随着全球信息化社会的不断发展,移动通信系统的规模与使用方式正在发生翻天覆地的变化。下一代无线网络将接入各种类型的设备,包括智能手机、无人机以及车辆等,这将对未来蜂窝网络的性能提出更高的要求。为解决日益增长的吞吐量需求,学者们提出异构蜂窝网(Heterogeneous Cellular Network,HCN)技术。HCN能够有效地改善宏小区边缘用户的服务质量,提高频谱效率和系统容量,实现无缝接入覆盖。但异构蜂窝网络中包含大量的不同种类的小基站,一方面加剧能量消耗,另一方面物理网络的资源管理更加复杂。与此同时,未来蜂窝网络将面对多种业务需求的应用场景,所以网络切片(Network Slicing)技术应运而生。网络切片技术基于单一物理基础设施切分出多个独立的逻辑网络,满足多种业务要求的同时提高总体网络效率,减少管理成本。但由于无线链路动态变化的特点,切片技术在蜂窝网络中的应用仍面临挑战。因此,研究异构蜂窝网和网络切片的结合有重要的意义。本论文主要讨论了异构蜂窝网场景中的基于网络切片的资源分配策略。基于不同网络切片需求,以综合考虑网络的能量效率和频谱效率为目标,展开深入研究。具体工作内容如下:第一,针对两层异构蜂窝网络的下行链路场景,本文将研究同时分配带宽和功率的能量效率优化问题。首先我们构建基于网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)使能的软件定义网络(Software Defined Network,SDN)控制器的两层HCN系统模型。然后考虑高速率服务和延迟敏感服务两种网络切片要求以及小基站的层内干扰,本文将优化问题建模为能量效率(Energy Efficiency,EE)最大化问题。该问题同时优化带宽和功率分配,属于非线性分式规划(Non-linear Fractional Programming,NFP)问题,难以求得最优解。本文提出一种两层嵌套循环算法求解此NFP问题。外层采用Dinkelbach方法将原问题转化为一个等效问题,并确保整体算法的收敛性。内层算法再将等效问题分解为两个子问题,利用内点法和凹凸过程(Concave Convex Procedure,CCCP)算法迭代求解。实验仿真表明与其他分配方案相比,本文的联合优化算法提高了 1 1%～1 6%的能量效率,能够有效利用网络资源。第二,由于频谱效率(Spectrum Efficiency,SE)和能量效率EE都是蜂窝网络的关键指标,如果只追求单一指标的最大化,必然导致另一指标的牺牲。本文在第一部分工作的基础上,提出异构蜂窝网下EE和SE的联合优化问题,系统模型中,仍然包含了带宽、功率分配以及不同的服务质量(Qualityof Service,QoS)约束要求。在建模过程中,我们在各约束条件的限制下,形成了联合优化SE与EE的多目标优化问题(Multi-objective Optimization Problem,MOP)。为求得此优化问题的帕累托最优解,首先,本文通过加权和方法将原问题转化为单目标优化问题(Single-objective Optimization Problem,SOP),并设计与第一部分工作类似的双层迭代算法进行SOP问题的求解。外层采用Dinkelbach算法将SOP转换为非分式目标函数,进而在内层通过内点法求解两个子问题,循环直至算法收敛。最后,本文通过仿真结果验证了基于网络切片的资源分配算法可以有效地实现对SE和EE的折中优化。