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3GPP长期演进(LTE)被普遍认为是当前发展最为成熟的下一代通信技术之一。由于近几十年来积累的先进信号处理技术,例如正交频分复用技术(OFDM)、多输入多输出技术(MIMO)以及自适应技术(Adaptive Technique)等等,已经在LTE的大规模的物理层技术革新中获得充分应用并被消耗殆尽,并且这些新技术的引入为资源管理与优化提出了巨大的挑战,因此未来通信技术的研究将更多的集中在资源管理技术和网络层的优化方面。本论文重点针对下一代移动通信系统的资源管理与优化展开研究,达到提高频谱效率、提升用户的服务质量和系统的总体性能的目标。本文具体研究内容以及创新点如下：针对多小区OFDM系统的下行离散功率分配分配的问题,提出了一种基于蚁群优化的解决策略。首先,各子信道上的可能传输功率值被离散化,在满足各基站最大功率约束的条件下,以最大化系统吞吐量为目标,建立了问题模型；为了将优化问题与蚁群优化算法的求解进行映射,设计了一种基于离散功率级别数及子信道数的二维搜索空间；进一步,对传统蚁群优化进行了一定的改进,让分布于各小区的不同蚁群通过协作的方式获得系统全局的最优解。系统级仿真分析表明所提技术方案能够显著增大系统吞吐量,并给出了最适合本方案的离散功率级别数。针对采用自适应调制的协作多点传输系统中的用户调度与资源分配的问题,提出一种基于遗传算法的联合优化方法。首先,在满足各基站的最大发射功率约束、以及多用户MIMO下各资源块上最大调度用户数约束条件的情况下,以最大化系统吞吐量为目标,将用户调度和比特功率分配联合优化问题建模为复杂的组合优化问题；设计了一种二维二值的染色体编码方案,用于表示各个资源块上的用户调度以及比特分配方案；为了保证功率约束条件的满足,采用了一种基于罚函数的适应度值函数,这大大增加了最优解的搜索区域；最后为了保证收敛性,精英个体被添加到每代的种群中。仿真分析表明所提方案能够获得近似穷尽搜索的解,但却拥有较低的计算复杂度。将一种新维度的资源——天线／天线阵列引入资源池,并针对资源池中多维资源的分配问题,提出一种基于遗传算法的自适应分配策略。新的资源池中包括天线／天线单元、子载波、功率、比特等；在满足约束条件的情况下,将多维资源分配问题建模为复杂的组合优化问题,并提出两种不同的资源分配优化准则；针对所需解决问题,特别地提出了一种二维整数染色体编码方案。进一步,将研究成果进一步引申,引出一种基于无框架网络架构。系统级仿真结果表明,在两种不同准则下,所提方案均能获得令人满意的系统性能。论文的最后对全文内容进行了总结,并进一步对后续研究方向进行了探讨。