随着5G的商用和B5G概念的提出,无人机通信成为学术界和产业界关注的研究方向。一方面,无人机基站可以作为辅助设备协助传统通信网络以提高网络性能;另一方面,由于无人机基站具有部署便捷、配置灵活和成本相对较低等优势,可以满足补盲、补热场景的高覆盖大容量动态业务需求。为了进一步提高无人机通信数据容量,波束通信被应用于无人机基站,包括毫米波波束通信和宽波束通信。因此,本文主要研究用户为中心无人机基站网络的波束管理流程和算法,以及利用随机几何工具分析无人机基站网络在特殊场景下的波束覆盖率,以用于指导无人机基站的部署。本文的主要工作分为以下两个部分:首先,分析用户为中心无人机基站网络波束初始接入过程。基于用户发送的上行参考信号建立以用户为中心的无人机基站网络,针对非活跃用户特性,提出了基于上行测量的波束初始接入过程,使得用户在非活跃状态完成波束初始接入。通过数值分析和仿真,证明了所提出的方法在用户初始接入时延、链路性能和容量域性能存在增益。其次,分析用户为中心无人机基站网络在城区环境下的波束覆盖性能。基于实际的宽波束模型,无人机基站的部署高度和天线角度使得单个无人机基站覆盖范围受限,在城区环境下分析波束信道模型时需要考虑建筑物的遮挡效应,因此建立建筑物三维阻塞模型,利用随机几何工具得到该场景下的无人机基站网络波束覆盖率。通过仿真验证无人机特征和建筑物特征对无人机基站网络波束覆盖率的影响,为无人机基站在该场景下的部署提供指导。