近年来,一种无需基站转发信号的端到端的直通技术——D2D(Device to Device)技术受到了广泛的关注。有关组织已经将其作为备选方案用来提高LTE系统的整体性能,同时,它也是5G无线通信的关键技术之一,相比传统的蜂窝用户网络,它拥有更高的频谱利用率和低延迟,低功耗,高吞吐量等优势。D2D技术引入到LTE蜂窝网络中,通过复用蜂窝用户的传输频率提升了混合网络的总容量和频率利用率,但同时也带来了比较复杂的相互干扰问题。本文重点研究蜂窝用户和D2D用户所组成的混合网络中的容量问题。针对直通D2D通信系统,本文以混合网络的系统总容量最大化作为优化目标,利用拉格朗日凸优化方法提出了一种基于功率因子的D2D系统功率分配算法。相比传统平均功率分配算法,本文提出的算法能够对D2D系统中节点的发射功率进行合理分配,在降低对蜂窝链路干扰的同时,明显提高D2D和蜂窝用户组成的混合网络的系统总容量,提高了系统性能。针对引入中继节点的D2D通信系统,本文在降低对原有蜂窝链路干扰以及蜂窝用户对D2D中继链路的干扰控制的同时,以最大化混合网络中D2D中继链路的容量作为优化目标,提出了一种D2D通信系统中的中继选择算法和功率分配算法。该算法根据出源-中继-目的节点传输链路所能获得的信噪比受制于源-中继及中继-目的链路中接收信噪比较小者,选出可以使D2D链路吞吐量最大化的中继节点作为最优中继节点,并利用拉格朗日凸优化方法分配D2D链路上各发送节点的发送功率。仿真结果表明,相比传统算法,本文提出的中继选择算法和功率分配算法能够在降低蜂窝链路对D2D中继链路干扰的同时,显著提高D2D中继链路的容量。