如何高效灵活分配蜂窝通信网络中稀缺的频谱资源仍是研究的热点。然而,传统的资源分配方法仅在时域或频域上分配资源,这样的单一维资源分配因其资源粒度过大而降低资源使用效率,且纯时域资源分配也无法考虑频率选择性衰落问题。而基于频域和时域的二维资源分配主要研究场景在于下行通信系统,其优化问题数学建模与求解过程均与上行通信场景有较大的不同。此外,考虑到下行通信场景主要能耗在于基站,研究该场景能耗优化问题的现实意义明显低于上行通信场景。本文主要研究基于时频域二维资源分配的蜂窝网络上行通信系统能耗优化问题,在实现通信服务质量要求的同时,最小化蜂窝网络移动设备的总能耗。首先,我们考虑多个蜂窝用户场景。由于任意一块时频域资源只能被一个用户独自占用,故用户之间不存在干扰。针对该问题我们基于拉格朗日对偶与合作博弈设计了资源分配策略,并验证了该算法的最优性。相比于单一维资源分配,该算法能更进一步降低系统7%-44%的能耗。其次,我们将研究拓展到设备直通用户场景。考虑某些蜂窝用户与设备直通用户占用相同的时频域资源,此时二者之间存在不确定的通信干扰,该干扰会受到用户发送功率和二者距离的影响,导致某些用户无法达到其速率要求,使能耗优化问题变得复杂。为了解决该问题,我们在用户自身的发送功率和来自对方的干扰之间协调平衡,利用联合功率优化和资源调整使复用时频域资源的用户在对方干扰的情况下都能达到其各自的服务质量要求,且对比单一维资源分配,该算法节省了10%-64%的系统能耗。实验表明,所提出的时频域二维资源分配相比单一维的资源分配在不同的场景下都能进一步降低上行通信系统的能耗,实现绿色通信。