庞大的移动通信数据业务需求推动着第五代移动通信技术(the Fifth Generation Mobile Communication Technology,5G)的产生与发展。异构超密集网络、大规模天线以及全频谱接入成为5G应对未来十年1000倍无线数据业务增长需求的关键候选技术。其中,不管采取何种技术,在正式的数据传输前都需要通过某种用户关联机制来确定服务基站;合理的用户关联机制在业务卸载、负载均衡和频谱效率提升等方面都起着重要作用。因此,本文在以上5G候选技术的背景下,对用户关联和业务卸载技术进行了研究,主要内容如下:本文第一部分针对因实际情况中用户空间分布不均引起的5G异构网络不同基站层之间以及基站与用户之间的相关性问题,研究并提出一种充分考虑上述空间相关性的新型网络建模方法。首先,此部分对网络部署和信道进行了建模;接着,基于最大平均偏执接收功率(Maximum Averaged Recieved Power,MARP)的用户关联策略,理论分析了层关联概率、平均小区负载和平均遍历速率等性能指标;最后,仿真验证了所提网络建模方法在灵活的用户关联和业务卸载方面能够表现出良好的性能。此外,在5G异构网络的场景中,用户的移动会产生更加频繁的切换,本文第二部分针对由不同时隙下用户和服务基站之间关联距离产生的相关性问题,研究并提出一种充分考虑上述时间相关性且区别于传统“典型用户法”的多时隙网络分析方法。首先,基于随机几何理论,此部分对网络部署、传输信道、用户移动过程分别进行建模;接着,理论推导了多时隙覆盖概率以及基于信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)的水平切换率和垂直切换率;最后仿真结果显示,与最近距离(NearestDistance,ND)的用户关联策略相比,最大平均接收功率(MARP)的用户关联策略可以提高多时隙覆盖概率,对于基站(Base Station,BS)密度和移动用户(Mobile User,MS)速度的变化也更为鲁棒。为了应对海量数据量,5G网络容量的提升除了网络异构化还可以进一步通过毫米波技术和大规模天线技术的结合来实现。本文第三部分正是从这一角度切入,研究用户关联在高频非授权频段上的信道接入策略,由此完成授权频段上的流量卸载。此部分具体选择60GHz非授权频段作为研究波段,结合大规模天线波束赋型技术,提出一种区别于传统信道评估方式的基于用户、基站、共存接入点的位置信息和几何关系的信道接入策略,最后给出了详细的信令流程图。综上所述,本文在5G异构网络的背景下,分别从空间相关性、时间相关性以及频谱扩展三个方面对用户关联和业务卸载进行了研究,在上述方面取得的研究结果可以为5G网络的设计提供参考。