随着全球信息产业化的推进,无线通信技术产业得到飞速发展,极大地改善人们的生活,促进了社会经济的发展。传统依靠新型无线信道技术和有限带宽扩展的无线蜂窝系统,己经远远不能满足当前无线流量呈爆炸式的增长需求。同时,无线网络的能耗问题也日益突出,寻求高效节能的网络结构和优化算法成为通信网络发展的趋势。因此,绿色异构蜂窝网络应运而生。绿色异构蜂窝网络由不同功率、不同覆盖范围的基站组成,基站采用可再生能源的供电方式。异构蜂窝网络支持多种网络接入,可以为用户提供高品质、高性能的服务。然而,复杂的网络环境带来不可避免的干扰问题,有限的频谱资源更限制了网络的发展,同时可再生能源自身所具有的随机性和波动性导致供电不稳定。因此,研究混合能源供电下异构蜂窝网络的干扰、频谱和能效问题成为本文研究的重点。因此,本文在此基础上完成以下几个方面的工作:(1)针对密集部署的异构蜂窝网络,研究了基于平均场博弈的干扰管理和资源分配问题。由于微基站分布密集化,微基站之间的同层干扰问题不可忽视,同时也在算法复杂度上提出了更高的要求。针对OFDMA下行传输网络,考虑HetNet网络中的干扰和资源分配问题,以提高用户服务质量和降低能耗为优化目标,利用博弈论中平均场理论的思想,量化单个微基站受其他微基站的同层干扰,研究基站的状态及其转移方程。设计兼顾服务质量和节约电能的效用函数,分析HJB和FPK方程进行动态控制,提出分布式密集网络功率控制策略,解决微基站密集部署算法复杂度过高的问题。(2)混合接入异构蜂窝网络的资源分配和能量合作由于频谱资源的有限性,网络性能的提升受到限制,如何更加充分的使用网络资源,是本文研究的另一重点。基于新能源供电的双层HetNet网络,其中宏用户采用混合接入的方式,即可根据传输需求选择由宏基站或微基站提供服务,提高网络服务质量,实现传输业务的连续性。此外,新能源的波动性也限制了传输性能,通过智能电网实现基站之间的能量合作,提高能量利用率。基于此,本文考虑了新能源供电下混合接入异构蜂窝网络的资源分配和能量合作问题,以最大化网络吞吐量。考虑到业务和能量到达的不确定性,建立虚拟数据缓冲区,利用李雅普诺夫优化算法,将优化问题分解为接入速率控制、资源分配以及能量合作三个子问题,确定用户接入方案和能量合作策略,并提出在线优化算法。(3)混合能源供电下基于频谱共享的微基站资源分配由于新能源发电的随机性和间歇性,新能源供电的异构蜂窝网络不能完全适应网络负载的时变性,因此引入电网供能有利于提供稳定的电能供应。基于混合能源供电的双层HetNet网络,利用频谱共享技术提高频谱资源的利用率,通过对频谱资源的再分配实现整体网络效益最大化。建立数据队列和能量队列,并设置收益指标,与频谱效率、能量效率和共享收益相关。利用李雅普诺夫优化方法,将优化问题分解为接入速率控制、频谱共享方案制定、资源分配和能量管理几个子问题,并基于此提出在线基站控制算法。通过对算法性能的分析证明了网络的稳定性。最后,通过数值仿真结果验证了提出算法的优越性。