随着移动无线网络技术的蓬勃发展、移动用户的爆发式增长,如何有效承载海量移动数据及不断增长的业务需求已成为移动通信面临的主要问题。为了解决该问题,第三代移动通信伙伴计划(The 3rd Generation Partner Project,3GPP)提出可以在用户间通过终端直接通信技术(Device-to-Device,D2D)的方式直接转发数据,以避免在长期演进系统(Long Term Evolution,LTE)中用户数据经过基础设施的中转传输,从而能有效缓解基础设施的负载压力、提高网络吞吐量及降低通信时延。然而,用户的协作状态及其协作意愿会影响D2D通信为数据转发带来的增益。首先,本文介绍了D2D通信的基本概念、优点和典型应用场景,并对当前的研究热点进行了简要描述,重点分析了不同场景下的D2D数据转发策略,并对现有策略的特点进行了归纳总结。其次,本文提出一种协作状态感知的边缘协作D2D数据转发策略。针对边缘网络中海量传感器数据的承载压力,利用用户携带智能终端的协作可以将数据高效地转发到基础设施。通过传感器簇头与用户的相遇历史以评估两者之间的D2D连接状态,并根据用户对转发数据的兴趣度感知用户的主观协作意愿,同时考虑到用户资源状态的影响,以综合感知用户的协作状态,从而选择具有最佳协作状态的中继用户。此外,提出基于讨价还价博弈的激励机制,以进一步激励中继用户的客观协作意愿。数值结果表明,本文所提策略能有效提高转发成功率及转发吞吐量。再次,本文在高速公路场景中提出一种双向多车辆协作D2D数据转发策略,以从两个移动方向选择协作车辆,通过存储携带转发的方式协助车辆下载数据。在同向协作中,提出基于可接近度量的集群机制,以感知车辆协作状态形成稳定的同向协作车辆集群,并采用基于隐藏终端避免的D2D数据转发,以保证集群内数据的有效转发。在反向协作中,采用基于反向多车辆联合选择算法的D2D数据转发,以最大化反向数据转发量。此外,提出基于信用的可靠激励机制以增强车辆用户的协作意愿。数值结果表明,所提策略能显著降低传输中断率、提高转发吞吐量。最后,对本文的研究工作进行了总结,并展望了未来的研究工作。