A celluláris rádió hálózatokban különböző technikákat alkalmazva lehetőség van a fellépő interferencia kezelésére. Ezeknek az a célja, hogy csökkentsék főleg a cella széleken csatlakoztatott eszközöket értintő interferenciát, ahol a legmagasabb a cellák közötti interferencia szint.
A 3GPP által kidolgozott ICIC (cellák közötti interferencia koordináció) a Rel. 8. óta elérhető az LTE-ben. Ez lehetővé teszi a serviz és szomszédos cellák számára, hogy koordinálják az erőforrásokat a használt frekvenciatartományban a cellák közötti interferencia csökkentése érdekében. A funkció eredményeként egy cella amely interferenciát okoz egy adott frekvenciablokkon, arra törekszik majd, hogy csökkentse a kibocsajtott teljesítményét vagy a frekvenciablokk csak egy részét használja. Ezáltal csökkentve az interferenciát lehetővé téve a kiszolgáló cella számára, hogy jobb szolgáltatást nyújthasson azoknak a felhasználóknak, akik rossz jel-zaj viszonyt (SNR) tapasztalnak. Az ICIC ezért elsősorban a cella szélén levő felhasználók szolgáltatásának minőségét javítja, mivel általában azok veszik a leggyengébb kiszolgáló jelet a legerősebb zavaró jelek mellett.
RIC Intelligens Interferencia Management – Intelligens ICIC
Hagyományos ICIC Működése
Két átfedő cella esetén és a szervíz cella szélén elhelyezkedő felhasználó esetén megfigyelhető az ICIC működése és kompromisszumai.
Abban az esetben ha nincs az ICIC bekapcsolva mindkét cella használhatja a teljes frekvenciablokkot maximális teljesítménnyel. Ez lehetővé teszi a spektrum maximális felhasználását, ami nagyobb hálózati kapacitást eredményez. Azonban a cella szélén levő felhasználók rossz SINR miatt szenvednek. Amikor a két cella úgy van összehangolva, hogy mindegyik csak a frekvencia blokkoknak a felét használja és amíg az egyik cella használja az egyik frekvencia blokkokot másik cella nem sugároz azon a frekvencia blokkokon az csökkentheti a cellák szélein tapasztalt interferenciát.
Igy a cellaszéli felhasználók sokkal jobb SINR-et és jobb minőséget tapasztalhatnak. Azonban igy mindkét cella csak feleannyi frekvenciablokkhoz fér hozzá, mint az alapesetben ami részben csökkenti a hálózati kapacitását. Ez rávilágít az ICIC fő kompromisszumára.
Ezt az eljárást statikus sub-band maszkolásnak is nevezik. Léteznek különféle ICIC-beállítások melyek lehetővé teszik a kompromisszumok hangolását a frekvencia blokkok dinamikus újra konfigurálásával vagy soft frekvencia használattal ahol a zavaró cellák csökkentik a teljesítményt az adott frekvenciablokkban, de nem kapcsolják le teljesen a teljesitményt, igy bizonyos erőforrások újra felhasználhatók maradhatnak.
Source: TIP
1.ábra. Teljes spektrum használata ICIC nélkül és ICIC funkció hard frequency használattal
Intelligens RIC vezérelt ICIC Működése
Az near-RT RIC ideális helyzetben van ahhoz, hogy a lehető legjobb döntéseket hozza meg az ICIC funkció számára. Figyeli az elóre konfigurált cella csoportot, és ez alapján döntést hoz, hogyan rendeljen frekvencia blokkokat az egyes interferáló cellákhoz a cella csoportban. Ezeknek a feladatokbak az elvégzéséhez a RIC az adatvezérelt mesterséges intelligenciát is felhasználja. Az AI modellek használatához centralizált performance adatokra van szükség, ami a RIC számára elérhető.
A RIC intelligens interferencia koordinációt végez frequencia sub-band-ek használatával, hard frekvencia újra felhasználással, és dinamikus sub-band újra allokálással a szomszédos cellák között. Mindezt mérések és felhasználói viselkedések visszacsatolása alapján. A feladat elvégzéséhez a RIC rádió hálózati méréseket kap és sub-band-enként dönt.
Számos ICIC-algoritmus fejleszthető a RIC-hez. Az algoritmusokban közös, hogy mind a legrosszabbul kiszolgált felhasználó helyzetének javítására összpontosít a cella clusterben.
Az algoritmusok számitások elvégzése után döntenek sub-band hozzáadásáról vagy kikapcsolásáról az interferáló cellában. Ezek az algoritmusok xApp-ként vannak megvalósítva a near-RT RIC platformon.
A hagyományos ICIC statikus sub-ban maszkolás eljárással valósitja meg a frekvencia blokkok allokálását a cellák között. A RIC AI modelljét használva a statikus sub-band maszkolás kiváltható egy dinamikus sub-band maszkolással. Az algoritmus folyamatos DL throughput mérések eredményeit dolgozza fel az érintett cellákban. Az aktuális sub-band allokáció a két cella között a cellák DL throughput kiegyenlitése alapján történik. Ez alapján az alacsonyabb interferenciájú cella kevesebb (például: 40%) mig a magasabb intefrenciájú cella több (például: 60%) sub-band allokációt kap, hogy a DL throughput a folyamat következtében mindkét cellában közel azonos szinten legyen.
Mivel a rádiós körülmények folyton változnak a cella szélen, főleg ha a felhsználó mozog is, igy a DL throughput számitás és kiegyenlités is folyamatos ami folyamatosan újabb sub-band allokációt igenyel mindkét cellában.
A near-RT RIC erre a funkcióra dedikált xApp-ja folyamatosan analizálja a hálózatból érkező mérési eredményeket és végzi a szükséges számitásokat a pillanatnyi sub-band allokációhoz
RIC felhasználó szintű algoritmusa
A RIC xApp-ja folyamatosan veszi és analizálja a hálózatból érkező méréseket. Ezek a mérési eredmények felhasználó szintű mérésekből állnak igy a near-RT RIC xApp-jai képesek a mérési adatokat felhasználói szinten analizálni és döntéseket hozni. Az igy hozott döntéseket pedig a RAN kontrolleren keresztül az egyes felhasználók számára továbbitani. Ez azt jelenti, hogy a near-RT RIC képes egyéni felhasználói szinten optimizálni a hálózatot ami jelentósen növeli a hálózat flexibilitását és hatékonyságát. Ezen felül a döntések feldolgozása és alkalmazása is rendkivül rövid idő inetrvallumon belül torténik. Általában 10msec-és 1 sec közötti intervallumban. Ezt nevezik near real-time control loop-nak.
A near-RT RIC a kapott mérések analizálása alapján dönthet úgy, hogy ha felhasználó magas interfrencia méréseket küld a near-RT RIC felé az intelligens ICIC alkalmazása után is akkor áthelyezheti ezt a felhasználót egy másik kevésbé interferenciás cellába. Ezt forgalom terelés (Traffic Sharing) funkció alkalmazásával érheti el, ami egy masik xApp a RIC-ben.
References: TIP Telecom Infra Project https://telecominfraproject.com/