随着互联网技术和无线通信技术的蓬勃发展,移动通信数据流量和入网设备的爆炸式增长对下一代5G网络提出了更高系统容量和更快传输速率的要求。为了满足未来5G网络的需求,诸如毫米波、小蜂窝(Small Cell)、终端直通(D2D)等新技术受到了研究人员的广泛关注,因此,未来的5G网络很可能是各种无线技术共存的高度异构的网络。本文主要针对由宏蜂窝、Small Cell和D2D通信组成的分层异构网中的资源分配问题进行研究。具体内容如下:针对D2D用户和小蜂窝用户复用上行宏蜂窝资源带来的跨层干扰问题进行研究。为降低网络中宏层、小蜂窝层以及D2D层之间的跨层干扰,本文给出一种基于超图的资源分配方案。首先,在任意给定的子信道分配下,进行D2D用户和小蜂窝用户的复用许可控制,根据QoS需求和发射功率约束,为D2D用户和小蜂窝用户建立可复用资源的蜂窝用户候选集;然后,对复用资源的D2D用户和小蜂窝用户进行功率控制,为其选择最佳的发射功率;最后,将信道分配问题建模为超图模型,并利用分支限界法对模型进行求解,得到最终的资源分配结果。仿真结果显示,所提的方案可以有效提升系统中D2D和小蜂窝用户的吞吐量。针对Small Cell和D2D密集部署场景下,D2D用户和小蜂窝用户共同复用下行宏蜂窝资源带来的同层和跨层干扰问题进行研究。为了减少网络中的干扰、降低计算复杂度,本文给出一种基于匹配理论的分布式资源分配算法。首先,将小蜂窝用户和D2D用户视为复用用户,并根据效用函数构建偏好列表;其次,针对匹配个体之间的“外部性”,所有的复用用户根据位置信息建立各自的冲突集;最后,提出具有动态配额和冲突集的一对多匹配算法为小蜂窝用户和D2D用户分配频谱资源。仿真结果表明,所提算法的频谱利用率和复用用户的总吞吐量均能得到有效提升,同时计算复杂度也有所降低。