异构网络是下一代无线通信系统的核心网络架构。通过设置低功率的飞蜂窝(femtocell)节点或者利用设备到设备通信(device-to-device,D2D),异构网络能够以低发送功率获得高频谱效率,因此得到工业界与学术界的重视。此外,绿色通信的概念深入人心,其目标是追求可持续的、能量有效的通信,研究对象为能量有效的异构网络、无线供电通信网络等。在异构网络中,飞蜂窝用户或D2D用户可以复用宏蜂窝用户的频谱资源,同时会给宏蜂窝通信带来干扰,可以利用资源管理技术分配用户的发送功率、频谱资源、接入控制等方式来降低或消除相互之间的干扰。另一方面,在无线供电通信网络中,用户需要分配时间进行能量采集和数据发送。不同的数据发送阶段使用的时间分配方式会带来不同的系统性能,其资源规划也由于时间与功率的耦合而难以处理。寻找有效的资源分配算法是研究的关键。目前无线通信用户为典型的电池受限移动设备,而绿色通信追求可持续的、能量有效的通信,因此针对异构网络绿色通信设计有效的资源管理算法是下一代无线通信的研究热点之一。本文将针对不同的通信场景,研究异构网络绿色通信资源管理技术。本文的主要研究内容及贡献如下:1.针对含有飞蜂窝的异构网络,研究了异构网络下行场景的能量效率优化问题。在全频率复用的异构网络中,考虑确保宏蜂窝的服务质量需求,飞蜂窝基站不能全部同时传输数据,于是利用基站调度来处理。研究发现,系统能量效率与飞蜂窝的调度时间呈负相关。于是,设计了能量有效的基站调度算法。该算法可以确保飞蜂窝的快速调度,并同时获得对应的发送、接收信号设计。在此基础上,进一步将问题转化为功率优化问题。所考虑的功率优化问题是非凸的,因此设计了有效的功率控制算法提升了系统的能量效率。仿真结果表明,所提算法与已有文献相比,可以实现更高的系统能量效率。因此,从绿色通信的角度看,所提算法更有应用价值。2.提出了针对存在信道有界误差情况下的含D2D通信异构网络上行能量效率优化算法。借助列式不确定模型和椭圆不确定模型,分别研究以用户为中心的能量效率优化问题以及以网络为中心的能量效率优化问题。在研究以用户为中心的能量效率优化问题时,考虑保障蜂窝用户的通信质量,将含有价格的惩罚项引入D2D通信的效用函数中,从而阻止D2D用户对蜂窝用户造成过大的干扰。利用Stackelberg博弈模型,构造了蜂窝用户与D2D用户的非合作博弈能量效率优化问题。提出了鲁棒的功率分配算法,得到了价格与纳什均衡解之间的关系。在研究以网络为中心的能量效率优化问题时,构造了以最大化所有用户的和能量效率(sum energy efficiency)为目标的优化问题。该优化问题是一个NP-complete多比例分式规划问题。通过分析,揭示了两种不同优化问题之间的联系,即通过给定某种价格形式,以用户为中心的能量效率优化问题的纳什均衡解是以网络为中心的能量效率优化问题的一个局部最优解。仿真结果验证所提算法的鲁棒性。3.针对无线供电通信网络设计了新的共发传输架构。假设用户可以随机发送数据,利用干扰耦合模型,设计了可供网络运营商参考的系统状态评估架构,该可行性架构分别考虑了无线供电通信网络中的能量约束与时间约束。基于所提传输架构,给出了无线供电通信网络中最差用户速率优化方法,该问题是非凸优化问题。利用变量代换,证明了可以将该原问题转化为标准凸优化问题。进一步,研究了系统和速率最大化问题。得到了最优时间分配与功率分配的关系,从而将时间功率耦合的原优化问题转化为功率优化问题。研究发现,和速率最大化问题可以分成一系列子问题求解,并给出了基于二分法查找的求解每个子问题的方法,所提算法收敛到原问题的KKT点。最后,考虑了无线供电飞蜂窝与宏蜂窝共存时的资源分配问题。借助Stackelberg博弈模型,构造了宏蜂窝、飞蜂窝用户优化问题。通过最优功率条件,将宏蜂窝优化问题进行转化,并利用变量代换,得到等价的凸优化问题。基于求解KKT条件,得到了最优发送功率的闭式表达。仿真结果表明,所提共发传输可行性框架能够有效判断网络状态。与现有文献相比,所提算法可以有效提升无线供电通信网络的性能,对绿色通信具有更实际的应用价值。4.研究了时间选择无线供电通信网络中的能量效率优化问题。考虑到正交的时间分配策略会降低时间资源的利用,因此采用时间选择策略提升用户的数据发送时间,并构造了系统和能量效率优化问题。在得到能量节点的最优发送功率条件后,给出了交替迭代求解最优发送时间与最优发送功率的算法。最优功率发送问题是一个多比例分式规划问题,而最优时间分配是线性规划问题。求解问题得到了能收敛到KKT点的功率分配算法与闭式表达的时间分配策略。仿真结果表明,与现有文献相比,所提时间与功率的联合优化算法能够获得更高的和能量效率。