第五代移动通信技术(the Fifth Generation Mobile Communication Technology,5G)将要支持海量的设备连接,这些设备将要消耗巨大的能量,因此5G时代对提高设备的能源效率有着迫切的需求。非连续性传输是一种有效降低终端能耗的方法,已经在通信系统中得到了广泛的使用。非连续传输机制的基本思想是通过利用数据包间歇性到达的特点,允许设备在没有数据传输时关闭其无线收发电路进入休眠模式,避免不必要的功率消耗,从而降低终端能耗。然而,非连续性传输会导致数据包驻留在缓存中无法及时传输,进而产生排队时延,影响用户体验。因此非连续传输下能效优化与降低时延存在折衷关系,对非连续传输机制下能效与时延展开深入研究十分必要。本文主要对非连续接收机制跨层能效分析,时延保障下的功率控制与资源分配三个部分开展深入研究。主要的创新工作如下:第一,现有非连续性传输能效分析模型建立在理想信道下,没有考虑时变无线信道的影响。本文通过分析非连续接收机制下不同状态之间的转移关系,利用半马尔科夫过程,建立了非连续接收机制下的状态转移模型。借助状态转移模型,进一步分析稳态概率及状态持续时间。最终基于以上分析结果,在Nakagami-m信道下建立了非连续传输机制下的跨层能效分析模型,仿真结果验证了状态转移模型的准确性,并表明本文提出的能效分析模型可用于分析非连续接收参数优化。第二,针对5G非正交多址接入场景下,非连续传输将导致用户时延服务质量(Quality of Service,QoS)无法保障的问题,本文设计了一种多用户上行功率控制方案。首先建立上行非正交多址接入系统能效分析模型,通过分析发现系统的能源效率是QoS参数的减函数,进而根据时延分布函数求解出时延保障下能效最优的QoS参数。进一步分析发现,QoS参数确定下的系统能源效率是发射功率的拟凹函数,最终利用优化理论设计了一种时延保障下能效优先的多用户功率控制方案。仿真验证该功率控制方案可以保障非正交多址接入下多用户的时延需求。第三,针对传统资源分配方案没有考虑上层业务的时延QoS需求的问题,本文以通信系统中最为常见的语音业务为例,研究非连续传输时延保障下的资源分配方案。首先通过分析语音业务特点,建立非连续传输语音通信系统模型。然后利用有效容量和有效带宽理论计算出时延保障下的QoS参数,设计了一种保障用户时延要求的资源分配方案。通过分析资源分配函数的特点,对资源分配方案进一步优化,最终采用二分查找算法快速找到最优的资源元素分配数目。最后通过数值仿真,结果表明本文设计的资源分配方案能够保障用户的时延需求。