随着近些年来无线通信技术的飞速发展,移动数据流量正以不可思议的速度飞速增长。为了缓解移动数据流量对现有蜂窝通信网络超载的巨大压力,第五代(Fifth Generation,5G)移动通信系统的技术标准制定和商业落地被提上日程。5G从传统的专注于人与人之间的通信转向更广泛的“万物互联”,将带来包括网络容量、覆盖范围、用户接入数和服务质量(Quality of Service,Qo S)等多个指标的大幅提升。传统无线网络单一部署的组网方式已经难以满足要求,在这种背景下,5G异构网络(Heterogeneous Networks,Het Net)的构建被认为是可行的解决方案之一。与此同时,异构网络在达到网络深度覆盖的同时,也导致了新的频谱资源分配和用户干扰抑制等无线资源分配问题。另一方面,异构网络的构建导致了5G基站的密集化部署,相应的能量消耗成本也成为了运营商等部门必须要考虑的问题。为了缓解对传统电网能源的压力,基于“绿色通信”的能量采集(Energy Harvesting,EH)技术和能量协作(Energy Coordination,EC)技术与网络架构融合的解决方案被提出,其通过收集环境中的可用绿色能源为通信系统供电的特性可以有效地降低能源消耗并提高能量效率。综上所述,基于能量采集技术的异构通信网络中的无线资源管理成为了解决5G稀缺的频谱资源问题和提高5G系统能量效率的重要研究领域之一。本文的主要内容和创新点概括如下:第一,面对5G网络部署密集的特性,提出了基于能量采集技术的“开源”方式供电的双层异构蜂窝网络架构。结合不同的能量到达协议,在考虑系统跨层干扰前提下,设计系统下行链路能量效率最大化算法。第二,将长期时间平均能量效率作为系统的衡量指标。联合考虑能量队列和数据队列的更新,通过李雅普诺夫(Lyapunov)优化理论处理难以求解的时间平均问题,从而降低了系统的计算复杂度。将复杂的问题解耦成几个独立的子问题并分别求解,通过功率控制和信道分配等无线资源管理对系统进行“节流”优化。第三,在能量采集的基础上引入能量协作技术,考虑绿色能源和智能电网与传统电网架构相结合的混合能源供能方式。令基站可以主动的通过智能电网架构进行电量共享。同时设计协作能量的动态更新,提出了混合能源供电系统的能量效率最大化算法,并通过仿真结果验证了算法有效性及系统整体性能。