随着移动通信网络的不断发展,为了满足用户的海量数据流量需求,提高边缘用户服务体验,网络中部署的微基站逐渐致密化,形成超密集网络;同时在“用户中心”的思想驱使下,虚拟小区的概念被提出。但是多连接结构的超密集网络虚拟小区动态簇在更新过程中会产生大量的信令开销,占用传输资源,影响系统吞吐量,并且虚拟小区多连接结构的拓扑结构更加复杂,资源分配也比传统单连接网络更加困难。虚拟小区动态簇更新与资源分配在超密集网络中相互影响相互作用,将限制系统速率的提升。因此,本文对超密集网络中虚拟小区动态簇和资源分配问题展开研究,设计符合通信标准协议和实际网络情况的算法来降低信令开销,提升系统传输速率。首先,本文使用随机几何方法建立了超密集网络模型,按照3GPP标准建立了信道模型,并在此基础上定义了虚拟小区动态簇和更新规则。接着,对超密集网络中用户的移动性进行研究,通过训练用户实际移动轨迹数据集得到基于人工神经网络的用户移动性预测方法,为后续研究打下基础。接着,为了降低虚拟小区动态簇更新的信令开销,研究了虚拟小区动态簇更新算法。并基于用户需求和微基站负载情况,将动态簇更新问题建模为最小化带惩罚项的信令开销问题,通过松弛和目标代换将其转化为一种逆0-1背包组合优化问题。根据得到的用户可达传输速率以及用户移动性预测结果,提出了一种基于速率因子和位置因子的动态簇更新算法来求解该问题。仿真结果表明,本文提出的虚拟小区动态簇更新算法可以有效提高用户速率满意率,并减少信令开销,进而提升系统传输速率。最后,本文研究了虚拟小区的资源分配问题,包括资源块分配和功率分配。首先将资源块分配问题建模为最大化满足需求速率的用户数量问题,提出了一种考虑用户需求优先级的最小资源块复用数的资源块分配算法对问题进行求解。在资源块分配完毕后,将连续功率分配问题建模为一个根据用户需求速率与实际传输速率加权的最大化加权系统和速率问题,并将其转化为“凹差”问题,通过连续凸逼近方法求解。最后,为了获得符合通信协议的结果,将连续功率分配结果量化为整数功率分配,提出了一种基于信道质量指示阈值的贪心搜索功率量化算法。仿真结果表明,资源分配算法可以提高系统传输速率和需求满足用户比例。