胡海霞,贾向东,2,叶佩文,纪澎善,敬乐天

(1.西北师范大学计算机科学与工程学院,甘肃 兰州 730070;2.南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室,江苏 南京 210003)

1 引言

为应对未来爆炸式流量增长、海量设备连接和不断涌现的新业务，第五代5G(The Fifth Generation)移动通信系统应运而生。在新兴的5G网络中，为了满足日益增长的高数据速率需求，必须以更灵活的方式利用频谱资源。网络异构化和密集化能够有效地提高系统频谱效率，因此被业界认为是5G网络的2项关键技术[1,2]。

异构网络部署是提高移动通信系统容量至关重要的举措，现有蜂窝网络向小区密集化和以用户为中心的小基站SBS(Small Base Station)部署演进。在密集的小小区网络中，传统的宏基站MBS(Macro Base Station)被大规模低功耗小基站所覆盖，使原有网络中更多的用户设备UE(User Equipment)可以被服务，且UE更接近基站BS(Base Station)，SBS共同形成小小区与传统高功率MBS共存，由此产生的网络即为异构网络HetNets(Heterogeneous Networks)[3,4]。在传统HetNets中，宏层基站部署突出一些低宽带业务和无处不在的链路连接。而5G HetNets中，由于小基站的密集部署，导致无线环境变得更为复杂，干扰问题变得尤为突出。严重的层内和层间干扰导致系统覆盖范围缩小，传输速率降低。针对这一问题，文献[5-8]研究了部分频率复用FFR(Fractional Frequency Reuse)和软频率复用SFR(Soft Frequency Reuse)技术。FFR和SFR采用相同的频谱分配策略，但FFR不允许共享任何频谱，而SFR允许每个小区可复用一个完整的频带。与此同时，SFR中需要严格的功率控制[6]。虽然上述研究表明FFR和SFR优于传统网络，但在以UE为中心的未来5G HetNets中，UE分布随机，导致网络在形状和大小上具有不规则性和随机性，很难满足FFR和SFR中严格的子信道分配要求。……