在未来无线网络中,异构蜂窝网络的部署能满足日益增长的移动通信量需求。然而,大量小小区(small cell)基站的密集、随机部署以及它们之间的非协作操作引发了人们对异构蜂窝网络中能效问题的担忧。一方面,随机几何已经成为异构蜂窝网络的主要建模和分析工具；另一方面,基站协作和非连续传输(DTX)策略是两个能提高系统能效的有效技术。因此,基于随机几何框架,本文主要讨论基站协作和随机DTX策略对异构蜂窝网络中能效的影响。首先,本文基于以用户为中心的基站成簇模型,研究异构网络中高能效基站协作机制,其中,每层簇内的协作基站联合传输相同的数据给典型用户。使用随机几何工具,本文推导了K层异构蜂窝网络中遍历速率的一般表达式。接着,本文描述了一个最小遍历速率约束的平均簇内功耗最小化问题,并推导了最优协作半径的近似闭式解。仿真结果证实了理论分析的有效性,也证实了近似闭式解具有较好的估计效果。同时,本文也证实了,包含宏小区(macrocell)基站和small cell基站的两层异构网络比传统的nacrocell网络更节能。其次,针对前面工作中存在的一些局限性——例如没有考虑协作对全网能耗的影响、没有考虑慢衰落(例如阴影衰落)对协作成簇的影响、需要假设每层的基站对应相同的路径损耗因子等,本文提出基于接收信号强度(RSS)的基站成簇模型,并在更一般的异构网络场景中进一步研究基站协作机制。首先,利用随机几何工具推导了K层异构蜂窝网络中平均用户速率的一般表达式,接着,本文描述了一个最小平均用户速率约束的全网功耗最小化问题,并推导了该问题的近似最优解。仿真结果同样证实了理论分析的有效性,也证实了近似最优解具有较好的估计效果。最后,仿真结果验证了本文提出的基于RSS的成簇模型比几何成簇模型更节能。最后,本文在异构网络中研究随机DTX策略对局部时延和能效的影响。利用随机几何分析工具推导了K层异构蜂窝网络中局部时延与能效的一般表达式,并在特殊场景中获得了局部时延与能效的闭式表达式。基于这些分析结果,本文分别讨论了基站密度、信干比(SIR)门限、路径损耗因子以及休眠概率对系统性能的影响。接着,本文分别提供了最大能效的低速率和高速率渐近行为。这些渐进行为揭示了：在低速率区域,使用随机DTX策略将会降低能效；然而,在高速率区域,使用随机DTX策略能保证有限的局部时延,并能提高能效。