可靠性和生存性是无线网络的两个重要特性。特别是随着众多新兴无线网络和移动数据业务需求的快速增长、用户数目的急剧增加以及无线宽带业务的与日俱增，有限的无线网络资源能否满足更多人的需求成了迫切需要关注的问题。因此，通信链路的传输成功率和网络的通话阻塞率等成为研究中的重要指标。同时，随着全球气候变暖的不断加剧和材料能源的日益稀缺，人们也提出了绿色通信的概念，网络能量效率也成为人们关注的焦点之一。为了应对上述问题，有必要对无线网络的传输及资源分配进行数学建模，以分析网络可靠性等参数；另一方面，在此基础上，我们可以对网络的能量效率建模，以此作为衡量网络性能的重要指标。本文首先对引入了节点睡眠模式和候选传输模式下的无线传感器网络进行研究，结合了一种基于协作通信的路由协议，利用多状态的马尔科夫链数学建模，推导出在单链路和多链路情况下的传输成功率，并仿真分析。然后，本文又针对采用部分信道开放模式的femtocell网络频谱资源分配进行研究，充分考虑不同用户的各种切换场景，利用多状态的马尔科夫链对信道占用情况建模，然后推导出femtocell网络和macrocell网络的通话阻塞率。在此建模基础上，本文又对考虑了信道状况和同频信号干扰的femtocell网络能量效率进行数学建模，引入能量消耗比来表征该性能指标，并分别仿真分析。