从上世纪80年代起,无线通信网络由第一代模拟移动无线电系统演进到现今已进入第四代LTE的商用阶段,深刻的改变了人们的生产生活,使人类社会经历着从工业社会到信息社会的伟大跃迁。在无线通信网络和互联网的双重驱动和逐渐融合下,移动互联网正逐渐成为信息社会的主旋律。随着智能终端数量爆发式增长以及移动数据流量飞速激增,无线通信网络的核心挑战不再只是传输速率的突破和频谱效率的提升,同时也面临能量供应受限的制约和可持续发展的要求,因此在网络的未来发展中迫切需要探索提高能量效率的方法。为了提高通信网络的能量效率,小区柔性覆盖、多点协作传输、异构网络融合等多种组网节能技术被提出,但是在网络负载较大时,为保障用户需求,现有的节能研究仍然很难兼顾高密度网络覆盖中频谱效率和能量效率的双重保障。为填补现有研究的不足,本文研究了当用户密度增加时绿色蜂窝无线网络资源分配优化与能效提升关键技术。首先,本文对绿色蜂窝无线网络的研究背景和现状进行了概述,同时从网络侧和终端侧介绍了当前发展的绿色蜂窝无线网络资源管理与能效优化技术。然后,为了在高密度网络场景中同时提升频谱效率和能量效率,本文分别从链路层面和网络层面研究了引入直接设备传输技术(Device-to-Device)和家庭基站的蜂窝无线网络中的高能效资源管理问题。在链路层面,本文研究了基于距离控制的蜂窝网络上行频谱资源调度问题,以及以高能效为目标的功率分配问题,并基于此进行了网络能效增益的分析。针对网络层面,本文分别分析了蜂窝无线网络内部署D2D用户对以及家庭基站的场景,在两个场景中分别通过构建斯塔克尔伯格博弈和能量效率最大化求解法解决了保障用户QoS的功率控制问题,并基于匈牙利算法为终端设备设计了提高网络能量效率的终端接入机制。仿真结果证明了所提出的算法可以显著提升无线网络的能量效率。最后,本文对所研究的创新点进行了总结并对未来的研究方向做了展望。