随着移动业务的爆炸性增长,传统蜂窝网络面临着巨大挑战,如频谱资源稀缺、基站超负载工作以及通信链路拥挤等,极大限制了未来网络的发展。由此,允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的D2D(Device-to-Device)技术运用而生。作为下一代无线通信研究的关键技术之一,D2D通信在减轻蜂窝网络负担、提升能量效率、扩大通信范围以及提高传输速率等方面具有巨大优势。此外,手持移动通信设备的用户会自发形成相对稳定、具有一定复杂网络规律的移动社交网络模型。因此,本文将社交网络与D2D通信有机结合,考虑用户之间的网络拓扑,从社交网络的角度研究D2D通信技术。所完成的工作包括如下内容:(1)对比分析了D2D通信中几种关键技术的特点,总结D2D通信与传统蜂窝通信、传统近距离点对点通信相比存在的优劣势。同时,简要介绍了本文所用到的网络理论及其数学表达,并阐述社交网络的特点,为后文的理论研究奠定基础。(2)研究基于社交关系的D2D用户发现技术。作为D2D通信建立的第一步,其旨在有效发现潜在的邻居用户。现有的用户发现策略存在发现速度慢、不安全等局限性。针对此问题,本文研究了基于社交关系的按需用户发现策略。根据用户请求和缓存文件的分布特性以及基站反馈更新的用户社交关系来发现邻居用户集。此外,本文还考虑了用户在系统中的信誉来避免恶意、攻击节点的破坏行为。理论分析及仿真结果表明,该策略可以更有效地发现邻居用户,提升D2D链路建立的安全性。(3)研究基于社交网络的D2D文件共享机制。现有的D2D文件共享研究存在未充分考虑用户的社交状态、系统共享文件单一、忽略用户信任度等问题。针对此问题,本文分析蜂窝网协助下基于社交网络的文件共享机制。该机制根据用户的需求,将用户划分为若干临时小组,在组内充分考虑用户的社交状态、信任度以及用户节点间的效用函数来选取D2D通信或者蜂窝通信模式,目标文件优先选择D2D通信模式共享。此外,为了避免用户的自我干扰,D2D用户在同一时间仅能处理(接收或发送)一个请求,为了解决此问题,本文采用多轮循环策略。理论研究和仿真结果表明,选择社交网络中具有最大社交度的用户作为中央用户共享文件,可大大降低传输时延、减轻基站负载、优化蜂窝通信系统的整体性能。本文研究工作在解决无线资源日趋紧缺的瓶颈问题以及确保文件传输的安全性方面具有十分重要的理论意义和实用价值。