拥有多层基站部署的异构网络被认为是第五代移动通信系统(the fifth generation mobile networks,5G)的核心技术之一。与传统同构网络相比,异构网络能够填补基站覆盖漏洞,有效提高网络吞吐量、速率等关键指标。但是,根据传统的用户接入策略——基于下行接收信号强度的接入策略(downlink reference signal received power,DRP),用户在上行和下行链路均由同一个基站服务,造成了异构网络中微基站资源的浪费。因而,5G中提出了上下行解耦策略(downlink and uplink decoupling, DUDe ),该策略能够将网络中上、下行传输解耦,用户分别选择合适的上行和下行服务基站,充分利用网络资源,有效地提高系统吞吐量、传输速率、频谱效率等。在异构网络中采用DUDe策略可以为系统性能带来显著提升,但依然存在着一些问题,比如:网络中闲置的基站产生了无效的能耗、未考虑不同用户的个性化需求等。针对以上存在的问题,本文提出了两种高能效的上下行传输解耦方案。首先,本文提出了一种基于基站休眠的高能效上下行传输解耦方案(downlink and uplink decoupling with base station sleep control,DUDS)。用户下行接入提供最大接收功率的基站,而上行接入距离最近的基站,做到上下行传输解耦,在此基础上,上、下行均没有用户接入的闲置微基站进入低功耗的休眠模式。改策略可以提高网络吞吐量,减小基站能耗,有效提高系统能量效率。其次,本文提出了一种基于流量感知的高能效上下行传输解耦方案(traffic-aware downlink and uplink decoupling, TDUDe)。在所提方案中,根据用户所需的不同业务的特点,将用户分为高需求用户和低需求用户。下行链路中,不同用户以不同的连接偏置接入服务基站;上行链路中,用户将接入最近基站,并且采用功率自适应的方法调节用户上行发射功率。这种基于流量感知的解耦方案在满足不同用户需求的基础下,能够提升网络吞吐量,降低系统能耗,达到提高能效的目的。本文利用随机几何的方法,分别推导得到了上述两种方案的关键指标的理论表达式,如基站休眠率、速率覆盖率、SINR(signal-to-interference-plus-noise ratio)覆盖率、系统能效等,并且通过模拟仿真验证了理论的正确性。仿真结果表明:在基站密集部署的场景下,与传统休眠以及DUDe方案相比,所提DUDS方案可以提高58.0%和10.3%的系统能效;考虑不同用户需求的场景下,与一般DUDe方案相比,所提TDUDe方案可以提升下行吞吐量,降低用户设备能耗,提高网络能效7.7%。