作为无线通信技术最成功的应用之一,蜂窝网络为应对全球范围内的移动数据业务爆炸式增长贡献巨大。频率复用(Frequency Reuse,FR)是蜂窝网络解决用户增多而被有限频率资源制约的重大突破。无论是当前大规模部署应用的第四代移动通信系统(The 4th Generation Mobile Communication System,4G),还是刚冻结首个国际标准的第五代移动通信系统(The 5th Generation Mobile Communication System,5G),如何高效合理地复用宝贵的频谱资源始终是一个难题。当频率复用不合理时会演变为影响系统性能的干扰,其本质是对资源的冲突使用。未来蜂窝网络将具有密集、异构、非规则等特点,整个网络中多种类型的干扰并存,这些对小区间干扰协调(Inter-cell Interference Coordination,ICIC)技术提出了更高的要求。与此同时,如何利用现有的成果指导未来的研究工作?如何设计满足未来网络需要的干扰协调方案?这都是非常值得深入研究的问题。鉴于以上原因,本文主要针对同构和异构蜂窝网络下行链路中基于软频率复用(Soft Frequency Reuse,SFR)的自适应小区间干扰协调方法进行研究,旨在以最小的代价增强标准软频率复用方案应对复杂网络环境的自适应能力。本文主要工作如下:1.针对多个宏基站(Macro Base Station,MBS)组成的多小区同构蜂窝网络,提出了一种自适应的协作软频率复用方法,适用于解决用户非均匀分布时所导致的部分小区边缘区域过载的问题。该方法以简洁有效的标准软频率复用为基础,但是无须相邻宏基站的主频带严格正交,充分利用网络的空间实现更合理的频率复用。本文对常用的六边形小区结构及小区可用资源进行了更精细的分割,分别为处于边缘区域过载状态的小区和与其直接相邻的协作小区规定了不同的用户调度优先级,并提出了两种分解的小区内调度方法,设计了简单的协调机制实现小区间的联动调整,在保证所有用户最低传输速率需求的前提下最大化整个系统的和速率。仿真结果表明,所设计的协作软频率复用方法可以有效降低部分小区边缘区域过载状态下用户的中断概率。此外,讨论了该方法拓展应用于多个小区同时处于边缘区域过载状态或者小区形状非规则的情形。2.针对多个宏基站和小基站组成的两层异构网络,由于小基站的部署使得小区边界被重新定义,在此场景下应用软频率复用时用户的分类问题变得更加复杂。传统的做法是使用固定的参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)门限或者距离门限进行用户分类,但是这些固定的门限很难应对实际的用户分布和多变的网络环境。为此,本文设计了一种用户动态分类的软频率复用方法,每个宏基站被看作两个虚拟子基站,用户分类问题被转化为异构网络中用户的网络关联问题。考虑到问题本身的稀疏特性,多小区的复杂问题被分解为若干个单小区的子问题,在现有文献的基础上提出了一种负载感知的用户关联算法对子问题进行求解,该算法考虑了混合规划问题中经常被忽略的完整性差距。为了弥补问题分解可能带来的损失,设计了一种简单的机制持续监测网络环境并在必要的时候触发用户在小区间的切换。仿真结果证实了用户动态分类的软频率复用方案相比于使用固定门限分类的同类方案在系统效用、公平性指数与和速率等多方面占优,所提出的方法可以更好地适应动态变化的网络环境,用户分类结果及相应的小区结构更合理。3.针对多个宏基站和小基站所组成的两层异构蜂窝网络,只有部分小区部署小基站形成非均匀的拓扑,需要有效的小区间干扰协调方法处理同时存在的多种干扰。本文提出了一种时频二维联合资源分割的混合干扰协调方法,该方法以标准软频率复用中资源在频率域的分割为基础,从时间维度为每个宏基站的主频带和次频带独立配置几乎空白的子帧(Almost Blank Subframe,ABS)。该方法充分考虑不同类型资源的特点进行整合,形成了新的虚拟子基站结构。混合干扰协调方法的参数优化问题被建模为一个对数效用最大化问题,并提出一个三阶段的半分布式方法对其进行求解。通过仿真分析验证了所提出的混合干扰协调方法可以增强整个系统的干扰抑制能力,不仅仅是系统吞吐量得到提升,地理位置劣势用户的性能也有所改善。最为关键的是,本文的工作证明了频率域和时间域的干扰协调技术在异构蜂窝网络中并不矛盾,但简单组合并不能充分发挥这些技术的作用,合理的联合优化设计才有机会实现宝贵频谱资源的高效复用。