随着移动互联业务的不断发展,终端对电池电量的需求越来越大,使得移动终端能量消耗问题日益严重,在设备直连技术(Device-to-Device,D2D)中尤为突出。同时移动终端较短的电池寿命严重制约了用户的服务体验,使得如何提高系统的能量效率显得极为重要,因此本文主要研究了增强版长期演进(Long Term Evolution Advanced,LTE-A)系统下设备直连通信技术的能效,在满足所有用户服务质量条件下,通过适当的资源分配策略和功率控制策略,来提升D2D通信的能效。在一个D2D对(D2D Pair,DP)复用多个蜂窝用户(Cell User,CU)的上行链路资源,且一个CU的上行链路资源至多能被一个DP所复用的场景下,本文主要考虑DP如何复用CU的资源,以及在资源分配后如何进行功率控制来实现DP能效的优化。本文首先将该模式下的能效优化问题,转化为两个子问题:资源分配和功率控制问题,并进行分段解决。通过基于粒子群优化的资源分配策略,使得系统中的上行链路资源得到有效的利用,在设计适应度函数时,本文综合考虑DP的服务质量和系统的总能效,设计了基于信道增益和DP服务质量的适应度函数,同时设计了自适应扰动的惯性权重调节策略。之后,在资源分配的基础上,进行了适当的功率控制,以D2D系统的总能效作为优化目标,采用Dinkelbach算法求解最优的功率分配。合理地提升了D2D系统的总能效,实现了一个DP能复用多个CU上行链路资源。最后仿真结果与分析验证了本文所提策略的可行性,并对不断变化的通信环境具有较强的适应性,策略在提高38%左右系统能效的同时,更多DP能接入到网络中,功率得到降低,DP的总吞吐量得到了有效的提高。在多个DP能复用一个CU上行链路资源场景下的D2D通信能效研究中,针对系统中复杂的干扰问题,本文提出一种基于改进自适应差分进化(Improved adaptive differential evolution,IADE)算法的联合资源分配和功率控制策略。在IADE算法中,将构造的资源分配矩阵和功率控制矩阵合并作为一个个体基因,把蜂窝用户的服务质量约束条件当作一个优化目标,从而将能效优化问题转化为有两个目标函数的多目标优化问题,并且将DP服务质量的约束条件用来修正个体。为了提高算法的搜索能力和收敛速度,利用个体适应度值的差别指导缩放因子的更新,同时采用非线性动态策略增加交叉概率,当个体都为不可行解时采用基于个体片段的选择策略,使较优的片段进入下一代个体中,合理地提升了DP的总能效并实现了DP和CU资源的多对多复用。仿真结果表明提出的IADE算法不仅能效显著提升了近75%,接入率也随之提高。