协调多小区 OFDMA 传输的最优性特性、分布式策略及基于测量的评估

多小区系统的吞吐量固有地受到干扰和可用通信资源的限制。协调资源分配是实现高效性能的关键，但随着小区、终端和子载波数量的增加，对回传信令和计算资源的需求迅速增长。为此，我们提出了一种具有动态协作簇的新型多小区框架，其中每个终端由一小簇基站共同服务。每个基站仅协调对相邻终端的干扰，从而限制了回传信令并使框架具有可扩展性。该框架可以描述从干扰信道到理想的联合多小区传输的任何情况。资源分配（即预编码和调度）被表述为一个优化问题 (P1)，其性能由信干噪比 (SINRs) 的任意单调函数和任意线性功率约束来描述。尽管 (P1) 是非凸的且难以最优求解，但我们能够证明：1) 单流波束成形的最优性；2) 全功率使用的条件；以及 3) 基于零到一之间少数参数的预编码参数化。利用这些最优性特性，我们提出了低复杂度策略：包括一种集中式方案和一种仅需本地信道知识和处理的分布式版本。我们在测量的多小区信道上评估了性能，观察到所提出的策略分别在集中式和分布式解决方案中实现了接近最优的性能。此外，我们表明多小区干扰协调可以显著提高总和性能，但联合传输对同步误差非常敏感，且某些终端可能会经历性能下降。