随着当今社会的快速发展,信息通信技术必将成为人类社会信息化的关键所在;同时人们对无线移动通信业务量的急速增长,使信息通信系统所承担的角色变得至关重要。伴随着万物互联和人工智能等新型领域的迅速崛起,第一代移动通信(1G)到2020年的面向商用的第五代移动通信(5G)的技术发生演变。我国信息产业及技术的不断发展,在移动用户数量与用户需求的不断增加的前提下,基站的部署面临着极大的挑战,而在当前移动通信中的蜂窝形状的网络模型部署也面临着较为严峻的考验,在大型场合以及超密集区域下用户更好的体验无线网络带来超高性能体验同样面临着网络的部署问题。在蜂窝移动通信发展的几十年里,用户需求以及不同地理环境等因素所带来的蜂窝网络部署已经成为热点研究方向;传统以规则几何图形部署网络模型中常用的维纳模型(正六边形、蜂窝状)已经不能准确地分析存在多种通信模式下的复杂蜂窝网络。因此用方便又精确的模型研究当前及未来的无线蜂窝网络,成为当前的研究热点。首先,本文分析了随机几何模型中的几种相关点过程以及在无线通信领域中的应用,并将总结各种模型特点并与传统的蜂窝网络模型进行比较后,提出基于随机几何模型蜂窝网络链路研究的意义以及蜂窝网络拓扑模型。其次,本文研究了无线蜂窝网络上、下行链路的性能。先建立基于随机几何理论各自链路网络模型、信道模型和上下链路干扰模型,再推导出各自不同性能参数公式,后仿真分析各自的蜂窝网络链路性能;如覆盖概率、频率复用、系统容量、传输速率等。最后,为解决蜂窝网络系统链路复用问题,引入D2D通信技术来保障通信质量;并提出基于随机几何模型下的用户与基站以及用户与用户间的通信接入方案,以提高用户通信的可靠性、频谱利用率以及覆盖率。