随着5G时代的到来,一方面,海量移动终端的接入和云技术、物联网、人工智能等技术的快速发展对蜂窝网络提出了大容量、高速率和低时延等越来越高的需求。另一方面,为了满足急速增长的负载需求,网络运营商们增加部署基站及其相应设施,这直接导致系统能耗快速增长。以资源节约型、环境友好型为目标的绿色通信一经提出便赢得业界的青睐,并正在演变为未来无线通信发展的必然趋势。与传统的正交多址接入(OMA)技术相比,非正交多址接入(NOMA)技术开辟了功率域的复用资源,这允许多个用户可以共享这一资源。在功率域NOMA系统中,通过优化功率分配可以提高系统的能量效率。近年来,蜂窝网络架构越来越向异构化方向演进,通过在宏基站覆盖区域内部署低功率低能耗的小基站,形成异构网络(Het Nets),为用户提供更多的频谱资源,进而提升系统容量;在异构网络中,让终端接入最近的或链路衰减最小的节点,可以有效降低能耗。因此,在异构网络中实现NOMA技术,通过合理的资源优化,可以更好地提高系统能效。本文研究两层NOMA异构网络的下行链路提高系统能效的方法,主要研究工作和成果如下:1.提出了用户关联和功率控制协同的能效优化算法在NOMA系统的两层异构网络中,建立了用户关联与基站功率控制协同优化的效用函数最大化模型。考虑到实际的场景,总的功率消耗除了发射功率之外,在信息传输过程中移动设备自身也会有电路功率消耗。因此,可以将系统总能效作为效用函数,同时将电路功耗添加到目标函数中,并考虑一定的用户服务质量(Qo S)要求和总发送功率约束。在内层循环采用分布式用户关联算法和功率控制算法,在外层循环利用二分法求解最佳的能效因子,最终实现系统总能效最大化。仿真结果表明,与固定功率分配方案以及固定用户关联方案比较,所提联合算法有更高的系统能效。2.提出了子信道分配和功率控制联合的能效优化算法在NOMA系统的两层异构网络中,以下行链路的能效最优为研究目标,将子信道分配和功率分配作为变量进行数学建模。将电路功耗添加到目标函数中,并同时考虑了传输功率限制、子信道约束、异构网络Qo S约束和跨层干扰约束,给出了子信道分配和功率控制的能效优化问题。为降低计算复杂度,将所提出的优化问题解耦为子信道分配和功率分配两个子问题。通过基于能效的子信道分配算法确定子信道分配方案,在给定的信道分配下,采用基于拉格朗日对偶法的算法求解功率分配问题,并通过基于Dinkelbach方法的最佳能效因子搜索算法得到最佳能效。仿真结果表明,所提算法在提高系统能效方面优于基于子信道分配算法的等功率分配方案(NOMA-EQ)和基于子信道分配算法的OMA方案。