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随着移动互联网络的迅猛发展,移动通信的无线频谱资源正面临着严重匮乏的状况。为了解决这一问题,人们提出了Small Cell的概念。大量研究结果表明,在传统宏小区内引入若干Small Cell可以增加系统的容量、提升频谱资源利用率,并且可以降低宏小区内基站的负载和信令开销。但是Small Cell的引入会增加蜂窝网络中的信号干扰,而这些信号干扰可以通过高效的频谱资源分配得到有效地抑制。因此,设计高效的频谱资源分配算法成为Small Cell网络研究中的一个重要课题。本学位论文研究Small Cell网络中的无线频谱资源分配问题。针对不同的系统场景,论文提出了三种不同的Small Cell网络频谱资源分配算法,即高效的频谱资源分配算法、分布式动态频谱资源分配算法和基于公平性的频谱资源分配算法。论文首先提出了一种系统容量最大化的高效频谱资源分配算法。该算法考虑一般的单宏小区Small Cell网络场景。该场景采用集中式的控制方式由宏基站进行整个网络的频谱资源分配,其中宏用户的数目是固定的,Small Cell用户共享宏用户的频谱资源。该算法分为两个阶段,第一阶段为按需分配阶段,目标是保证蜂窝用户的基本通信需求；第二阶段为频谱共享阶段,目标是提升网络中的频谱资源利用率。为了有效降低网络中的跨层信号干扰,该算法引入了保护区域的概念,对于宏用户保护区域之内的Small Cell用户不做考虑。同时,为了能够减轻网络中的同层信号干扰,该算法提出了干扰列表的概念,以保证各Small Cell用户分配到的频谱资源不在其邻小区的干扰列表之内。仿真结果表明,与传统的随机资源分配算法相比,所提出的算法能够在保证系统吞吐量的前提下,有效的提升网络的频谱资源利用率。针对密集Small Cell的数目和用户数目较高的系统场景,集中式控制会给宏基站带来巨大的计算负担和信令开销。为了解决这一问题,论文提出了一种分布式动态频谱资源分配算法,该算法考虑了动态的场景,即蜂窝用户动态到达和离开小区的情况。为了实现该算法,宏基站和各Small Cell基站需要维护一些信号干扰表,用于存储对各小区内用户带来干扰的基站信息。基于信号干扰表,各基站相应地生成资源状态表,用于存储网络中可分配的频谱资源。基于资源状态表,各基站可以动态获取小区内各蜂窝用户的可用资源队列,基于资源队列,基站便可以为用户进行频谱资源分配。仿真结果表明,与随机资源分配算法相比,该算法能够有效提升系统中蜂窝用户的平均数据传输速率以及用户满意度等性能指标。此外,论文提出了一种兼顾公平性的频谱资源分配算法,来提升系统中的用户公平性。仿真结果表明,与分布式动态频谱资源分配算法相比,该算法能够有效提升系统中蜂窝用户的公平性指标,同时保证系统的吞吐量。