K 用户非对称干扰信道的多层干扰对齐与广义自由度

在无线网络中，链路强度通常受到传播路径损耗、阴影效应和小区间干扰等拓扑因素的影响。因此，网络中的不同用户可能会经历不同的链路强度。在本文中，我们考虑了一个 K 用户非对称干扰信道，其中连接到接收端 k 的链路增益按 $P^{\alpha_k /2}$ 缩放，$k=1,2,...,K$，且 $0< \alpha_1 \leq \alpha_2 \leq \cdots \leq \alpha_K \leq 1$。针对此设置，我们证明了最优总和广义自由度（GDoF）表征为 $d_{sum} = (\sum_{k=1}^K \alpha_k + \alpha_K -\alpha_{K-1})/2$，这与现有结果 $d_{sum}= K/2$（当 $\alpha_1 = \alpha_2 = ... = \alpha_K =1$ 时）相符。可达性基于多层干扰对齐，其中在不同的与特定功率电平相关的层中设计了不同的干扰对齐子方案，并在接收端应用连续解码。虽然对称情况的 converse 仅需对选定的两个用户的总和自由度（DoF）进行界定，但此非对称情况的 converse 涉及对选定的 $J+2$ 个用户的加权和 GDoF 进行界定，其中前 $J$ 个用户的对应权重为 $(2^{J}, 2^{J-1}, ... , 2^{2}, 2^{1})$（公比为 2 的等比数列），最后两个用户的对应权重为 $(1, 1)$，其中 $J \in \{1,2, ... , \lceil\log (K/2)\rceil \}$。