移动应用和社交网络往往会增强对高质量内容访问的需求。为了应对5G蜂窝网络中数据业务迅速增长的需求,研究高效的内容缓存和分发技术尤为重要,目的是显著减少冗余数据传输,从而提高网络效率。缓存已经成为现代通信系统中的重要技术,其通过允许流行文件预取并存储在网络边缘来降低峰值数据速率。最近提出了在小小区基站缓存来解决回程链路容量受限的问题。本文研究了5G无线网络中促进小基站部署的关键技术,即主动式缓存,协作式缓存,节能和绿色通信缓存。为了预测内容的流行度,提高网络性能,我们需要分析用户的行为,并且联合考虑有利于内容趋势预测的行为。本文提出了通过社交媒体(Twitter)预测人类情绪的强度的模型,并且利用分类器评估与用户行为相关的特征,最后将特征值推送至用户概况表。本文进一步展示了如何利用Twitter提取的情感来改进预测,以一种新的描述事物的方式可以进一步作为网络性能增强的优化基础。之后,本文研究了一种更实用的方法,该方法实现了最佳的协作内容缓存和分发策略。其中,设计了地理分簇模型用于跨协作小基站(SBS)的内容检索和缓存框架的替换。此外,本文将SBS缓存存储空间分为两部分:一部分是本地部分,另一部分是全局内容缓存。并且本文提出了一种减少网络边缘的内容缓存延迟、传输成本和回程瓶颈的算法。预计能量收集和自供电小基站是下一代蜂窝网络的基础部分。然而,能源的不确定性是采用节能型功率控制方案来减少SBS能源消耗并确保用户服务质量的主要原因。使用边缘协作缓存,可以实现减少SBSs回程容量受限和能耗的节能设计。为了支持蜂窝网络的巨大能量需求,可以利用可再生能源收集技术。除此之外,基础设施的电力供应是移动网络运营商(MNO)面临的主要挑战,尤其是在发展中国家蜂窝网络发展的可持续性、经济优化和绿色能源方面。基于可再生能源(RE)的蜂窝运营商解决方案不仅可以提供丰厚的利润,还可以降低整体二氧化碳排放量。仿真结果和分析表明,本文提出的相邻SBSs协作缓存方案为相关内容可用性和蜂窝网络边缘缓存容量带来了重大改进,并且提高了能量效率。缓存系统可以显著提高网络性能和能源效率,并且是无线通信领域不断增长的容量需求的可行解决方案。此外,能量收集和自供电基站是下一代(5G)蜂窝网络的基础部分。