随着移动互联网与通信技术的飞速发展,移动数据流量呈指数级增长。采用云无线接入网络(Cloud Radio Access Networks,C-RAN)架构,进行轻量级接入节点的超密集部署,是运营商适应流量需求变化,保持利润的有效方式。然而接入节点密集部署也带来了强干扰和高能耗的问题。协作波束成形能够有效抑制小区间干扰,提升系统性能和资源利用率。因此,在C-RAN中根据其架构的特性以及用户的需求设计协作传输策略,是一个值得研究的课题。本文分别从全网功耗和实用化两个需求出发点对C-RAN中的波束成形技术展开了研究。首先,以降低全网功耗为切入点,设计了一种基于BBU波束成形、前传容量、RRH模式选择和RRH协作波束成形联合优化的无线前传C-RAN网络低功耗传输策略。现有研究缺乏通过对BBU和RRH操作的联合优化,实现全网功率最小化的策略。本文构建了全局网络的功耗模型,将基于BBU波束成形、前传容量、RRH模式选择和RRH协作波束成形联合优化的无线前传C-RAN网络低功耗传输建模为非凸混合整数规划问题。引入组稀疏和连续凸近似方法进行了问题的转化。通过迭代求解获得了使全网功率最小化的BBU波束成形和RRH协作波束成形方案以及休眠RRH集合。仿真结果表明该方案在保证用户Qo S的前提下,可以有效减少网络的能量消耗。其次,以最大化某个优化目标的C-RAN协作波束成形的最优设计存在迭代和求解数学规划问题,导致协作波束成形优化算法复杂度过高。本文提出了基于用户速率公平性的启发式协作波束成形算法。利用最大总发射功率约束下最大化和速率非凸问题(P1)和用户Qo S需求约束下最小化总发射功率重构凸优化问题(P2)的最优解存在的隐含关系和拉格朗日对偶法。在此基础上基于问题P2的KKT条件构建了参数化的最优波束成形的结构表达式。同时,利用问题P1和问题P2在最优解上的隐含关系和问题P2的强对偶性得出最优波束成形方向中参数的约束条件,结合系统信道参数辅助的方法,获得了基于用户速率公平性的启发式协作波束成形方向的闭合表达式。仿真结果表明该启发式波束成形算法和以往启发式波束成形算法相比具有更高的和速率、实现用户间速率公平性以及对CSI误差更稳健等优势。