随着无线通信网络的迅猛发展,设备数量和移动流量急剧增多,同时用户业务需求也朝着宽带化、多样化、个性化发展。在这样的背景下,5G异构网络应运而生。从业务应用角度来看,5G网络将满足人们超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的异构需求。从通信技术角度来看,诸如移动边缘缓存、频谱共享、设备间通信(device-device communication,D2D communication)、超密集组网技术的引入使得5G网络成为异构技术融合的网络。从网络频谱角度来看,5G网络也是授权、非授权等多种频谱共存的异构网络。而这些不同的业务需求、差异化技术和异构频谱的存在,为5G异构网络资源管理带来新机遇的同时,由于多种业务需求需要互相兼顾平衡,不同的技术、频谱间需要考虑协调和干扰等的影响,也为网络性能的提升和用户业务的保障造成了极大的挑战。因此,研究面向5G异构网络的资源管理技术就具有巨大的意义。论文的创新点和贡献可以分为以下几个部分:1.面向不同用户需求的资源管理问题。首先,在超密集网络中,针对同种信干噪比用户需求下谱效和能效间的均衡问题,提出了两阶段信道功率分配算法以实现超密集网络中簇头和分簇成员的不同性能目标。先基于小小区间的相互干扰完成小区分簇。与现有的分簇资源分配算法不同的是,考虑到簇头和成员的不同性能需求,以及它们相互间的非合作竞争关系,将资源分配问题建模为多领导多跟随者的Stackelberg博弈模型,分步完成网络中的信道分配和功率控制。通过仿真分析验证,两阶段信道功率分配算法在可接受范围内的吞吐量下降下,极大提升了系统能效。由于5G网络中存在多种的业务类型,其有着各自的差异化需求,因此兼顾保障不同的需求成为资源管理中的重要问题。基于这样的考虑,在D2D辅助蜂窝网络中,针对异构的统计性用户需求,提出了分层的需求保障功率分配算法。为了准确表示用户的需求差异,对具有延时容忍业务的蜂窝用户和具有延时敏感业务的D2D用户分别展开分析,利用有效容量和中断容量的概念建立用户能效模型。在此基础上,利用蜂窝用户和D2D用户之间的非合作关系,以及时变瑞利衰落信道的特点,提出了基于分层博弈的功率分配算法。与现有的研究成果相比,论文考虑在时变信道环境下不同的时延和中断需求对资源分配的影响。通过仿真结果可得,分层的需求保障算法在满足用户差异化需求的同时,显著提升了系统的能效。2.基于异构技术的资源分配问题。其次,异构网络中多种技术提升网络性能的同时,由于相互间的重叠交互,也为资源分配带来了极大的挑战。与现有成果不同的是,在D2D辅助的蜂窝网络中,针对移动边缘缓存技术中基站缓存和D2D缓存的特点,利用其不同的协作方式,分别提出了混合缓存传输算法和联合缓存传输算法,实现系统吞吐量和能效的极大提升,并研究了视频传输比例因子对于系统性能的影响。在D2D辅助异构网络中,利用D2D通信的社交分组特性,实现移动边缘缓存技术和D2D技术的异构协作,通过D2D缓存和基站缓存的联合传输,提出了面向用户的资源分配算法,完成异构网络中的信道和功率资源分配。3.异构频谱中的资源分配问题。在异构频谱网络中,针对异构网络中的多频谱特点和密集部署的特性,论文提出了一个低复杂度的分布式信道分配算法。考虑到小小区的密集重叠部署,论文先通过图论构造小区间干扰图。之后利用势博弈的分布式特征完成密集小区间的异构频谱协作,并保障小小区用户的服务体验。用户速率超出一定阈值后,服务满意度并不会显著提升。基于这一理论,论文利用联盟博弈,实现D2D用户与小小区用户间的信道共享以提升系统中的频谱利用率。通过理论分析和仿真验证,所提出的分布式算法能够显著降低资源分配的复杂度,并大幅提升用户体验和系统吞吐量。最后,则对论文的研究内容和未来的研究方向进行了总结。