陈瑾平 何世文 杨绿溪

(东南大学信息科学与工程学院 南京 210096)

1 引言

现有的关于OFDMA系统动态资源分配问题的研究主要集中在单小区环境而不考虑共信道干扰。文献[1]研究了多载波系统固有的渐进强对偶性，并给出严谨的理论证明和对偶间隙的误差估计。基于该结论，根据单小区OFDMA系统下的不同场景，往往可以联合优化各种无线资源，得到多项式时间复杂度的近似最优的资源分配算法[2,3]。

然而，实际的无线通信系统是干扰受限的多小区蜂窝网络，为了提高系统的频谱效率而采用全频率复用方式。所以，小区间干扰成为影响系统性能的关键因素之一。对于多小区系统来说，基于对偶求解的联合资源优化仅具有理论上的意义。

多小区系统的资源分配为满足实时性要求往往采用分步方法：基站之间的协调调度和功率优化。合理的用户调度、子载波分配以及功率优化对系统性能的提升起着关键的作用[4]。基于干扰协调的子载波分配往往需要反馈大量的信道信息，需要极大的系统开销[5]。多小区环境下的功率控制由于数学形式的非凸性使得优化问题更为复杂，多用户迭代注水算法通过将其它小区的干扰作为噪声反复迭代往往达不到较好的局部最优性能[6]；文献[7]对迭代注水算法进行修正，从而得到更优的性能，但该算法的收敛性无法保证。

多小区OFDMA系统引入中继节点后，增加了中继选择、以及时分双工两个时隙频谱分配的自由度，更增加了资源分配问题的复杂性[8]。……