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超密集组网技术作为第五代(5G)移动通信的关键技术之一,通过部署大量低功耗节点,缩短了接入点和用户设备(UE)之间的距离。相比于传统的单一宏基站部署,超密集组网不仅可以提升系统吞吐量,提高本地基站的频谱效率(SE)和能量效率(EE),还可以为网络提供小区分裂增益,解决网络的覆盖盲区问题,实现用户随时随地地接入。但是,超密集组网接入点密度的增大以及多种类型接入点的无规划部署使得干扰环境更加复杂,阻碍了超密集组网中资源管理技术的发展。而随着网络架构朝着异构融合化的方向发展,异构超密集组网物理层中各小区层之间的跨层协作技术,不仅可以减小跨层间的干扰,还能够通过跨层协作提高整个网络的吞吐量[1]。本文从异构网络物理层中的跨层协作技术出发,对超密集组网中下行传输跨层协作资源分配方案进行了研究。论文的创新点如下:第一,在无服务质量(QoS)约束的情况下,提出了异构超密集组网中的一种跨层协作资源分配(CCRA)方案,提高了整个系统的吞吐量。首先定义了协作信干噪比(SINR)阈值,利用随机几何分析了协作SINR阈值对几种类型UEs数量的影响。将这个系统吞吐量优化问题建模成了非凸的资源分配优化问题,并使用专用信道技术来减少跨层干扰。同时为了降低计算复杂度,将这个资源分配问题分解为子载波分配和功率分配,并提出了两种算法来解决它。仿真结果表明,在密集环境中使用所提出的CCRA方案可以在确保较低的协作成本的情况下,获得系统吞吐量的提升。第二,在有QoS约束的情况下,提出了一种基于QoS的跨层协作资源分配(QCCRA)传输方案。为了减小干扰并提高整个网络的吞吐量,将这个问题建模成了一个非凸的资源优化问题。具体地,将资源分配过程解耦为两个阶段,即子载波分配和功率分配阶段,并提出了三种算法来解决这个问题。在仿真中,针对所提的QCCRA方案,分析了协作SINR阈值对各种参数变化的场景下系统吞吐量的影响,对参数变化场景下如何设置协作阈值点提供了理论参考。并且将所提出的QCCRA方案的性能与不协作(NC)和全协作(FC)方案进行了比较。仿真结果表明,所提的QCCRA方案在确保每个UE的最小QoS需求的前提下,得到系统吞吐量的提升,同时获得NC和FC这两种方案的优势。本文研究了超密集组网下的资源管理技术,并分别在无QoS约束和有QoS约束的情况下,提出了两种跨层协作资源分配方案。解决了本文中的异构超密集网络模型下,由于跨层和同层干扰严重,造成的系统吞吐量损失问题,并为参数变化场景中,如何设置协作SINR阈值,提供了一定的理论参考。