3.1　引言

预计随着网络容量的增加，人们对高速率、低时延、无差错的要求也越来越高，第五代系统将有更高的数据速率。然而，传统的解决方案，如增加专用频谱，减少无线电覆盖和使用多天线，要么成本很高，因为它们通常需要部署新的基础设施，要么已经达到极限[1]。无线信道是通信系统的有限资源，有效地管理和利用这些资源是提高系统容量的必要条件。为了支持无线通信网络中日益增长的数据流量需求，异构蜂窝网络（Heterogeneous Cellular Networks，HetCNets）通过部署不同的低功率基站（Base Station，BS），扩大覆盖范围，并提供更高的最终用户数据速率[2,3]。终端直通（Device-to-Device，D2D）通信技术作为下一代无线网络中的新兴技术，将流量从传统的网络中心实体转移到D2D网络，提供用户之间不需要BS参与的直接数据传输[4～6]。在增加系统容量的同时，也为用户设备提供了省电的功能，并提供更高的数据速率、EE和改进的吞吐量，具有高可靠性和安全性。D2D通信技术与毫微微蜂窝部署的融合为进一步研究提供了一个有趣的方向[7]。然而，在宏基站（Macrocell Base Station，MBS）、小基站（Small Base Station，SBS）和D2D网络环境中存在严重的干扰问题会影响系统的性能。由此，如何解决支持D2D通信的HetCNets下干扰管理问题成为亟待解决的挑战[8～10]。

综上，本章基于支持D2D通信的HetCNets建立了一套联合模式选择与功率控制的干扰管理方法。首先，针对用户与基站之间的干扰，划分不同的通信区域以满足用户最小通信速率，即干扰限制区域；其次，采用模式选择解决单一通信方式造成的频谱资源浪费问题，并提出一种联合模式选择和功率控制算法；最终，推导不同通信链路下的覆盖概率闭式解，通过覆盖概率的性能分析来验证所提出的有干扰区域限制的功率控制（Power Control with Interference Limited Area，PC-ILA）是否可靠。该模式选择方法能够让更多的用户选择D2D通信模式，尽可能减少干扰，提高了系统总的数据速率。