近年来，由于无线数据业务要求的大量增长以及能量消耗的增长、环境的恶化，绿色无线通信技术已经引起了人们的广泛关注。统计表明，移动网络中70％的业务主要发生在室内。但是由于无线信号被建筑物阻挡造成严重损耗，无法保障室内用户的服务质量。为了提升室内用户的服务质量，最直接的手段就是增大室外宏基站的发射功率，但是这会给能源和环境带来更大的负面影响。Femtocell作为一种能有效增强室内覆盖和提升网络容量的无线接入技术受到了业界的高度关注。由此形成了Macrocell/Femtocell双层异构蜂窝网络。但是当多种类型的小蜂窝大量使用，并被随机的部署时，传统的正六边形网络分析模型已经不足以在理论上精确的分析网络性能。因此本文在这里引入不定形小区理论从基站分布密度的角度来精确衡量大规模双层异构蜂窝网络的系统性能。　　本文的主要研究工作及成果包括以下几个方面：　　（1）首先对LTE系统的性能目标以及系统架构进行了分析和综述。接下来对Macrocell/Femtocell双层异构网络相关的基本原理和关键技术进行了简单的概述和分析。最后，分析和总结了Macrocell/Femtocell双层异构网络的接入网架构、接入方式以及Femtocell带来的挑战。　　（2）简要分析了几种主流的效率模型。由于绿色通信概念的提出，现在的焦点是以能量效率为优化目标的系统优化，确定本文主要研究的是能量效率。接下来分析和研究了Macrocell/Femtocell双层异构网络中的干扰问题，简述了几种干扰模型。在传统宏蜂窝网络中引入大量Femtocell会导致网络拓扑结构和相关无线环境变得非常复杂，为了系统的合理性实现，最后概述了LTE无线信道的相关知识。　　（3）在以上通信技术基础的支撑下，本文针对大规模Macrocell/Femtocell双层异构网络的能量效率进行分析。并结合基站能耗模型及不定形小区理论，得到双层异构网络详细精确的能量效率表达式。接下来深入分析了网络能量效率：在给定的Macrocell密度下总存在一个最优 Femtocell密度使网络能量效率最大；同样的，在给定Femtocell密度下总存在一个最优Macrocell密度使网络能量效率最大；在基站和用户密度确定时，有最优的基站发射功率之比使能量效率最大。最后仿真验证不定形小区模型的精确性。