移动通信数据流量的快速增长对网络性能提出了更高要求,异构网络成为解决此需求的一项关键技术,并得到学术界以及工业界的重视。路径损耗的各向异性导致基站覆盖区域不规则是异构网络的关键问题,积分几何数学理论可以利用不规则区域的周长和面积进行性能分析。另外,数据流量呈指数增长,终端设备数量增加,用户移动速度不断提高,处理海量数据时的较长传输时间以及反馈时间会使数据的处理效率显著降低,会产生很大的时延和能量消耗,同时会造成网络拥塞和网络资源的浪费,在异构网络中引入移动边缘计算和边缘缓存可以更好的满足低时延和低能耗需求。因此本文在以上背景下基于积分几何进行建模与研究,主要内容如下:(1)基于积分几何的用户移动网络建模与分析:针对异构网络下基站覆盖区域不规则的问题,基于积分几何的数学方法,充分考虑了移动场景下各时隙之间的相关性,对不规则基站覆盖范围进行分析。研究指标为静态和动态异构网络下的覆盖概率,通过分析得出静态场景和动态场景下的覆盖概率表达式。最后,仿真验证了基站密度的增大以及基站覆盖范围的增大都会导致覆盖概率的提高,并且积分几何所得到的分析结果比随机几何得到的分析结果更接近仿真结果。(2)基于移动边缘计算的移动用户网络建模与分析:针对数据流量指数增长所产生的时延和能耗较高的问题,在异构网络中引入移动边缘计算架构来降低系统的时延和能量消耗。基于积分几何的数学方法,分析了静态和动态场景下在异构网络中引入移动边缘计算后的平均延迟和能量消耗。最后,仿真验证了理论分析的正确性,仿真表明平均延迟和能耗在静态场景下随着用户的密度先增大后减小,动态场景下随着车辆速度的增大而阶跃性增长。(3)基于边缘缓存的网络建模与分析:针对数据流量增长导致的网络拥塞及能量消耗问题,在异构网络中引入边缘缓存架构来进一步降低系统的能量消耗。基于积分几何和随机几何的数学方法,首先对所给出的边缘缓存方案进行介绍,其次对该缓存方案下的系统平均能量消耗进行分析,最后仿真验证了所给出方案可以有效降低系统的能量消耗,并且随着基站密度的增大,系统的平均能量消耗减少。当基站密度一定时,系统的平均能耗会随着SBS的缓存容量增大先减小后缓慢增大。综上所述,本文在异构网络的背景下,针对用户移动状态的异构网络进行性能分析,取得的研究成果可为后续研究提供参考。