随着移动通信技术的迅猛发展,通信网络结构的多样性与复杂性日益呈现,融合、协作已经成为下一代网络的发展趋势。未来的移动通信网络将不会是某一种技术的天下,而应该是多种技术并存,共同组成异构无线网络。通信技术的不断演进为人们带来了前所未有的便捷,但随之而来的,还有通信系统中值得人们关注的能耗问题。从能源、环境以及经济等多个方面来看,节能降耗已经成为通信业亟待解决的问题。绿色通信以资源节约型、环境友好型为目标,旨在满足用户服务质量下,最小化能耗或最大化系统能效(EE,Energy Efficiency)。为此,本文主要致力于研究多制式网络共存的异构环境下基于业务的网络级节能问题和蜂窝通信系统与设备间(D2D,Device to Device)通信系统共存的异构环境下的缓存节能问题。具体研究内容和成果如下:1.研究多网异构环境下基于多业务的资源分配能耗最小化问题。根据现网部署和基站(eNodeB,evolved NodeB)的实际功耗模型,在全球移动通信系统(GSM,Global System for Mobile Communication)、同步码分多址(TD-SCDMA,Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)和长期演进系统(LTE,Long Term Evolution)的多制式网络环境下,我们提出了异构网络下基于能效的基站关断和用户关联算法。首先,我们将不同业务下的资源分配问题建模为指派问题,其在保障用户获得服务的同时最小化能耗代价,并利用匈牙利算法进行网络资源的优化配置。为了有效地评估该算法的性能,我们利用各网络的关键技术,同时结合运营商的真实运营数据搭建了仿真平台。仿真结果表明基于能效的基站关断和用户关联算法相比当前的现网接入算法具有更高的节能增益。2.研究蜂窝通信系统和D2D通信系统共存的异构网络环境下基于视频业务的缓存节能问题。在单基站和多用户组成的网络场景中,将小区分成多个簇,仅允许同簇内的用户进行D2D通信。我们结合视频业务的特点以及用户设备的缓存能力,对最小化内容缓存及内容请求能耗的问题进行建模。为了降低复杂度和提高可实现性,我们提出相应的能耗优化缓存算法,主要包括内容缓存算法和内容请求算法。为了有效评估该算法的性能,我们利用蜂窝通信系统和D2D通信系统的关键技术搭建了仿真平台。仿真结果表明:相比随机缓存算法和未缓存算法,能耗优化缓存算法具有更高的节能增益和缓存命中率。