在固定发射功率的小区间干扰协调问题中实现任意吞吐量-公平性折衷

我们研究了基于 OFDMA 的蜂窝网络中的固定发射功率小区间干扰协调（ICIC）问题，其中每个基站（BS）需要决定为其关联的每一个移动台（MS）分配哪个子信道（若有）用于数据传输。一般而言，在资源分配方案所找到的分配下，总吞吐量（所有 MS 吞吐量之和）与公平性之间存在折衷。我们通过修改 $\alpha-$公平性的概念引入了 $\tau-\alpha-$公平性的概念，该概念早先是在为分组交换网络设计公平的端到端基于窗口的拥塞控制协议的背景下提出的。$\tau-\alpha-$公平性的概念允许我们通过选取 $[0,\infty)$ 中适当的 $\alpha$ 值来实现总吞吐量与公平程度之间的任意折衷。我们证明，对于每个 $\alpha \in [0,\infty)$ 和每个 $\tau > 0$，寻找 $\tau-\alpha-$公平分配的问题是 NP-完全的。进一步，我们证明对于每个 $\alpha \in [0, \infty)$，存在阈值使得若每个 MS 在每个子信道上经历的潜在干扰水平高于阈值，则该问题可通过归约为二部图匹配问题而在多项式时间内最优求解。此外，我们提出了一种简单、分布式的 ICIC 问题子信道分配算法，该算法灵活、运行所需时间少，且仅需相邻 BS 间的信息交换。我们通过仿真研究了应如何选择算法参数以实现总吞吐量与公平性之间任何期望的折衷。