随着第五代移动通信（Fifth Generation,5G）时代的到来,各种新兴技术和业务不断涌现和发展,导致通信设备的种类和数量爆炸性增长。因此,异构蜂窝网络架构和非授权频谱技术方案得到了极大的关注。异构蜂窝网络虽然可以更高效地利用无线资源,提升蜂窝网络的吞吐量、覆盖概率等性能指标,但是结构复杂度的增加和基站位置分布的随机性使得如何准确且高效的建模成为关键问题。充分利用非授权频谱可以提升蜂窝用户的服务质量,但是非授权频谱的用户冲突以及对异构蜂窝网络性能的影响都是关键问题。本论文将采用随机几何理论,基于泊松点过程对采用非授权频谱技术的异构蜂窝网络进行建模分析,研究系统吞吐量和覆盖性能、推导性能表达式,并基于理论分析和仿真结果,分析非授权频谱技术的应用对蜂窝网络的影响。本论文的主要研究成果总结如下:基于随机几何理论对使用非授权频谱技术的单层蜂窝网络性能指标开展研究,推导了用户吞吐量表达式,进行了性能分析。针对蜂窝网络的分布随机性,使用泊松点过程对蜂窝用户、WiFi（Wireless Fidelity）接入点、WiFi用户的位置分布进行建模,蜂窝用户和WiFi用户的非授权频谱共享方案采用监听退避（Listen Before Talk,LBT）机制,并将其建模为硬核点过程（Hard Core Point Process,HCPP）,因此使用媒体访问概率（Medium Access Probability,MAP）表达两种用户接入非授权频谱的概率。在此基础上,推导非授权频谱LBT共享方案下蜂窝用户和WiFi用户的吞吐量表达式。仿真结果表明,理论分析与仿真结果一致,并且使用非授权频谱资源可以在不显著影响WiFi用户的前提下提升蜂窝系统的吞吐量。进一步研究了采用非授权频谱技术时三层异构蜂窝网络的覆盖概率性能指标,基于随机几何理论对使用非授权频谱技术的三层蜂窝网络建模,推导了用户覆盖概率表达式,进行了性能分析。采用泊松点过程对异构蜂窝网络中的宏基站、微基站、蜂窝用户和WiFi用户的位置分布建模,并使用维诺分割将宏小区范围划分为随机多边形。用户的非授权频谱共享方案同样采用LBT机制,使用HCPP过程建模和MAP表示用户接入概率。在该模型下,通过推导出使用和不使用非授权频谱两种情况下异构蜂窝网络的覆盖概率表达式。仿真结果表明,仿真结果与理论分析一致,并且得出不同的参数对网络覆盖性能影响的量化结果,这对在非授权频谱技术下蜂窝网络的部署方案具有参考价值。本论文中的结果显示,更高的系统吞吐量和更优的覆盖性能需要考虑更合适的蜂窝网络配置,包括蜂窝用户与WiFi用户的密度,用户的SINR阈值、微小区用户与WiFi用户的密度、宏基站与微基站之比。这些研究结果将对未来非授权频谱资源在异构蜂窝网络中的发展具有一定的理论指导意义。