随着移动通信的快速发展,人们对通信服务的需求量日益增长,未来5G网络中移动数据流量业务需求会增长1000倍。面对这样爆炸式的通信量增长,如何提高无线通信网络系统性能将成为关注的重点。现有的研究表明频谱利用率已经非常接近理论极限,在有限的频谱资源中增加可用频谱数量是不切实际的,而毫米波通信凭借着它丰富的频谱资源是解决这个问题的相当好的方法,它将成为5G通信网络中的关键技术之一。毫米波与传统微波特征不同,系统模型以及处理方法也有着巨大的差异,再者异构网络是未来蜂窝网络中的重要部署方式同时也带来了网络拓扑的复杂性,本文研究的正是毫米波异构网络的性能。考虑毫米波网络场景,本文首先研究的是两层异构网络情形,macro基站按照齐次Poisson Point Process(PPP)分布部署,pico基站按照Poisson Hole Process(PHP)分布部署,移动用户则是齐次PPP分布部署。这样的部署方式使得macro基站附近的pico基站得以减少,从而减少macro基站用户所受pico基站的干扰,而且更加符合实际情况。本论文利用随机几何数学工具推导了下行链路的SINR覆盖率Pc和Rate覆盖率的闭合表达式,之后通过蒙特卡洛仿真和数值仿真来验证推导所得闭合表达式的正确性,讨论系统性能指标如SINR覆盖率受pico基站密度、挖洞半径等系统参数的影响,Rate覆盖率与pico基站密度的关系以及与传统微波系统性能的对比,阐明毫米波系统的优势。结论表明:增加pico基站部署密度并不总有利于Pc,这里存在着一个最优值。此外,也能发现存在一个合适的挖洞区域半径D值来获得最大的覆盖率Pc。最后,因为毫米波的特性,用户在此非均匀蜂窝网络中所接收到的速率表现明显要优异于在同样部署条件传统微波网络场景。接着,我们考虑毫米波与微波(频率低于6GHz)的混合异构网络,这样微波网络能够覆盖毫米波不能覆盖的区域,从而克服毫米波穿透能力差的劣势。macro基站工作频率低于6GHz且服从齐次PPP分布,helper工作在毫米波频率也服从齐次PPP分布而且自身带有存储功能(cache),移动用户也是按照齐次PPP分布进行部署。我们采用随机几何来推导此系统模型的SINR覆盖率Pc以及能效EE的闭合表达式,再通过蒙特卡洛仿真、数值仿真进行验证,讨论此系统模型的系统性能与helper的密度、有限存储容量值等系统参数的关系。结论表明:增大helper部署的密度能提高Pc,但是并不总有利于EE,这里存在着一个最优值。此外,我们发现随着cache容量的增大,Pc和EE会表现得更好。最后,我们也发现在确保系统性能不变的前提下,cache容量能够抵消因helper部署稀疏而造成的损失。