近年来地球面临着越来越严峻的环境问题,节能、降耗、减排成为了大势所趋。随着移动通信系统的高速发展,日益壮大的网络规模,数以千万的基站数目,将通信行业的耗电量推向了历史的高峰,为通信运营商带来经济负担的同时也为环境带来了不可小觑的污染。因此,化解通信发展与环境污染之间的矛盾成为了通信行业的一大重点。如何节能减排、降低能耗、实现绿色通信已成为通信业研究的一个热点。特别是随着LTE/LTE-A蜂窝网的推广应用,业界越来越关注通信网络节能技术的研究,并在LTE的标准中提出了可行的节能解决方案。在这样的大环境下,本文结合LTE标准中的节能方案,采用小区扩展技术与频率复用、功率协调技术设计了两种场景下的高效节能算法。其一,针对LTE-A单小区两层异构网络,采用小区扩展技术,扩大微小区接入容量,分担宏基站负载,均衡小区负载;同时,采用软频率复用技术,有效隔离干扰频带,保证频谱效率的同时抑制了层间干扰;出于节能的考虑,加入功率控制策略,在保证用户传输速率的条件下,尽可能使用小功率接入。在此基础上设计出RE-PFIC节能算法,不仅能有效抑制层间干扰,提高系统吞吐率,还能减少功率消耗,从而提高系统能效。受业务中断概率的约束,小区扩展偏移量(bias)不可无限增大,RE-PFIC算法在一定的bias范围内有效。因此,本文通过仿真在验证RE-PFIC算法的有效性的同时给出了有效的bias范围。其二,针对LTE-A多小区异构蜂窝网络,沿用单小区场景下的RE-PFIC节能算法,在小区内部使用能效的运行机制;同时,根据小区功率占用特点,在基站端通过开关基站的方式节省固定能耗,设计了基于覆盖补偿的基站开关算法。该算法考虑了多小区间的干扰抑制和关基站引起的空洞覆盖补偿问题,根据一天内的流量负载模型,在保证用户传输速率和低业务中断概率的条件下,以最大化节能态基站数和最小化补偿态基站数为目标,采用启发式算法开关基站,实现了显著高于传统全频率复用网络的节能效率。本文针对单小区和多小区异构蜂窝网场景设计出的两种节能机制,都是基于保证用户传输速率和较低业务中断概率的。这两种算法分别提高了网络侧能效和能量利用率,具有良好的节能效果,实现了绿色通信的目标。