随着第四代移动通信的普及,面向2020年及未来的第五代移动通信(5G)逐渐成为全球的研究热点。为满足更大的带宽、更短的时延和更高的速率需求,第五代移动通信将考虑使用毫米波频段。毫米波的连续大带宽可满足热点区域极高的用户体验速率和系统容量需求,但是其覆盖能力较弱,难以实现全网覆盖。因此毫米波需要与6GHz以下的中低频段联合组网,以高频和低频相互补充的方式来满足网络连续覆盖的需求。但联合使用高低频段将提高网络的异构程度。本文借助随机几何这一数学工具,研究了毫米波和6GHz以下频段共存的异构蜂窝网络建模分析的问题。本文的主要工作和贡献如下:首先,本文研究了典型区域的双频异构蜂窝网络,并对其进行了网络建模和理论分析。假设网络中的节点位置相互独立,可以将用户和各层基站的位置分别建模为平面上的泊松点过程。不同于传统的耦合连接方案,这里假设用户采用上下行解耦的连接策略,即每个用户独立选取上下行的服务基站。利用随机几何的相关定理,分析了网络的上下行干扰,推导出了用户到各层基站的连接概率、SINR覆盖概率以及区域吞吐量等性能的表达式。基于理论分析和仿真结果,研究了超密集情形下网络的性能变化趋势,结果表明毫米波小区的密集部署带来的性能增益优于6GHz以下的中低频小区,且上下行解耦可以带来网络上行性能的提升。其次,本文研究了热点区域的双频异构蜂窝网络,并对其进行了网络建模和理论分析。由于热点区域的基站和用户具有成簇分布的特性,可以将6GHz以下的基站建模为泊松点过程,而将毫米波基站和用户的位置建模为平面上的泊松簇过程。由于考虑了层内的相关性,依次计算簇内和簇间的干扰,并推导出各层连接概率和SINR覆盖概率的近似解,仿真结果表明近似解的误差在可接受范围内。通过研究泊松簇过程的参数对网络整体性能的影响,并对比热点区域的几种部署方案,证实在热点区域集中部署毫米波基站可以带来更高的性能增益。最后,对全文进行了总结,并指出了未来的研究方向。