In the fifth-generation (5G) mobile communication system, various service requirements of different communication environments are expected to be satisfied. As a new evolution network structure, heterogeneous network (HetNet) has been studied in recent years. Compared with homogeneous networks, HetNets can increase the opportunity in the spatial resource reuse and improve users’ quality of service by developing small cells into the coverage of macrocells. Since there is mutual interference among different users and the limited spectrum resource in HetNets, however, efficient resource allocation (RA) algorithms are vitally important to reduce the mutual interference and achieve spectrum sharing. In this article, we provide a comprehensive survey on RA in HetNets for 5G communications. Specifically, we first introduce the definition and different network scenarios of HetNets. Second, RA models are discussed. Then, we present a classification to analyze current RA algorithms for the existing works. Finally, some challenging issues and future research trends are discussed. Accordingly, we provide two potential structures for 6G communications to solve the RA problems of the next-generation HetNets, such as a learning-based RA structure and a control-based RA structure. The goal of this article is to provide important information on HetNets, which could be used to guide the development of more efficient techniques in this research area.

中文翻译：

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5G异构网络资源分配调查：当前研究，未来趋势和挑战

在第五代（5G）移动通信系统中，期望满足不同通信环境的各种服务需求。异构网络（HetNet）作为一种新的演进网络结构，近年来已得到研究。与同类网络相比，HetNet可通过将小型蜂窝小区发展为宏蜂窝小区的覆盖范围来增加空间资源重用的机会，并提高用户的服务质量。但是，由于HetNets中不同用户之间存在相互干扰并且频谱资源有限，因此有效的资源分配（RA）算法对于减少相互干扰并实现频谱共享至关重要。在本文中，我们提供了有关HetNets中用于5G通信的RA的综合调查。具体来说，我们首先介绍HetNets的定义和不同的网络场景。其次，讨论RA模型。然后，我们提出一个分类来分析现有作品的当前RA算法。最后，讨论了一些具有挑战性的问题和未来的研究趋势。因此，我们为6G通信提供了两种潜在的结构，以解决下一代HetNets的RA问题，例如基于学习的RA结构和基于控制的RA结构。本文的目的是提供有关HetNets的重要信息，这些信息可用于指导该研究领域中更有效的技术的开发。讨论了一些具有挑战性的问题和未来的研究趋势。因此，我们为6G通信提供了两种潜在的结构，以解决下一代HetNets的RA问题，例如基于学习的RA结构和基于控制的RA结构。本文的目的是提供有关HetNets的重要信息，这些信息可用于指导该研究领域中更有效的技术的开发。讨论了一些具有挑战性的问题和未来的研究趋势。因此，我们为6G通信提供了两种潜在的结构，以解决下一代HetNets的RA问题，例如基于学习的RA结构和基于控制的RA结构。本文的目的是提供有关HetNets的重要信息，这些信息可用于指导该研究领域中更有效的技术的开发。