在全面商用FDD LTE的今天,用户以视频游戏数据为主要需求,这对无线网络高数据速率提出了挑战。现有的宏基站蜂窝网越来越难满足用户的数据需求,小小区、中继以及分布式天线等技术的出现,能够有效地提高用户的QoS(Quality of Service)。这些小型基站采用不同的通信协议,形成了多元、灵活的异构蜂窝网。与此同时,全球变暖效应引起了越来越多学者的关注,通信产业已被列入节能减排的名单之中,所以在密集部署小基站时要考虑到无线通信的整体能源消耗问题,设计出绿色的无线网络。针对异构蜂窝网(Heterogeneous Cellular Network,HCN),本文的具体工作如下:首先,本文利用随机几何理论,基于不同的连接策略,分别分析单基站通信系统和多基站通信系统的覆盖性能,在已有文献的基础上,整理出了不同模型下覆盖概率的精确表达式和上界表达式,同时通过数值仿真分析验证它们的正确性,得到使覆盖增益最大化的各项参数;其次,本文针对以用户为中心的多天线基站合作通信模型,用户与基站建模为泊松点过程(Poisson Point Process,PPP),利用信号的特征函数推导出覆盖概率的精确表达式,并提出两种近似方法去简化覆盖概率的复杂表达式,仿真结果证明它们是高度精确的;最后,本文针对用户热点地区的能量消耗问题,将用户建模为泊松簇过程(Poisson Cluster Process,PCP),其父节点基站建模为PPP,采用偏置关联策略,给出网络的能量效率表达式,最后的仿真结果证明了推导的公式的正确性,证明了合适的偏置因子可以很大地提高网络的能量效率。本文推导出了一系列具有普适性的理论公式,并进行了仿真分析,这在基站的部署及各重要参数的选取方面给出了建议。