Các kịch bản nhiễu đƣợc mô tả trong hình 3.1, nhiễu hƣớng lên từ MU đến femtocell trong mạng.
Bởi vì các MU nằm ở xa so với trạm gốc, do đó quá trình điều khiển công suất để công suất phát hƣớng lên của MU là rất mạnh. Ví dụ, công suất phát hƣớng lên có thể lên đến 40dB để giải quyết vấn đề gần xa trong hệ thống WCDMA. Tuỳ thuộc vào mô hình phân phối mẫu của các MU, mỗi ngƣời dùng đó sẽ tạo ra một ký hiệu nhiễu duy nhất đến các điểm truy nhập femtocell. Một MU gần biên (xa so với trạm phát gốc) trong vùng phủ của macrocell sẽ là
nguyên nhân gây nhiễu mạnh đến femtocell nằm trong vùng phủ của nó. Đặc biệt, loại nhiễu này rất nguy hiểm trong mô hình truy nhập femtocell đóng. Khi MU nằm trong vùng phủ của femtocell, trong khi MU truyền thông với trạm phát gốc ở khoảng cách xa thì công suất phát của nó lấn át truyền thông hƣớng lên của các FU.
Để đối phó với loại nhiễu này, chúng tôi thảo luận phƣơng pháp kênh hoá tự trị dựa trên sự công nhận nhiễu nhận thức. Đầu tiên, chúng ta xem xét phƣơng pháp trƣớc đây để quản lý nhiễu giữa các ngƣời dùng trong cùng một tế bào.
Chúng ta ký hiệu phân phối kênh đƣờng lên đến riêng một ngƣời dùng macrocell i là { } với lần lƣợt là tần số, thời gian, mã và không gian của ngƣời dùng . Trong hệ thống GSM thì ngƣời dùng thứ i là
{ }. Trong hệ thống 4G LTE, phân phối tài nguyên dựa trên 3 chiều qua { } khi kỹ thuật OFDMA và MIMO đƣợc triển khai trong hệ thống. Với các kỹ thuật đƣợc cải tiến trong các hệ thống di động sau này, thì quá trình phân phối kênh mềm dẻo hơn, Ai là mẫu kênh hoá riêng duy nhất cho ngƣời dùng i , và cho các ngƣời dùng khác j ≠ i. Chúng ta thƣờng có quá trình
xử lý kênh hoá trực giao (ngoại trừ tiêu chuẩn CDMA) từ nhiều ngƣời dùng đến trạm cơ sở trong cùng một tế bào:
Bây giờ khi femtocell đƣợc triển khai trong vùng phủ với macrocell nhƣ hình 3.1. Đƣờng lên của femtocell sẽ bị nhiễu bởi các ngƣời dùng macrocell từ một khu vực lân cận nào đó. Với kênh hoá đƣờng lên trực giao, một femtocell sẽ liên tục lắng nghe các kênh đƣờng lên của nó và mô tả nhiễu macrocell.
Giả sử sử chúng ta có số lƣợng femtocell là Nf và số lƣợng ngƣời dùng macrocell là Nm phân phối ngẫu nhiên trong một macrocell. Chúng tôi ký hiệu là chữ ký nhiễu với một điểm truy nhập femtocel j (j=1,2,3… Nf) nhận đƣợc từ một ngƣời dùng macrocell i (i=1,2,3… Nm). lần lƣợt là mẫu kênh đặc biệt thông qua { } với ngƣời dùng macrocell i tạo ra nhiễu đến điểm truy nhập femtocell j . Ngoài ra, công suất nhận đƣợc trên chữ ký có thể đƣợc ký hiệu là .
và cung cấp một công cụ trong việc mô tả nhìn thấy môi trƣờng mạng đƣờng lên bởi điểm truy nhập femtocell. Dựa trên các đặc tính của môi trƣờng nhiễu, chúng tôi đề xuất một phƣơng pháp kênh hoá tự trị trong đó xác định phân phối tài nguyên trong femtocell j nhƣ sau:
Trong đó đại diện cho ngƣỡng công suất mà các kênh đƣợc đánh dấu bởi chữ ký nhiễu bị bỏ rơi từ tái sử dụng trong femtocell j. Quá trình định hoá kênh ở trên tƣơng tự nhƣ phƣơng trình (3.1) ngoại trừ việc nó phải đƣợc thực hiện trên mỗi femtocell trong hệ tự trị. Các kênh tái sử dụng đại diện cho các mô hình tài nguyên trực giao với chữ ký nhiễu trong đó có .
Nói cách khác, một femtocell tái sử dụng các mô hình kênh bổ xung cho môi trƣờng nhiễu trong vùng của nó. Trong thực tế, xác định kích thƣớc tế bào của một femtocell trong một macrocell bắt đầu chia sẽ các tài nguyên phổ chung với các ngƣời dùng femtocell thông qua kênh hoá trực giao.
Bởi nhƣ vậy, nhiễu hƣớng lên từ các ngƣời dùng ở macrocell có thể bị huỷ bỏ trên mỗi femtocell giả định rằng thông tin chữ ký về và là có thể đạt đƣợc từ môi trƣờng mạng. Ngƣời ta có thể thấy rằng nhiễu hƣớng lên đƣợc quản lý bằng nhận thức và phân phối vùng dựa trên môi trƣờng vô tuyến cá nhân của mỗi femtocell.
Chúng tôi thảo luận về một ví dụ cho tái sử dụng các kênh nhận thức trong hệ thống di động OFDMA nơi các kênh phân phối đến các ngƣời dùng dựa trên ma trận 2 chiều thời gian x tần số. Chúng tôi mô tả một ma trận kênh đƣợc quản lý bởi một femtocell j trong hình 3.2. Ký hiệu nhiễu đƣợc minh hoạ bằng hai
lƣới màu xám đậm với các mức công suất khác nhau đƣợc nhận thức từ môi trƣờng. Ngƣời ta có thể xem ví dụ này trong trƣờng hợp có hai ngƣời dùng i và
femtocell, chữ ký nhiễu và đƣợc đánh dấu với mức công suất nhận khác nhau về chế độ kênh tƣơng ứng. Dựa trên sự công nhận này của môi trƣờng, tất cả các kênh trực giao có thể đƣợc tái sử dụng một cách an toàn trong femtocell mà không bị nhiễu bởi các MU.
Chức năng nhận thức vô tuyến giữ vai trò quan trọng cho việc quản lý nhiễu trong hệ tự trị. Một femtocell có khả năng nhận biết nhiễu ở trong mạng và tự chủ tái sử dụng kênh thích hợp. Hệ số thực sự xác định độ nhạy vô tuyến của điểm truy nhập femtocell j. Nhỏ hơn hệ số này, độ nhạy của femtocell sẽ can
thiệp xử lý trong môi trƣờng nhiễu đó của nó.