随着物联网的发展与成熟,需要接入移动网络的设备急剧增加,在目前网络频谱资源有限情况下,传统的正交接入方式由于对频谱资源的独占性而不能同时支持如此大规模智能终端的接入。而非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)通过功率复用的方式使多个用户能够同时共享一个同频段的资源,并能保证用户的服务质量。所以NOMA相比于正交接入技术可以大幅度提升频谱效率,因而非常有潜力成为下一代通信系统的核心多址接入方式。异构蜂窝网络作为下一代移动网络的核心技术之一,通过部署多层不同发射功率和密度且共享相同的网络资源的基站来提升整个网络的容量。本文主要研究在异构蜂窝网络中NOMA的应用与性能分析。文章首先建立了NOMA在均匀异构蜂窝网络的应用系统模型,用户根据最大平均接收功率接入相应的基站,接入相同基站的用户采用随机匹配构成NOMA用户组,通过随机几何等工具对用户受到的干扰进行建模计算,最终得到用户的覆盖概率和可达速率。之后运用更符合实际部署情况的非均匀异构蜂窝网络模型,我们提出了一种利用接入信息的用户配对策略,NOMA组内的用户信道条件有较大差异从而充分利用NOMA的优势,且不会对基站端造成很大的负载。在此基础上同样也分析了用户的覆盖概率和可达速率。文章在推导出用户的覆盖概率与可达速率表达式后,利用蒙特卡洛仿真验证了解析结果的正确性,并分析了不同网络参数包括基站密度、功率分配系数等对网络性能的影响。文章也与传统的基于正交接入下的异构网络性能进行了对比。除此以外,我们还与随机用户配对策略进行了对比,文章提出的用户配对策略性能使得系统的吞吐量有很大的提升。这些结果显示在未来5G异构蜂窝网络中应用非正交多址接入技术将是一个可行的方案。