隨著移動智能終端數(shù)量的持續(xù)增長以及多樣化移動新業(yè)務應用的推廣，高速率無線數(shù)據傳輸需求呈現(xiàn)爆炸式增加。未來第五代無線網絡（the fifth Generation，5G）須大幅提升頻譜利用率以滿足市場傳輸需求。致密化組網通過增加基站部署密度方式，提升頻譜資源利用率是未來5G通信的關鍵方案。基于資本和運營支出考慮，業(yè)界普遍認同在傳統(tǒng)宏蜂窩網絡基礎上部署低功率基站形成的異構網絡（Heterogeneous Networks，HetNets）是提升頻譜資源空間利用率的高效方式。由于頻譜資源稀缺，異構網絡采用同信道部署方式。然而，嚴重干擾和負載不均衡明顯限制了異構網絡性能，需采用有效的資源管理技術予以解決。雖然業(yè)界針對異構網絡已提出改善網絡覆蓋及頻譜效率的資源管理方案，但網絡各參數(shù)對性能的影響以及資源最優(yōu)配置仍沒有明確量化。其次，由于密集網絡能耗巨大，因此研究能效資源管理方案降低排放具有現(xiàn)實意義。此外，由于低功率基站無規(guī)劃部署，傳統(tǒng)網格模型不再適用，建立通用、易處理且能捕捉基站隨機部署特性的網絡模型亟待解決。針對以上問題，本書分別針對稀疏和超密集部署異構網絡場景，應用隨機幾何理論建立異構網絡理論模型.以提升異構網絡信干噪比（Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio，SINR）覆蓋、數(shù)據速率及能量效率為目標，展開異構網絡資源管理技術及性能研究，主要研究工作和創(chuàng)新包括：
　　第一，回程受限異構網絡中小區(qū)范圍擴張（Cell Range Expansion，CRE）及子信道分配性能分析�；�于正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA）異構網絡場景，采用小區(qū)范圍擴張技術促進負載平衡，同時基于多信道分配方式消除跨層干擾。為了捕捉基站隨機部署特性并獲得易處理解析結果，建立了回程受限異構網絡通用理論模型。在考慮蜂窩負載分布及通用的信道模型基礎上，合理建模OFDMA網絡干擾，并利用隨機幾何理論推導網絡SINR覆蓋、速率覆蓋及能量效率解析式。利用蒙特卡洛仿真驗證解析結果的正確性�；�于解析結果，進一步分析連接偏置及資源分配系數(shù)對網絡性能的影響，并獲得速率覆蓋性能最優(yōu)的用戶連接偏置和資源分配系數(shù)以及能量效率最優(yōu)的基站部署密度。
　　第二，F(xiàn)eICIC（Further Enhanced Inter-Cell Interference Coordination）異構網絡資源分配聯(lián)合優(yōu)化。針對OFDMA異構網絡，基于聯(lián)合FeICIC和CRE方案，建立聯(lián)合用戶連接、功率控制及資源分配方案理論模型。利用隨機幾何理論推導兩層回程受限異構網絡SINR覆蓋及速率覆蓋解析表達式。利用蒙特卡洛仿真驗證解析結果的準確性。進一步分析網絡各參數(shù)對網絡性能的影響，研究速率覆蓋性能最優(yōu)的網絡參數(shù)配置。此外，基于網絡傳輸需求，引入自適應基站休眠技術，推導能量效率和頻譜效率解析表達式。為了創(chuàng)建頻譜和能量有效的異構網絡，針對頻譜和能量效率多目標聯(lián)合優(yōu)化問題，提出Dinkelbach迭代和梯度下降低復雜度聯(lián)合優(yōu)化算法，獲得頻譜和能量效率折中的資源分配聯(lián)合優(yōu)化方案。