通信新型技术的迅猛发展和用户业务需求日趋多元化,使得无线网络资源匮乏的问题更加突出,无线网络资源管理问题一直被认为是无线通信网络的关键问题。另一方面,随着海洋经济、气候测控和国防安全等方面的需求驱动,业内对海域通信的关注日渐提高,海陆一体的无线通信网络也成为一种典型异构复杂环境。本文所指的复杂环境涵盖水下无线网络环境与陆地蜂窝网络环境,包括了通信场景多样化、信道特征时变特性、陆地与水下联合的应用场景。然而,由于其通信环境的特殊性,传统的无线资源管理解决方案不能直接适用于这种海陆异构复杂环境。因此,结合水下无线通信网络的实际应用场景,研究对海陆一体无线通信网络中陆地蜂窝网络和水下无线网络资源管理技术是本文的重点。通过对海陆一体异构复杂环境进行分析,本文调研了无线资源管理技术的研究现状,针对无线蜂窝网络与无线多跳网络拓扑结构,提出了一种涵盖了近海陆地、海面、海中、海底通信的层次化异构无线网络架构,为实现海面信息采集节点与陆地蜂窝基站的通信,海中节点间的多跳通信,以及海底节点通过海底蜂窝基站进行中转等多种通信方式,提供了技术支撑。综合考虑无线资源管理中频谱分配与功率控制,本文主要对于陆地蜂窝网络功率控制技术、水下无线网络资源管理技术、及水下无线网络可靠传输协议等方面进行了研究。具体研究内容如下:1、针对陆地无线网络用户业务对无线资源的需求,对陆地蜂窝网络功率控制技术进行研究,实现节能和服务质量保障的权衡。首先针对陆地蜂窝网络节能的目标,基于随机过程理论,对多小区协作网络和功率消耗进行建模,提出了基于Multi-armed bandit的随机功率控制方案,并采用优先级索引方法对其方案进行求解。仿真结果表明,该方案减少了蜂窝网络的总能量消耗。其次针对用户服务质量保障的目标,基于半马尔科夫决策过程理论,对多小区中用户密度、用户位置和小区发射功率进行建模,提出了基于半马尔科夫决策理论的功率协作控制方案,并采用值迭代方法对其方案进行求解。仿真结果表明,通过多小区间协作功率控制,实现了在保障移动用户多样化的服务质量需求的前提下降低蜂窝网络的总能量消耗。2、针对水下无线通信的特殊环境和用户业务服务需求,对无线资源管理技术进行研究,研究内容包括功率控制和频谱分配,实现服务质量保障的前提下减少能量消耗和增大频谱效率。针对水下无线网络中实现远距离传输与节约能耗的需求,在基于MIMO-OFDM技术的水下多跳中继协作无线网络中,提出源节点和中继节点发射功率的联合优化方案,实现了能耗节约与服务质量保障之间的折中。针对水下无线通信中频谱资源严重短缺的问题,考虑中心和边缘用户分级的水下无线蜂窝网络拓扑结构,提出水下部分频率复用方案和水下软频率复用方案。通过对多小区进行协同频谱分配及功率控制实现了在提高水下通信频谱效率的同时降低用户中断概率,以达到服务质量保障的目的。3、针对水下通信无线多跳网络的特殊需求,对面向服务质量保障的水下多跳无线网络传输协议进行研究。提出了基于来回传输时间(RTT)的具有自适应多跳的传输数据流和误码控制图像传输协议(ARTFEC),并搭建试验床进行性能验证。所提出的ARTFEC协议采用跨层思想,通过获取水声信道状态而自适应的调整拥塞窗口大小及超时时间设置,实现了提高水下无线网络吞吐量、信道使用率及减小丢包率的目标。