本发明提供了基于双层博弈的无线通信系统多用户资源分配系统，包括群体内演化博弈求解模块、群体间演化博弈求解模块、信息收集模块、能量最优资源分配模块和斯塔克尔伯格博弈求解模块；信息收集模块用于收集信道信息；群体内演化博弈求解模块用于求解用户群体内演化均衡业务选择结果；群体间演化博弈求解模块用于求解不同用户群体间演化均衡业务结果；能量最优资源分配模块用于求解能量最优资源分配和最小能量损耗结果；斯塔克尔伯格博弈求解模块根据不同定价下的业务选择结果求解运营商最大系统效用和最优资源分配结构。本发明通过求解双层博弈得到运营商和用户之间的最优定价关系、运营商最优资源分配结构，最小化系统能量消耗，最大化系统收益。