【LTE-Advanced异构网络关键技术】是现代移动通信领域的重要研究方向，主要目的是应对移动数据业务快速增长的挑战。异构网络是由宏基站（Macro Cell）和低功率的Small Cell共同构成，旨在通过近距离覆盖和小区分裂来提升网络容量。本文的研究工作在中央高校基本科研专项和中国联通中讯邮电咨询设计院的支持下展开，重点关注了异构网络中的干扰管理、负载均衡和覆盖优化三个关键领域。
论文分析了异构网络引入的背景和Small Cell的分类与部署方式，探讨了面临的挑战，如宏基站对Small Cell的下行跨层干扰。为解决这个问题，论文提出了一种基于非合作博弈的功率优化算法。通过建立宏基站层与Small Cell层之间的非合作博弈模型，证明了功率优化问题的最优解的存在性和唯一性，并利用改进的梯度下降算法求解，实现了在不显著降低宏基站层吞吐量的前提下，减轻对Small Cell用户的干扰。
针对宏基站与Small Cell功率差异导致的负载不均问题，论文提出了一种兼顾层间和层内用户接入公平性的负载均衡方案。该方案引入数据场中拓扑势的概念，综合考虑用户对基站的选择和基站的吸引力，通过自适应频带划分分配资源，提升信道条件差的用户吞吐量，从而改善网络的负载公平性。
再者，针对Small Cell密集部署场景下的覆盖优化问题，论文采用蚁群算法设计了一种覆盖优化方案。通过检测和统计覆盖重叠与覆盖空洞，建立损失函数，并运用蚁群算法优化Small Cell的导频功率，减少覆盖问题对用户通信质量的影响。仿真结果表明，该优化算法能有效降低覆盖空洞和重叠事件，提高覆盖质量，并在不同部署密度下保持良好的收敛性。
关键词：LTE-Advanced，Small Cell，异构网络，干扰管理，负载均衡，覆盖优化
这篇论文的贡献在于深入研究了LTE-Advanced异构网络的关键技术，提出了创新的解决方案，对于提升网络性能和用户体验具有重要的理论与实践价值。这些研究成果对于网络规划、运维和未来5G网络的发展具有指导意义。
