随着人们对无线通信服务质量的要求不断提高,无线数据流量呈现出爆发式的增长。通信系统中的频谱和能量都是稀缺资源,急需更加有效的管理和利用。借助频谱感知等新技术,宏蜂窝与小蜂窝组成的蜂窝异构网络为频谱效率的提升和无线链路传输性能的改善提供了巨大的潜力。然而,用户数量的增多,以及用户位置与传输习惯的不确定性,使得系统资源管理成为了重要的研究课题。本文针对异构网络中的频谱、能量等资源的分配优化问题进行了详细的分析。首先研究了在单个主用户、单个次级用户环境中感知时间对系统吞吐量的影响,通过推导和仿真验证了存在唯一的最佳感知时间能使次级用户的吞吐量最大,并以此结论为基础,研究了一种适用于多用户环境分时隙的感知时间与功率分配联合优化算法,能够在控制干扰和能量消耗的同时优化系统的吞吐量。除了感知时间以外,本文还从异构网络频率资源分配优化角度出发,分析了封闭式和开放式两种模式对系统性能的影响,并在此基础上研究了一种多用户环境下频率与功率联合分配算法,能够在保证主用户和次级用户服务质量的同时最大化接入用户的数量。