Nhiễu giữa các tế bào (Inter Cell Interference – ICI) gây ra bởi việc sử dụng đồng thời cùng một phổ trong các tế bào khác nhau tạo ra các vấn đề nghiêm trọng. ICI làm giảm thông lượng hệ thống và dung lượng mạng, đồng thời có tác động tiêu cực đến người dùng cạnh tế bào và hiệu suất tổng thể của hệ thống, quản lý nhiễu ngày càng trở nên cần thiết hơn và quản lý ICI ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các mạng di động. Các kế hoạch quản lý ICI hiện tại có thể không đáp ứng trong hệ thống 5G, do cấu trúc mạng UDN của nó. Do đó, các kế hoạch quản lý ICI tiên tiến đầy hứa hẹn được giới thiệu cho 5G để quản lý vi mạch, chẳng hạn như kỹ thuật giao tiếp phối hợp nâng cao, nơi phối hợp được thực hiện ở cả phía mạng và phía trạm di động, và các kỹ thuật giao diện không khí tiên tiến với tiềm năng giảm thiểu ICI như tần số trực giao và ghép kênh phân chia mã (OFCDM), trải rộng chữ ký mật độ thấp (LDS) và đa truy nhập mã thưa (SCMA). Hơn nữa, những tiến bộ gần đây trong liên kết giao thoa (IA) đã và đang được nghiên cứu.
Với UDN, ICI cực kỳ quan trọng do cấu trúc liên kết mạng giả ngẫu nhiên. Hơn nữa, trong nghiên cứu đã chỉ ra rằng trong UDN, xác suất để quan sát nhiều hơn hai ICI ưu thế tăng lên đáng kể so với trong HomNet [36]. Người ta đã chỉ ra rằng ở HomNet (HN), ít hơn 5% MS chọn một cụm tối ưu có kích thước lớn hơn ba, có nghĩa là rất ít MS trải qua nhiều hơn hai nhiễu lớn. Tuy nhiên, trong UDN con số này tăng lên 40%, có nghĩa là gần một nửa số MS bị can thiệp bởi hơn hai ICI chính. Do đó, trong 5G với UDN, tính năng của ICI cực kỳ khác biệt so với các mạng hiện tại. Do đó, quản lý ICI hiện tại là không đủ và các chương trình tiên tiến sẽ được phát triển cho 5G.
A. Công nghệ truyền thông phối hợp tiên tiến - Coordinated multipoint transmission (CoMP): Giao tiếp phối hợp CoMP sẽ đóng một vai trò quan trọng hơn nhiều trong 5G. Trước hết, việc sử dụng CoMP có thể được tạo điều kiện thuận lợi bởi
39
các kiến trúc mạng tập trung mới được hỗ trợ trong 5G như Super BS. Với kiến trúc dựa trên Super BS, quá trình tín hiệu của hàng chục tế bào được tập trung tại một BS với khả năng tính toán và lưu trữ siêu việt, trong khi các bộ phận thu phát vô tuyến được lưu giữ tại các vị trí tế bào và kết nối với Super BS thông qua sợi hoặc tốc độ cao liên kết không dây. Bằng cách này, việc điều phối các ô lân cận có thể được thực hiện một cách thuận tiện vì dữ liệu và thông tin trạng thái kênh (CSI) của các ô này được định vị tại Super BS, tương tự như CoMP trong HomNet. Do đó, có thể mong đợi rằng CoMP phía mạng có thể được triển khai tự nhiên trong 5G với Super BS.
B.Phối hợp giao thoa giữa các ô (Inter cell Interference Coordination – ICIC):
Điều này liên quan đến các kỹ thuật tiên tiến như điều khiển công suất, tách phổ và giải mã tín hiệu thông tin mong muốn, được sử dụng kết hợp với ước lượng kênh từ tín hiệu nhận được để giảm nhiễu. Hai kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền thông không dây cho mục đích này là loại bỏ nhiễu liên tiếp (SIC) và loại bỏ nhiễu song song (PIC). Ý tưởng cơ bản của lược đồ SIC là khả năng của một trạm gốc để giải mã tín hiệu dự kiến của nó từ một số tín hiệu gây nhiễu được truyền đồng thời. Trong một số trường hợp tín hiệu dự định không phải là tín hiệu ưu thế, trước tiên trạm gốc sẽ phát hiện và giải mã tín hiệu gây nhiễu mạnh nhất, sau đó loại bỏ hoặc hủy bỏ tín hiệu đó khỏi tín hiệu thu được kết hợp. Sau đó, các tín hiệu gây nhiễu mạnh nhất tiếp theo có thể được phát hiện và giải mã từ tín hiệu kết hợp sạch hơn thu được, v.v. Quá trình này tiếp tục cho đến khi nó đạt đến mức tối ưu khi tất cả các tín hiệu nhiễu mạnh hơn bị hủy bỏ, chỉ còn lại tín hiệu dự kiến mong muốn được giải mã. Tuy nhiên, lược đồ PIC ước tính dữ liệu từ tất cả các tín hiệu bằng cách sử dụng các bộ lọc phù hợp để loại bỏ nhiễu và đạt được tỷ lệ lỗi bit (BER) tốt hơn, với độ phức tạp tính toán ít hơn so với SIC. Do đó, công suất phát của trạm gốc có thể được tối ưu hóa trong cả miền thời gian hoặc miền tần số để nâng cao hiệu suất của người dùng biên tế bào. Hai loại chính của thuật toán ICIC tĩnh được sử dụng rộng rãi là phương pháp tái sử dụng tần số mềm (SFR) và tái sử dụng tần số phân đoạn (FFR). Sự khác biệt chính giữa hai loại này là SFR cho phép sử dụng lại toàn bộ tần số, trong khi FFR chỉ cho phép sử dụng một phần nhỏ của dải tần.
40
C.Phối hợp giao thoa giữa các tế bào nâng cao (Enhanced Inter cell Interference Coordination (eICIC): Kỹ thuật ICIC được nêu ở trên được thiết kế đặc biệt cho các mạng chỉ macro. Kỹ thuật eICIC mạnh mẽ hơn trong miền thời gian bao gồm triển khai kênh của các ô nhỏ trong phạm vi bao phủ của macrocell, ngoài khả năng đồng bộ hóa theo thời gian và giai đoạn trong các mạng không đồng nhất. Các tính năng chính của eICIC được sử dụng để cải thiện hiệu quả phổ trong quá trình truyền hướng xuống là ABS (Almost Blank Subframe) và liên kết người dùng thiên vị, còn được gọi là CRE (cell range expansion). eICIC giảm thiểu nhiễu ở cấp độ mặt phẳng điều khiển, thay vì chỉ ở cấp độ mặt phẳng dữ liệu. Do đó, việc điều phối nhiễu đạt được hiệu quả nhờ các tính năng kết hợp của giảm công suất và ngắt khung phụ tại các BS, và khả năng loại bỏ nhiễu từ người dùng. Tuy nhiên, việc tắt tiếng một số khung phụ của MeNB (Macro evolved NodeB) trong eICIC dựa trên ABS có thể dẫn đến sự cố ngừng hoạt động và suy giảm hiệu suất phổ, điều này làm mất hiệu lực lợi ích thu được trong việc cải thiện hiệu suất.
D.Tổng hợp sóng mang (Carrier Aggregation – CA): cung cấp phạm vi phủ sóng tốt hơn, tốc độ dữ liệu cao và yêu cầu độ trễ thấp thông qua băng thông truyền dẫn rộng hơn. Với công nghệ CA, nhiều sóng mang thành phần (CC) có thể được tổng hợp lên đến 100 MHz cho một người dùng theo cách liên tục hoặc không liên tục. CA liên tục là khi nhiều CC có sẵn được đặt liền kề nhau, trong khi không liên tục, các CC được tách ra trên dải tần. Do đó, CA hỗ trợ tổng hợp tối đa năm CC với băng thông giống nhau hoặc khác nhau để đạt được tốc độ truyền dữ liệu cao, đồng thời duy trì khả năng tương thích ngược với các công nghệ kế thừa. Có sẵn ba kịch bản CA khác nhau, đó là: CA liên tục giữa các băng tần, CA không liên tục trong nội bộ và CA không liên tục giữa các băng. Loại CA được sử dụng và một phần trong tổng số CC được chỉ định cho người dùng phụ thuộc vào yêu cầu mạng, lưu lượng truy cập và khả năng của người dùng. Cụ thể, CA không liên tục cho phép sử dụng các dải tần không hoạt động và cũng khai thác dải tần rộng để truyền dữ liệu qua nhiều sóng mang. Mặc dù điều này dẫn đến các biến thể nghiêm trọng trong hiệu suất truyền dẫn và các đặc tính kênh như dịch chuyển Doppler và đường dẫn. Để giải quyết vấn đề này, một thuật toán quản lý và phân
41
bổ tài nguyên hiệu quả có thể điều chỉnh công suất truyền và MCS một cách thích ứng cho các CC khác nhau nên được phát triển.