无线运营商正在运用网络组件来扩大宏小区网络,例如多个宏基站、分布式天线、中继等。然而,随着无线链路有效性的逐渐饱和,网络节点的过度密集,以及城区高昂建设成本的不断增加,通过增加网络节点来进一步提高网络容量将不再可能。LTE-Advance白皮书指出基于家庭小区的双层异构网是一种可选的低成本方案。家庭小区双层网络中关键技术的研究是我们从这种网络布局中获得更高的分集复用、更大的网络容量、更好的室内用户体验的关键。因此,家庭小区双层网络关键技术的研究已经成为近几年来学术界研究的热点之一。本文在此背景下,对家庭小区双层异构网进行了详细讨论,并对国内外研究情况作了总结。然后根据可行场景,对家庭小区双层网络用户中断概率、资源分配等问题做了深入研究。论文的贡献主要集中在以下三个方面：首先,针对现有文献中没有考虑的家庭小区双层网络中的邻近宏小区干扰,提出了一种用散粒噪声模型来近似跨层干扰和计算用户中断概率的方法,并提出了用户中断概率限制条件下的最优宏-家庭基站配比方案。该方案能够最大化网络容量。仿真结果验证了所提方法的有效性。其次,提出了一种家庭小区基站可行性功率控制方案。该方案旨在分析家庭小区网络公平性。本文通过分析家庭小区双层网络中的公平性,从理论上解释了仿真场景中设计的最大可容纳家庭小区基站数目的合理性。最后,提出了一种认知中继选择策略来管理跨层干扰。这种认知中继选择策略旨在确保宏用户QoS的前提下,改善家庭小区网络的QoS。一方面,对于宏小区网络,该策略能够保证宏用户容忍更多的来自家庭小区用户的干扰；另一方面,对于家庭小区网络,该策略能有效改善家庭小区用户接收信号强度与跨层宏用户干扰比,使其SINR得到改善。仿真结果显示,与已有算法相比,所提算法不仅能增加家庭小区用户成功接入基站的数目,而且能改善它们的平均SINR。