随着移动互联网技术的发展、智能移动终端的普及和移动应用的多样化,蜂窝网络中的数据流量呈指数增长,用户对频谱的需求与日俱增。运营商需要提供更大的频谱带宽来提高蜂窝系统的容量,满足用户的多样化服务需求。由于非授权频段存在大量可用的频谱资源未得到充分利用,3GPP提出了非授权频段LTE（LTE-Unlicensed）技术,以提供额外的频谱带宽,改善未来蜂窝网络的容量。然而,LTE-U系统和非授权频段上主要的WiFi系统具有截然不同的信道接入机制,为两种系统在非授权频段友好共存带来重大的挑战。因此,需要研究LTE-U系统和WiFi系统在非授权频段共存时高效合理的共存机制以及资源分配算法,以提升LTE-U与WiFi共存网络的整体性能,满足LTE-U用户和WiFi用户的服务需求。本论文在充分调研国内外有关非授权频段LTE-U与WiFi系统共存问题研究现状的基础上,针对LTE-U系统与WiFi系统在非授权频段共存的公平性问题和资源分配问题展开研究,分别提出了一种面向公平性的载波监听自适应传输机制、一种面向用户吞吐量需求的LTE-U系统成分载波选择算法和一种面向用户吞吐量需求的LTE-U系统载波功率分配算法。首先,论文针对由一个LTE-U系统和一个WiFi系统构成的非授权频段共存网络场景,研究了共存网络场景下LTE-U系统和WiFi系统接入的公平性问题。首先,对LTEU系统和WiFi系统共存时的用户吞吐量以及共存公平性和公平性约束条件进行了分析。在此基础上,对共存网络中LTE-U用户和WiFi用户在同一载波上的信道接入问题进行了描述,并提出了一种面向公平性的载波监听自适应传输（Fairness-oriented CSAT,FCSAT）机制。该机制考虑了共存网络中用户的动态到达与离去,通过自适应地调整CSAT周期中的LTE-U ON/OFF占空比,以满足3GPP对共存公平性的要求和Jain公平性指数约束,同时最大化共存网络的总吞吐量。最后,通过仿真实验结果,对所提出的F-CSAT机制的性能进行评估。仿真结果表明,与固定占空比机制相比较,F-CSAT机制能够自适应地调整CSAT周期中LTE-U ON/OFF占空比,满足共存网络的共存公平性要求,为共存网络提供更大的吞吐量。然后,论文针对由一个LTE-U系统和多个WiFi系统构成的非授权频段共存网络场景,研究了共存网络场景下LTE-U用户接入时的成分载波选择问题。首先,对单个载波上LTE-U系统和WiFi系统共存时LTE-U ON/OFF占空比的动态调整进行了分析。在此基础上,对共存网络中LTE-U用户接入时的成分载波选择问题进行了描述,并提出了一种面向用户吞吐量需求的LTE-U系统成分载波选择（Component Carrier Selection,CCS）算法。该算法考虑了LTE-U用户具有特定的吞吐量需求,允许一个LTE-U用户使用多个载波,同时考虑了共存网络中WiFi用户和LTE-U用户的动态到达与离去,在保障LTE-U和WiFi共存公平性以及网络中现有LTE-U用户吞吐量需求的基础上,根据新到达LTE-U用户的吞吐量需求,为其选择一个或者多个合适的载波。最后,本章通过仿真实验结果,对所提出的CCS算法进行了性能评估。仿真结果表明,相较于两种传统的载波选择算法,该算法能够获得更大的平均用户效用值和更好的LTE-U用户满意度。最后,论文针对由一个LTE-U系统和多个WiFi系统构成的非授权频段共存网络场景,研究了共存网络场景下LTE-U系统的载波功率分配问题。首先,分析了不同载波上信道质量和LTE-U系统信道占用时间的差异性对LTE-U系统吞吐量的影响。在此基础上,对共存网络LTE-U用户接入时的载波功率分配问题进行了描述,并提出了一种面向用户吞吐量需求的LTE-U系统载波功率分配（Carrier Power Allocation,CPA）算法。该算法考虑了不同载波上信道质量和LTE-U系统信道占用时间的差异性,基于传统的注水算法,在LTE-U基站总传输功率的限制条件下,为LTE-U系统中的所有载波进行初始功率分配。在此基础上,进一步考虑LTE-U基站在单个载波上的传输功率限制和最低功率需求,对所有载波的功率分配进行调整。最后,通过仿真实验结果,对所提出的载波功率分配算法进行了性能评估。仿真结果表明,与平均功率分配算法相比较,该算法时能够获得更大的LTE-U系统总吞吐量。