无线云接入网络(C-RAN)作为未来5G关键技术之一,为解决传统接入网面临的能耗、成本、基站利用率等问题提供了一种有效的解决方案。相比于传统无线接入网,C-RAN系统采用集中化处理的方式,将传统基站功能分别在RRH和BBU端实现,既提升了小区覆盖范围和容量,也提升了整个接入网的协作能力和大规模计算的能力。但是,在C-RAN系统中,连接BBU和RRH之间的链路前向回程,为此需要实现高容量低时延的目标和需求。同时,在C-RAN前向回程中,无线承载方案相比于传统光纤方案具有部署场景丰富、节约成本和易于升级和维护的优势得到诸多研究和验证。因此,如何将无线前向回程更好地应用在实际场景中,是C-RAN系统目前最大的挑战之一。本文的主要研究内容是无线前向回程的C-RAN系统中如何缓解前向回程传输负荷与优化的问题。对未来5G系统中基于无线前向回程的C-RAN系统中预编码设计和基带功能分割部署的策略将是我们的研究重点。本文首先对C-RAN系统的基本组成和网络架构进行分析,对比研究了 C-RAN前向回程的三种主要的承载方式:光纤承载方式、标准无线承载方式、毫米波承载方式。并且对三种承载方式各自的优缺点和应用场景进行分析研究。通过诸多通信运营商和设备商的研究进展和最新成果,验证了无线前向回程的C-RAN技术可行性。同时,本文还进一步讨论了无线前向回程的C-RAN技术的研究挑战和新方向。针对不完美信道状态信息iCSI下的无线前向回程的C-RAN系统,本文设计了两阶段的C-RAN鲁棒性预编码方案,通过使用提出的预编码设计方案可以有效节约系统的功率消耗。文中首先分析了 C-RAN系统中RRH与UE之间的传统无线链路和BBU与RRH之间的无线前向回程两段无线信道均存在不完美信道状态信息的情况,这使得提出的鲁棒性预编码具有很好的实际应用价值。其中,在提出的鲁棒性预编码设计中,原始的问题是复杂并且非凸的,为了解决这个问题,我们引入了 RRH的SINR门限值的约束条件,将原始的问题转化为凸问题,并通过CVX或者迭代的方法进行了求解。仿真结果表明,基于无线前向回程的C-RAN系统下使用鲁棒性预编码设计,能够有效降低C-RAN系统的功率消耗,同时也能够实现降低中断概率的作用。然后,本文采用博弈论的方法研究和分析了无线前向回程的C-RAN系统中基带功能分离部署的设计问题。文中首先研究了目前最具应用前景的两种典型的C-RAN架构。根据这两种不同的C-RAN架构,提出了两种博弈模型,分别是不完全信道状态信息下的P2P架构下的古诺双寡头博弈模型和RRH簇结构下的纳什议价博弈模型。文中提出的模型和仿真均考虑不完美信道状态信息的无线前向回程的情况。其中,在古诺双寡头博弈模型中,设置了 BBU池和RRH两个参与者为每个物理层功能模块相互竞争;基于古诺双寡头博弈模型的纳什均衡结果,采用纳什议价博弈模型能够进一步在RRH簇内部实现了基带功能分离部署。仿真结果显示,采用本文提出的古诺双寡头博弈模型和纳什议价博弈模型,能够在不同场景下,实现有效且精确的基带功能分离部署设计。论文在最后对全文做了总结和对以后的工作方向进行了展望。