具有协调多点传输的干扰信道：自由度、消息分配与分数复用

协调多点 (CoMP) 传输是下一代无线网络正在考虑的基础设施增强技术。在本工作中，我们在各种具有实际意义的无线网络模型中研究了通过 CoMP 传输实现的容量增益。容量增益是通过自由度 (DoF) 准则进行分析的。通信可用的自由度提供了一种分析上易处理的方法来刻画干扰信道的容量。所考虑的信道模型具有 K 个发射机/接收机对，每个接收机对来自一组 K 个独立消息中的一个唯一消息感兴趣。每条消息可在多于一个发射机处可用。每条消息可用的最大发射机数量定义为协作阶数 M。对于全连接干扰信道，研究表明，当 K 趋于无穷大时，随着 M 从 1 增加到 2，渐近每用户自由度保持在 1/2。此外，对于任何满足局部协作约束的消息分配，该负面结果对所有 M > 1 均成立。另一方面，当放宽全连接假设为局部连接，且每个发射机仅连接到其自身的接收机以及 L 个相邻接收机时，研究表明局部协作是最优的。对于局部连接信道，渐近每用户自由度被证明至少为 max {1/2,2M/(2M+L)}，而对于 L=1 的 Wyner 非对称模型特例，该自由度被证明为 2M/(2M+1)。所提出的可达方案的一个有趣特征是，它依赖于简单的迫零发射波束成形，且不需要符号扩展。此外，为了在 Wyner 模型中实现最优每用户自由度，消息以非对称方式分配给发射机，这与传统分配（即消息 i 必须在发射机 i 处可用）不同。