王雪，刘京，孙佳妮，张继真，钱志鸿

（1.吉林大学通信工程学院，吉林 长春 130012；2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033）

1 引言

随着5G 通信系统的发展，越来越多的智能连接设备带来了指数级的网络流量增长。传统的频谱管理方案和蜂窝结构已经不能满足激增的流量需求[1-2]。传统蜂窝结构通过宏基站覆盖通信用户，针对宏基站的占地面积大、部署基建成本高昂且不能保障小区边缘用户的服务质量等难题，超密集异构蜂窝网络（UDN，ultra-dense heterogeneous cellular network）在这种背景下应运而生[3]。5G 关键技术的目标之一是使移动数据量达到当前长期演进（LTE，long term evolution）系统的1 000 倍，而UDN正是实现此目标的关键技术之一[4]。UDN 通常由大量不同类型的低功率小型基站（BS，base station）组成，其部署密度远高于当前的移动通信网络，遍布车站、商场和办公楼等热点区域，或信号难以到达的阴影区域，可以大幅提高流量容量和数据的传输速率[5]。但是，UDN 不断增加的网络规模势必会带来越来越严重的小区干扰，因此缓解干扰并寻找有效的资源分配方案来提高系统性能，逐渐成为UDN 的关键问题之一，且受庞大的计算复杂度限制，传统有效的资源分配难以直接利用在UDN 之中[6-8]。

为了解决UDN 场景资源紧缺的问题，文献[9]提出了一种基于服务质量的UDN 跨层合作传输方案，定义了宏基站和微基站的发射功率之比的协作信噪比阈值，并利用随机几何理论分析了其对信号数目的影响，从而优化了子载波分配和功率分配，减轻了干扰并提高整个网络的吞吐量。……