近年来,随着升空平台技术的出现和快速发展,使得升空平台通信的可行性变得越来越大,大量的研究机构和人员开始愈发关注升空平台通信。由于升空平台通信所具有的覆盖范围广、信道条件好等优点,为未来无线移动通信的发展提供了很好的借鉴,人们可以利用空中平台来承载通信设备,为大范围的地面区域提供良好的信号覆盖和高质量的通信服务。如果升空平台搭载4G/B4G基站,则可与地基蜂窝移动通信体制进行兼容,可借鉴宏蜂窝/小蜂窝技术,构建空地分层异构网络,实现空地一体化,同时向空中、地面和海上用户提供无缝的宽带无线接入服务。随着应用需求的增长,空地一体化通信已成为世界各国无线通信发展的一个新的热点方向。目前,能耗问题已成为通信界急需解决的问题之一。特别是对空地一体化通信网络来说,升空平台的供电问题难于解决,因此,如何降低网络能耗将成为空地一体化通信必然要面临的问题。为了能够有效地解决空地一体化网络的能耗问题,一个可靠的网络能效模型应是必不可少的。本文借鉴地面通信系统中的宏蜂窝/小蜂窝技术,构建了空地分层异构网络能效模型,分析了网络能效特性,并提出了基于网络覆盖的网络能效优化模型。与以往的正六边形小区划分方案不同,本文在空地分层异构网络模型中引入了基站随机分布模型,并将2维的平面异构网络模型扩展成3维立体的空地分层异构网络模型。本文首先从分析网络中典型单用户所需的发射功率出发,进而计算出保证用户QoS条件下单个小区所需的发射功率,从而建立起整个空地一体化网络的能效数学模型。空地一体化网络的能效模型建立后,本文就空地异构网络的能效特性进行了分析,证明了存在最佳的空中基站或地面基站分布密度,使得空地一体系统的整体网络能效达到最大值。随后,本文提出了基于系统覆盖约束的网络能效优化模型。最后,通过仿真验证了本文所提出的空地一体网络能效模型的正确性,并且通过优化可以有效地降低整个空地一体化网络的能耗,提高系统能效。本文所提的网络能效模型可作为将来空地网络基站部署的一种良好借鉴。