随着中国4G LTE牌照的发放,基于蜂窝结构的无线网络又一次借助新的技术提高了网络整体性能。而智能机的普及、移动互联网的热潮,层出不穷的手机新应用、新业务、用户新体验的形成,以及移动通信的新系统需求等,不仅造成了无线蜂窝网络的大量流量需求、更严格时延需求,更将会带来巨大的能量消耗。目前最新的4G网络已不能满足未来对高数据速率和移动性持续增长的需求,业内陆续开展了对第5代移动通信系统的研究。本文跟踪了国内国际上各研究组织关于5G需求与关键技术最新研究进展。高能效将是5G从设计之初就不得不考虑的几个重要问题之一。研究如何在不损失或者微损失网络性能的前提下,极大地降低系统的能量消耗是一项很有研究价值的工作。本文通过分析现有无线网络基站能量消耗的各个组成部分,参考目前5G研究趋势,选择网络能效模型与基站能耗模型,用于后续网络能效评估。小站密集化部署技术(Small Cell)是目前业内普遍认同的实现未来5G系统各项性能指标与效率指标的有效策略之一。随着小站的密集化部署,网络整体能效成为衡量异构无线通信系统长期经济效益的一项重要指标。网络运营前,需要以高能效为目标进行Small Cell密集化网络部署。本文利用上述的能效模型,建立并推导出了Small Cell最佳部署位置与数量的高能效网络部署方案目标函数,进一步通过数值仿真方法获得了具体网络场景下的高能效Small Cell网络部署位置与数量,最后通过对大量的仿真结果进行分析,得出了高能效Small Cell密集化部署方案的一般性规律。研究成果对未来5G系统中Small Cell的部署具有重要参考意义。在网络运营中,由于网络负载存在天然的不均衡性与动态波动性,需要在Small Cell密集化部署的未来移动通信系统中进行高能效网络拓扑控制,以便在网络运营中维持实时的网络能效最优化的网络拓扑结构。本论文分析了目前业界关于Small Cell休眠/唤醒性能增益的最新研究成果,并针对其现有休眠/唤醒方案中以单小区固定负载为门限的休眠/唤醒机制的不足,提出了一种高能效Small Cell联合休眠/唤醒控制机制,实现了对网络拓扑的高能效动态控制。Small Cell密集化部署使网络编码在未来无线网络环境中得到了新的应用契机,本文最后结合几种未来5G新场景对网络编码应用方案进行了初步探讨。初步仿真结果表明,网络编码方案可有效提升能效。