未来蜂窝移动通信网络的一个重要演进方向是超密集化部署。随着大量小基站的加入，密集蜂窝网络的拓扑结构与传统蜂窝网络相比出现了较大的改变，主要体现在网络中基站的分布正在由传统规则化的空间分布向着不规则的空间分布转变，而且局部区域内由于小基站的动态开启或关闭会导致网络拓扑结构的动态变化，由此引发了在密集蜂窝网络中引入自组织管理技术，以及发展新的网络建模和性能分析工具、方法的需求。　　在面向自组织化的网络管理研究中，频谱资源的管理是最重要的一项内容。密集蜂窝网络局部拓扑结构具有动态性的特点，导致对网络中各小基站覆盖小区的频谱资源管理适合以分布式、自组织的方式进行，以便使得分配给各基站的频谱资源能够及时适应网络拓扑的动态变化，为用户提供有保障的服务质量。与此同时，为了进一步提高频谱效率，以应对网络密集化造成的频谱资源紧张，在运营商间进行频谱共享被认为是一个潜在的网络演进方向，而如何设计支持频谱共享的系统架构，以及在其基础上如何进行跨运营商的干扰协调和授权频段上主用户的性能保护，是需要解决的关键问题。对于大规模部署的密集蜂窝网络，其网络拓扑结构将由于难以预先细致的网络规划而失去传统蜂窝网络中基站在空间规则分布的优势，这时如何有效地建模基站和用户的空间分布、分析网络中用户的性能，为实际网络部署和优化提供理论指导，也是需要解决的关键问题。　　本文针对未来密集蜂窝网络中的频谱资源管理以及网络建模和性能分析问题进行了研究，主要工作内容如下:　　1)面向密集蜂窝网络的自组织化的管理，研究局部区域拓扑结构动态变化的密集蜂窝网络，分析了该场景下频谱资源分配问题的难点和对算法设计方面的要求，建立了两个小区间干扰耦合关系判定准则，在此基础上根据图论中的极大团设计了Femto基站载波的本地自主选择机制，使得各Femto基站间的小区间干扰最小化，并且使得资源分配能够与动态变化的网络拓扑相适应，继而通过Femto基站之间的信息交互实现一个业务质量保障机制，尽可能地满足每个小区的最小速率需求。　　2)面向密集蜂窝网络的自组织化的管理，针对局部区域多运营商密集部署的小基站网络共存的问题，提出了支持跨运营商频谱共享的具体系统架构，讨论了不同实体的功能承载。进而将单运营商的分布式载波自主分配机制和运营商优先级保障机制相融合，提出了一个基于主次优先级的跨运营商频谱共享机制，该共享机制可以有效地保障各运营商网络在各自授权频段上的性能，同时增加了使用次频段上载波资源的机会。　　3)针对未来大规模密集部署的单层蜂窝网络，基于随机几何点过程理论和OFDMA(Orthogonal Frequency Devision Multiple Access)对上、下行网络进行了建模并讨论了用户分布的泊松点过程近似，进而结合功率控制进行了meta分布的性能分析，用理论解析的方法刻画了网络中用户覆盖性能的分布。推导了SIR(Signal-to-Interference Ratio)条件成功概率的矩，得到了meta分布的均值（即标准成功概率）、方差、平均本地时延(Mean Local Delay)等性能度量，从新的角度揭示了功率控制对蜂窝网络上下行链路性能的影响。　　4)针对未来大规模密集部署的蜂窝网络中存在D2D(Device to Device)传输的异构情形，结合干扰消除模型，对“覆盖式”(Overlay)异频部署和“衬底式”(Underlay)同频部署两种场景进行了基于meta分布的性能分析。对于前者，推导出了D2D用户条件成功概率易阶矩的一般表达式，一阶矩和方差的上下界、近似式以及渐近性;研究了不同干扰消除数量时，D2D用户meta分布b阶矩曲线之间的水平平移现象，给出了渐近水平增益的表达式。进一步地，利用SIR的meta分布映射传输速率的meta分布，研究了频谱分配比例对用户速率可靠性分布的影响，讨论了最佳比例因子的求取。对于“衬底式”同频部署场景，推导出了蜂窝用户和D2D用户meta分布b阶矩的表达式，在此基础上研究了不同基站密度和D2D链路密度对彼此SIRmeta分布的影响，以及理想干扰消除条件下SIR meta分布b阶矩性能曲线的平移特性。