传统的异构网络包含各种类型的基站,对应不同的发射功率、覆盖范围、工作载频等参数,通过重叠覆盖的方式提供无缝的网络接入和高速的数据传输。如今,异构网络的概念已扩展至结合各种新型架构的异构网络,包括云接入网络、控制与数据分离架构、多制式接入网络等。衡量下一代无线通信网络的一个新技术指标是能量效率。关于异构网络的能量效率问题的研究,尤其基于云接入网络和控制数据分离架构的异构网络,正得到学术界和工业界的广泛关注。提升无线网络能量效率的相关研究主要包括高能效的网络资源管理方法和网络能耗节省技术两个方面。本文主要研究了:1)在控制数据分离架构下的异构云接入网高能效资源分配方法;2)在异构云接入网络下的动态能耗节省策略设计;3)在异构网络下的混合多业务效用最大化方法。第一章主要概述了当前主要存在的问题与研究重点,同时阐述了本文的内容及研究成果,最后简述了本文的框架。第二章主要研究了基于控制与数据分离架构的异构云接入网络的高能效资源分配算法。首先,本章对已有云接入网络架构的能耗模型进行了比较,在考虑网络云端及前传链路等能耗的情况下,提出了一个修正的网络能耗模型;其次,考虑异构的前传链路形式,比如有线或无线前传,本章建模了该网络架构下的网络能效最优化问题;再次,利用分数规划方法和凸近似方法对最优化问题进行转化,再基于拉格朗日对偶分解方法迭代地进行求解;最后,在中等无线前传容量下,系统级仿真表明本章提出的算法相比于传统算法有着最大10%的能效增益,且基于控制数据分离的异构云接入网相比于传统网络架构有着最大14%的能效增益。与已有文献的工作仅集中于发射端能耗相比,本章的贡献体现在综合考虑了整个网络侧的能耗及基站的动态休眠策略,并最优化网络能效指标。第三章主要研究了异构云接入网络的网络能耗节省问题。首先,本章创新地考虑云端系统能耗,前传链路能耗和发射端链路能耗,提出了一个整个网络侧的能耗模型;其次,研究不同架构下的网络能耗模型,着重考虑有限计算资源下的云端虚拟机系统,建模了该网络架构下的网络总能耗节省问题;再次,基于该优化问题自身特性及凸近似方法,本章将其转化成二阶锥规划问题,并通过典型的凸优化工具箱迭代地进行求解;最后,通过系统级的仿真结果,可以看到提出的算法相比于传统算法有着更优的能耗节省表现。不同于以往仅着重于基站侧的休眠策略的相关研究,本章创新地考虑了整个网络侧的能耗,并最小化网络能耗。第四章主要研究了混合多业务异构网络的下行资源分配问题,旨在最大化业务总效用,从业务满足度的角度来优化网络性能和用户体验。首先,本章讨论了未来网络多种业务的特性,并针对不同的业务类型提出了统一的效用函数;其次,考虑不同业务的最小速率要求、最大干扰容忍等约束条件,本章建模了异构网多业务效用最优化问题;再次,本章利用提出的效用函数的凸函数性质,使用迭代的WMMSE算法对该问题进行求解;最后,系统级仿真结果表明,提出的算法在混合业务组成的情况下,较传统速率最大化算法能获得更高系统效用。与以往传统蜂窝网下效用最大化的研究工作不同,本章的贡献体现在考虑新型异构网络及网络侧协作通信,并最大化系统总效用。第五章对全文内容进行了概括总结,并给出了未来的研究方向及相应建议。