第五代移动通信系统(5G)元年的到来,预示着5G商用即将成为现实。随着大批移动终端设备连入无线网络,不仅使得移动数据流量爆炸增长,还给传统的宏蜂窝网络结构带来巨大挑战。同时,用户对于无线通信服务的需求已经从传统的语音通话和短信等面向连接的服务移向社交网络和多媒体等面向内容的服务。异构网络是5G通信系统中重要的候选技术之一,然而异构网络中回传链路的可用性和容量以及小区间存在的干扰成为异构网络性能的阻碍。边缘缓存技术被证明能有效地缓解回传链路压力,而基站协作可以很好地减轻异构网络中的小区间干扰。因此,本课题将面向协作传输对异构网络中的随机边缘缓存策略进行研究。随机几何理论是一种能有效建立异构网络模型并分析网络性能的方法,本文首先使用泊松点过程建立基站位置分布模型。为了提高文件多样性,本文采用了随机缓存策略。为了管理异构网络中小区间干扰,本文提出一种基于协作半径的协作传输方案,并对比分析已有的协作传输方案。通过使用随机几何工具,本文基于所提出的协作传输方案推导出易于处理的成功传输概率表达式,与蒙特卡洛仿真结果对比,证明该表达式可以很好地与实际吻合。基于实际中预测内容流行度会存在误差的事实,本文考虑两种误差来源并建立误差模型。以最大化成功传输概率为目标,优化缓存分布,从而获得最优缓存。通过与已存在的两种缓存设计比较,证明最优缓存可以提升成功传输概率。仿真分析误差参数对成功传输概率的影响,证明随机缓存具有很好的鲁棒性。针对更符合现实条件的场景,本文改进原始的基于协作半径的协作传输方案,结合限定联合传输基站数量和不连续传输方案,提出一种基于随机边缘缓存和现实条件的柔性协作传输方法,推导并分析成功传输概率表达式,指出协作圈内激活小基站数与圈内干扰存在权衡的现象。仿真分析关键网络参数对某一文件的成功传输概率的影响,如缓存概率、协作半径、小基站激活概率等。针对最佳激活概率出现的原因及条件,仿真结果表明圈内干扰基站过多时会出现小于1的最佳激活概率。在给定激活概率的条件下,最大化成功传输概率获得最优缓存分布,仿真结果证明最佳激活概率的存在,并发现最佳激活概率并不能带来大幅地提升成功传输概率,但是对于整个网络的能量消耗控制有着正面作用。