随着移动互联网产业的迅速兴起,智能手机、智能穿戴等无线终端设备迅速普及,深入人们生活中的方方面面,通过这些无线终端获取各种信息已经成为人类生活中不可缺少的一部分。低时延、高可靠、千倍增长的海量数据需求,对未来的移动通信提出了严峻的挑战。然而,频谱资源的短缺大大制约了移动通信的发展。为应对这些问题,3GPP早在R10就提出了超密度小区的概念,通过布置大量小小区来提高频带利用率,切实地提升通信网络容量。然而,随着小区密度的增大,能量消耗也随之增大,绿色节能成为一个重要研究话题。除此之外,小区覆盖范围减小,会导致用户在移动过程中切换频繁,如何进行移动性管理也是一个研究热点。由于通信需求有明显的潮汐效应,关闭部分小区可以在不影响整体网络需求的前提下有效降低能耗。而小区的开关将使得用户切换服务基站,这会带来相当可观的能量消耗,但目前的休眠算法少有考虑这一问题。针对这个问题,本文从状态切换的小区角度对切换能耗开销进行了数学建模,考虑到问题复杂性,通过两个步骤解决能耗优化问题:首先,由于切换开销与用户接入情况直接相关,采用集中式的接入方法将用户接入到关闭可能性低的基站上,优化这部分能耗开销;然后在休眠算法方面,考虑到复杂度问题,本文采用了启发式搜索的算法,在分析现有的休眠算法存在的提前终止问题的基础上,将周围基站的负载情况考虑在内,优化现有的启发式算法,从而降低网络整体能耗开销。小区密度的大幅度增大,将会导致用户移动过程中切换频繁发生,相关信令开销增大,尤其是在用户高速运动时问题将尤为突出。同时小区边缘干扰极大,信道质量下降严重。针对上述问题,本文引入了泊松点过程对超密度小区进行建模,并根据泊松点过程相关结论对CoMP传输与最近基站传输的频带利用率进行计算。不同于其他研究,本文采用了更贴合实际场景的高斯运动模型,并结合这一运动模型与频带利用率计算结果提出了一种基于CoMP技术的选择性跳过策略,通过跳过策略降低切换频率,通过CoMP技术提升了整体网络吞吐量性能,无论低速运动还是高速运动,本文提出的方案均取得了不错的表现。最后本文搭建了超密度网络系统级仿真平台,并验证了本文提出的相关算法。在休眠算法上,本文提出的基于周围小区负载的休眠算法有效降低了能耗开销,集中式接入算法在切换开销上也有明显的降低。在移动性管理算法上,本文提出的基于CoMP的跳过切换方案有效降低了切换频率,优化了跳过切换方案在低速时的表现,在整体网络吞吐量上有较为明显的提升。