无线业务应用的快速增长一方面造成无线资源短缺，另一方面对无线系统的资源管理机制的有效性提出更高的要求。对于给定业务应用需求，如何提高无线资源利用效率一度成为无线资源管理研究的热点，而且也是本文研究的出发点。本文针对面向无线业务承载的无线资源管理算法及业务QoS保障机制展开研究。针对第三代移动通信系统WCDMA的交互类分组数据业务应用，本文对采用不同扩频因子专用传输信道承载分组数据业务的分组调度机制进行了研究，提出了一种基于MAC业务量测量的分组调度算法。该算法通过对用户分组在不同传输速率专用传输信道上的信道切换来提高信道利用率和减小分组传输时延。为了在HSDPA中实现对混合业务的有效支持，本文设计了一种提供业务QoS区分和QoS保障的资源分配方案。该方案通过由业务QoS要求和所得QoS水平确定的分组队列优先级来分配系统资源，为不同QoS要求的分组队列提供所需的资源份额，从而实现系统资源的合理分配，在提供业务可靠QoS保障的同时获得最大系统容量。针对多媒体业务应用，本文对无线资源管理机制的资源分配公平性问题进行了研究，提出了一种建立在多个QoS参数上的QoS需求公平性准则。以分组调度算法QoS需求公平性为例，本文提出了一种基于随机过程、概率统计的分组调度算法QoS需求公平特性理论分析模型。并对两种具有吞吐量最优特性支持实时多媒体业务应用的分组调度算法在典型语音和视频多媒体应用环境下的QoS需求公平性进行了理论分析。在此基础上，提出了一种有效改善QoS需求公平性能的M-Exp分组调度算法，以提高不同类型业务间的服务公平和系统容量。以上研究均是对系统内的资源进行优化利用。一种基于频谱感知的认知无线电系统可以通过频谱共享方式优化利用系统间的无线频谱资源。本文对采用“主—从”工作模式认知无线电系统承载实时和非实时混合业务的频谱分配和分组调度算法进行了研究。为了在动态可用频谱资源下为实时业务提供QoS保障，本文提出了一种根据可用频谱数量变化自适应调整实时业务和非实时业务之间的资源配额来为实时业务提供可靠QoS保障的频谱自适应分组调度算法。该算法在为实时业务提供QoS保障的同时，通过利用非实时业务多用户分集提高系统频谱利用效率。此外，本文针对认知无线系统干扰约束条件下的联合功率控制机制进行了研究，提出一种应用在限制区内考虑业务传输速率需求的多用户联合功率控制方案。同认知无线电典型系统无线区域网协议提案中的两种联合功率控制方案相比较，该方案能在满足干扰约束前提条件下提供更可靠业务QoS保障，同时获得更大系统容量。