از زمانی که شبکه های سلولی مطرح شدند روز به روز به تعدادکاربران این شبکه ها و تقاضای آنها افزوده شد و این باعث شد تا محققین به فکرتحقیقات گسترده ای در راستای بهبود و افزایش ظرفیت شبکه های سلولی باشند.‎ ‎‎پیدایش تکنولوژی فمتوسل به طور قابل ملاحظه‎ ‎ای، پوشش داخلی و ظرفیت شبکه سلولی را بهبود بخشید. از آنجایی که فمتوسل‎‎ها در برخورد با کاربران ماکروسل خودخواهانه برخورد می‎کنند و تمایلی برای تخصیص منابع خود به کاربران ماکروسل ندارند در این رساله مدلی پیشنهاد دادیم که به کمک تئوری بازی ائتلافی و تخصیص سود به فمتوسل ها در ازای سرویس دهی به کاربران ماکروسل، فمتوسل ها را ترغیب کنیم که با تشکیل ائتلاف و به ازای دریافت سود، منابع آزاد خود را در اختیار کاربران ماکروسل قرار دهند و کارایی کل شبکه را بهبود دهند. در هر ائتلاف به منظور تخصیص کاربران ماکروسل به فمتوسل های موجود‏، با یک مسئله بهینه سازی گسسته مواجه هستیم که همانطور که می دانیم دقیق ترین روش حل مسایل گسسته روش جستجوی کامل است؛ البته این روش بشدت زمانبر است و لذا در شبکه های واقعی بعلت پیچیدگی بالای محاسبات، استفاده از آن عملا غیرممکن است. در این رساله برای حل مساله فوق الگوریتمی پیشنهاد می شود که از لحاظ دقت نزدیک و در بسیاری موارد جوابی دقیقا یکسان با روش جستجوی کامل ولیکن با صرف زمانی بسیار کمتر را ارائه می دهد. نتایج حاصل از شبیه سازی بهبود مدل پیشنهادی در عملکرد کلی شبکه و کارایی الگوریتم پیشنهادی را تایید می نمای‎د. در ادامه بعد از تخصیص کاربران ماکروسل دور افتاده به فمتوسل های مجاورشان‏،‎‎ سعی کردیم توان کاربران ماکروسل مربوط به هر فمتوسل را بهینه کنیم. نحوه تخصیص بهینه توان بین کاربران ماکروسل توسط بازی چانه زنی مدل و تحلیل می شود.