随着无线接入技术的发展，各种无线接入网的重叠覆盖组成了目前特有的异构无线网络环境。在无线网络环境越来越复杂的今天，无线通信业务的种类快速增加，尤其是以高带宽需求为特点的视频业务呈爆炸性增长，在2016年在整个无线网络中将达到80％以上。在如此复杂的无线接入网环境中，如何给各种不同的业务，尤其是视频业务选择合适的接入网，给用户提供高质量的服务是当今无线网络中的重要研究内容。在异构无线网络中，无线信道的状态，不同接入网的负载情况，各个覆盖区域的用户速率等各种参数都是随机变化的。甚至业务本身，例如视频类业务每个时刻的编码速率等也是随机的。这使得资源分配算法变得十分复杂，因此需要一种合适的数学模型对网络的这种随机网络进行分析。针对现有的异构无线网络资源分配问题研究的不足，本文结合李雅普诺夫优化理论和博弈论对网络进行了建模和分析，利用不同业务固有的特性，尤其是视频类业务的可压缩特点，提出了新的带宽分配和网络选择的方案。　　本研究主要内容包括：⑴针对机器对机器业务（M2M，Machine to Machine）的时延容忍性提出了利用网络空闲时间对M2M业务进行分散传输的错峰调度算法，来降低突发性M2M业务造成网络拥塞。使用博弈论对异构无线网络中，用户之间，用户和接入网之间，不同种类业务之间的资源竞争进行建模和分析，提出了基于用户间非合作博弈的网络选择算法，使每个用户在获得最大收益的同时，全体用户总的收益也达到最优。针对视频类业务可以缓存的特点，在网络负载较低的时候，给视频业务分配多余的带宽，从而在网络负载变重时，有缓存的视频业务可以释放出更多的带宽。利用这种灵活的带宽分配方法以及用户和接入网间的资源竞争关系，提出了基于非合作博弈的网络选择和带宽分配算法。⑵提出了一种基于最小化剩余服务时间的网络选择算法，该算法可以在长时间尺度上对网络的负载进行均衡，最小化了接入网剩余服务时间的时间期望，降低了视频类业务的阻塞概率。用户的网络选择，不仅会影响当前的网络负载和网络中已有的用户，也会影响后续网络的状态以及新到达的用户。为了刻画这种时间上连续耦合的相互影响，使用了剩余服务时间的概念。接入网的剩余服务时间表示在当前时刻，接入网服务完所有已接入业务所需要的时间。剩余服务时间不仅能表示当前网络的负载状况，还隐含了后续时间里网络的负载变化。所提出的算法最小化了接入网中的剩余服务时间的期望，在长时间尺度上均衡了接入网的负载，减少了由于负载不均衡造成的用户阻塞。为了解决用户到达的随机性的影响，使用李雅普诺夫优化理论对网络进行了建模，并证明了所提出的算法在保证网络稳定的同时，还能够支持最大的用户到达率。⑶提出了一种多优先级的异构网络多路径并行视频传输算法。多路径并行传输技术，是解决异构网络中视频业务的带宽需求爆炸性增长和无线网络资源匮乏之间矛盾的一个重要解决方案。针对广泛使用的H.264视频编码方案中，I-Frame、P-Frame、B-Frame丢失后对解码造成的不同影响，将这三种图像帧分成两个优先级，优先保证影响最大的I-Frame的传输，并根据不同路径中的已有负载计算每条路径中图像帧因超时被丢弃的概率，据此动态的把视频流分配到不同的路径中，使得系统在接收端恢复视频时丢失最少的图像帧。最后证明了所提出算法在保证网络稳定性的同时，能够使网络服务最多的视频流业务。