随着人们出行需求的增加和宽带多媒体业务的发展,越来越多的用户有着在高速移动通信场景下的通信需求。同时,由于高速移动带来的快速时变信道以及如高速列车特殊材料的车体带来的信号损耗,人均可用数据带宽远小于地面低速移动用户的数据带宽,这给以高速列车为代表的高速移动场景下的通信解决方案带来了新的挑战。本文对高速移动通信场景的特点和挑战进行深入讨论,从业务分发角度出发考虑解决方案,通过消除业务相关性来提高高速移动场景通信性能,重点讨论引入中继基站后基于无线缓存的融合网络功率资源优化算法与策略。首先,本文通过对高速铁路场景中通信业务模型的调研与分析,了解了用户的行为习惯和占用网络资源的需求,并对热点业务进行建模。本文对用户网络请求行为数据进行了统计分析,分析表明:网页浏览、流媒体在网络流量中占据较大比重,验证了热点业务服从典型的幂律分布。在此基础上,论文通过引入中继,完成了一种在高速铁路场景下基于热点业务预推送的融合网络系统模型构建。并以此为基础,对车载用户侧及中继侧的功率资源分配算法分别展开研究。接着,本文基于构建的融合网络系统模型,研究了基于热点业务预推送的中继至用户侧下行链路的功率资源调度算法。由部署在列车内的中继广播基站来进行热点资源调度,结合用户侧缓存机制,以提高高速铁路场景中的网络容量,并优化用户的网络通信的功耗开销。本文提出了一种睡眠-唤醒(sleep-awake)的调度算法,该算法能够在融合网络架构中较好地降低无用请求率,从而有效地降低用户的功率消耗;结合融合网络的架构以及不同的缓存策略,该算法同时也有效地提升了网络容量。最后,本文研究了融合网络架构中中继基站侧的功率资源调度优化算法。由于广播网络的引入,中继基站面临着更多的功率消耗问题,为了尽可能地减少无用的功率消耗,本文基于高速铁路场景下车载用户驻留时间,提出了一种基于推送窗口控制的资源调度算法;该算法使得中继基站在满足用户需求的同时,进一步对功率资源进行优化分配,最大限度地减少能耗。