伴随着无线网络业务需求的日益增长和无线通信技术的快速发展,移动网络运营商面临以下两个挑战。首先,移动网络运营商的资本费用(CapEx,capital expenses)和运营支出(OpEx,operation expenses)费用日益增长。第二,各种不同制式的无线网络互相独立,难以有效地协调和使用不同的网络资源。无线网络虚拟化(WNV,Wireless Network Virtualization)技术被视为解决上述问题的关键技术之一。通过无线网络虚拟化,移动网络运营商的物理设备及其所提供的网络业务可以被解耦:服务供应商通过租用移动网络运营商的物理设备为用户提供不同的无线业务,从而实现不同运营商之间的网络资源共享。因此,通过无线网络虚拟化技术可以有效地提升网络的资源利用率,同时降低移动网络运营商的CapEx 和 OpEx。本论文研究了 LTE网络虚拟化和异构无线网络虚拟化中的资源分配问题。主要工作和创新点如下:第一,研究了 LTE空中接口虚拟化中的功率分配问题。根据虚拟化架构的特点,提出一种二阶段的功率分配方法。第一阶段,引入VCG(Vickrey-Clark-Groves)拍卖初始化功率分配,将服务供应商建模为竞拍者,竞拍功率资源。第二阶段根据服务供应商的用户需求动态地调整功率分配策略。最后通过仿真对比所提算法和传统功率分配算法在能量效率(能效)、用户公平性方面的性能。进一步地,研究了 LTE虚拟化中的频谱-功率联合资源分配问题。为了降低问题的复杂度,将问题解耦为频谱资源分配问题和功率资源分配问题。首先,引入破产博弈理论解决了频谱资源分配问题。在此基础上,引入分式规划和凸优化解决了功率资源分配问题。最后通过仿真验证了所提算法在网络能效、资源分配公平性方面的性能。第二,研究了异构无线网络中的虚拟化技术。首先,提出了一种虚拟MAC(Medium Access Control)协议架构。虚拟MAC是一个通用的网络协议层,它位于MAC层之上,IP层以下。通过虚拟MAC,可以将不同接入制式的异构无线网络融合到统一的网络协议栈中,以实现不同网络的资源共享。第二,研究了虚拟MAC中的资源分配策略。首先,通过引入业务和网络资源之间的适度值,以表征不同网络对不同业务的承载能力。进而,将适度值引入到匹配理论,设计了一种基于虚拟MAC的异构网络资源分配策略。第三,设计了基于虚拟MAC的用户移动性管理机制。最后,对所提出的资源分配策略和移动性管理机制进行仿真,与传统方法相比较,虚拟MAC能够有效地降低业务中断率、提升网络资源利用率。第三,基于虚拟MAC的概念,提出一种具有社交意识的虚拟媒体接入控制(SV-MAC,Social-Aware Virtual Medium Access Control)协议。该协议将用户社交性和网络虚拟化的特征引入到D2D下垫式异构蜂窝网络。SV-MAC融合了异构的接入网络和不同的通信类型,包括D2D(Device to Device)通信和蜂窝通信。同时,SV-MAC引入了用户的社交特性,以实现具有社交意识的D2D发现、连接和资源分配,以达到提高D2D通信效率的目的。进一步地,为了验证SV-MAC的优势,本文研究了 SV-MAC中的资源分配问题。将资源分配问题建模为最大化蜂窝网络和D2D网络能效问题。考虑到蜂窝网络具有更高的优先级,本文首先解决蜂窝网络的资源分配问题以满足蜂窝用户的速率需求。然后,在D2D对蜂窝网络的干扰约束下,求解了 D2D网络资源分配问题。最后引入真实网络中的用户社交信息以仿真所提出的资源分配方案。相比于已有的资源分配方案,所提出的基于SV-MAC的资源分配方案能够有效地提升网络能效。