB trên giao diện X2, ví dụ bằng cách để các eNodeB gửi đi các thông báo lập biểu miền tần số tới các eNodeB lân cận của nó.
Các kỹ thuật ICIC phát hành 8 của 3GPP chủ yếu được thiết kế để cải thiện hiệu năng của kênh dữ liệu được chia sẻ đường xuống và đường lên (PDSCH và PUSCH). Do đó, không có kỹ thuật ICIC rõ ràng nào được chuẩn hóa cho các kênh chung như BCCH, và các kênh điều khiển như PDCCH và PUCCH (trừ việc sử dụng điều khiển công suất). Lưu ý rằng đối với các mạng đồng bộ thời gian (đồng bộ khung) trong phát hành 8, PDCCH và PUCCH luôn gửi tại cùng thời gian và tần số.