移动通信从语音业务到移动宽带数据业务飞速发展,无线接入网络面临严峻挑战。为满足用户超高流量和连接数超多的需求,提出了云无线接入网络。云无线接入网络的去程链路负载容量受限,用户的传输速率和传输时延体验亟需提高。为了缓解去程链路的容量受限和减少传输时延,基于边缘云计算的内容缓存技术开始应用于云无线接入网络,但相应的理论基础和关键技术亟待突破。本论文研究了云无线接入网络中基于内容缓存的传输理论和方法,优化设计了相应的传输时延。首先,针对云无线接入网中去程链路容量受限,难以满足集中协作处理需海量信道准确信息的困境,提出了分簇内容缓存机制。利用随机几何理论对有效容量及能量效率两个性能指标分别进行数学建模,推导了其理论表达式,证明了所提策略可显著改善用户服务质量。利用蒙特卡洛数值仿真对理论分析结果进行了验证,结果表明有效容量和能效最多可改善0.57bit/s/Hz和0.004bit/Joule。其次,在分簇内容缓存机制下,平均有效容量由接入节点和无线资源块的分配联合决定。为刻画分簇内容缓存带来的网络性能提升,将服务接入节点和无线资源单元分配问题建模为一个联盟形成博弈,提出了联合优化分配算法。仿真结果表明,利用本文所提优化算法,性能增益可分别提高0.95bit/s/Hz和0.0055bit/Joule。最后,为衡量基于缓存的云无线接入网络在去程链路容量受限缓解和时延减小方面的增益,在平衡存储容量和缓存命中率的基础上,面向时延性能进行了传输性能分析。提出了一种基于排队论的内容传输机制,在分层内容缓存及分簇协作传输的基础上给出了等待时延和延迟率性能分析结果。仿真结果表明基于分层缓存的内容传输方法可有效缓解去程链路负荷,显著降低网络传输时延。