무선 연결에 대한 수요는 최근 Internet of Things(IoT) 및 6G 응용에 의해 주로 증가하고 있다. 다양한 무선 네트워크가 무허가 대역에서 동작하며 향후 IoT 네트워크와 공존한다는 점을 고려하면, 다른 네트워크로부터 IoT 네트워크로 유입되는 바람직하지 않은 간섭은 필연적이다. 또한 간섭은 제한된 배터리 용량으로 인해 IoT 네트워크의 수명에 큰 영향을 미친다. 그러나 계층적 공존 네트워크에서 하위(underlay) 네트워크의 간섭은 아직 분석되지 않았으며, 에너지 효율에 대한 영향 또한 규명되지 않았다. 본 논문에서는 공존하는 상위(overlay) 네트워크로부터의 간섭이 존재하는 상황에서 하위 네트워크의 에너지 효율을 통계적으로 분석한다. 분석 결과를 바탕으로 하위 네트워크의 평균 에너지 효율에 대한 폐형(closed-form) 표현식을 도출하고, 평균 에너지 효율을 최대화하는 패킷 크기도 제안한다. 본 분석의 결과는 실제 결과와 일치하며, 하위 네트워크의 평균 에너지 효율과 그 최적 패킷 크기는 광범위한 시뮬레이션 없이도 본 분석을 통해 손쉽게 구할 수 있음을 확인한다. 시뮬레이션 결과는 본 통계적 분석의 타당성을 확인하였다. 시뮬레이션 결과는 본 분석이 하위 네트워크의 에너지 효율을 정확하고 해석적으로 결정할 수 있음을 보여주며, 제안된 패킷 크기는 최적 성능의 99% 이상을 달성할 수 있다. 또한 제안된 패킷 조정을 적응적으로 수행할 수 있는 가능성은, 시뮬레이션 입력으로 실제 overlay 패킷 추적(packet traces)을 사용하여 검증되었다.