5G凭借快速、高质量的资源分配和系统的高度灵活性,使其可以通过自适应的调整自身性能来面对外界的变化和发展趋势。为了实现对频谱资源的快速和高质量分配,同时考虑降低信道预留资源计算过程中的复杂度,通过信道拟合建立信道预留资源和等效容量之间的理论关系,可以使得系统所提供的服务满足用户业务的时延服务质量(Quality of Service,Qo S)约束。为了进一步提升系统资源分配的灵活度,考虑到不同小区内不同的用户业务类型和用户不平衡的上下行业务需求,可以凭借时分双工下的基于滤波器组的正交频分复用(Filtered-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,F-OFDM)技术,使得每个小区能够通过获得不同参数的资源块以适配不同类型的业务,并且小区内部能够通过动态调整上下行子帧配置因子以达到用户上下行业务接入率的适配,从而使得整体系统在资源分配时具有高度灵活性。依据以上系统优化思路,本文以提升多小区多用户多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统的频谱利用率和业务接入率为目的,针对不同小区内不同的用户业务类型和不平衡的上下行业务需求,研究了面向时分双工的多小区F-OFDM动态资源分配技术,具体工作如下:首先,利用有限状态马尔科夫模型,进行信道状态预测,具体包括利用有限状态马尔科夫模型预测MIMO空间信道状态矩阵和利用有限状态马尔科夫信道模型计算一个调度时隙内的信道预留资源。考虑到有限状态马尔科夫信道模型状态数过多的问题,提出了该模型的状态压缩方法,压缩和合并信道状态数,重建信道模型,因而,在求解具体用户和资源块间信道预留资源时,相关计算的复杂度得到下降。然后,针对分析在业务时延Qo S约束下的资源分配问题,采用混合高斯函数拟合的方法实现对信道容量概率分布的逼近,搭建物理层中的信道预留资源与MAC层中基于业务时延Qo S指数的等效容量之间的关系,使得系统所提供的服务可以满足用户业务的时延Qo S约束,为后续研究系统资源分配提供理论支撑。最后,研究了在多小区多用户MIMO系统中如何利用时分双工技术联合上行链路和下行链路,动态的实现系统预留资源与每个小区内用户业务需求的适配,小区内部完成物理层和MAC层的资源跨层迭代过程,即各小区灵活的设置各自的子带参数和上下行子帧配置因子,利用虚拟MIMO技术、F-OFDM技术和时分双工技术,以均衡用户上行和下行业务接入率为目标,对小区内用户上行和下行业务需求进行资源适配,各小区基站间通过非合作博弈竞争系统预留资源,并针对所提出的资源分配模型进行了相应的算法求解。本文通过仿真验证了压缩后的马尔科夫信道模型的优越性和利用混合高斯拟合函数表征信道预留资源的可行性,之后也验证了所提出资源分配模型在保证计算速度和服务质量的前提下,其频谱效率、业务接入率、计算复杂度和上下行业务接入率适配等方面的优越性和稳定性。