近年来,无线通信技术和互联网技术的迅猛发展,网络中的数据流量激增,异构网络(Heterogeneous Networks,HetNets)这种新型的网络架构应运而生。异构网络中,低功率节点与传统宏基站的共存可以在实现小区覆盖和容量方面性能的提升的同时满足用户高速率和多业务性的需求。但是,随着用户对各类无线业务的需求的增长,异构网络中能量的消耗日益加剧,能量效率越来越成为衡量通信系统性能的重要指标,通信网络中的受限资源也需要进行合理的使用和分配。因此,基于能效的异构网络的资源分配问题成为备受关注的课题。随着无线网络业务日益丰富,用户越来越趋向于从网络中获取各类信息,随之增多的用户的个性化需求,用户体验,用户的网络行为分析也成为当前移动通信领域研究的重要问题。但是,当前的研究很少从用户的角度切入,研究移动用户的行为规律,在此基础上分配HetNets系统资源。本论文在研究用户行为的基础上对异构网络中的资源进行分配优化以提高系统能量效率。论文首先对移动蜂窝网络中用户的行为进行分析和预测。基于个人移动模型D-EPR(Density-Exploration and Preferential Return)模型,对用户的基本行为规律,如用户的移动范围、经常访问的地方等基本的移动规律进行分析。但D-EPR模型只研究了用户移动的空间规律,进一步考虑结合用户移动行为的时间周期性,对用户访问的下一个位置、用户在下个位置使用业务类型和用户服务质量需求(Quality of Service,QoS)进行预测。最后,设计基于D-PER模型的用户行为预测算法。仿真结果表明,该算法对于下个位置的预测,用户在下个位置使用业务类型以及相应的QoS需求预测均可达到较高的预测准确度,为后续的网络资源分配提供依据。进一步,论文针对Macro-Femtocell混合组网的异构网络场景进行研究,在考虑上述移动用户行为(位置,使用业务类型,QoS需求)的同时,在现有的异构网络中引入有源天线3D波束赋形技术,研究基于用户行为的下行无线网络资源(带宽、功率)分配问题。在进行资源分配之前,根据用户偏好对用户进行分簇,基站有源天线的波束以多播的形式为簇内用户进行数据传输,簇外用户采用传统的方式进行数据传输。然后,建立以能效最大化为目标的资源优化问题,采用Dinkelbach方法和拉格朗日对偶分解方法对模型进行求解,设计了保证用户QoS需求的联合带宽功率分配算法。仿真结果表明,该算法在保证用户QoS需求的同时,提高资源利用率。在对异构网络中基站能效进行优化的同时,针对终端的能耗问题和用户的统计时延QoS约束,论文进一步研究了Macro-Femtocell混合组网架构上行传输场景中最小化终端功率消耗的资源分配问题。在该场景下,引入有效带宽(Effective Bandwidth,EB)和有效容量(Effective Capacity,EC)的概念描述统计时延约束。将最小化终端功率消耗问题建模成凸优化问题,利用KKT条件进行求解,并设计基于迭代的联合功率和带宽资源分配算法。在满足统计时延约束的前提下,该算法可以有效减少终端功率消耗,符合未来绿色通信的理念。