近年来,构建低能量损耗的绿色网络成为研究热点之一,设备直通技术(Device-to-device,D2D)可以降低设备发射功率,从而降低能量损耗。在传统蜂窝网中融入D2D通信技术,D2D用户可以选择多种模式,选择中继模式(relay模式)可以降低蜂窝用户的发射功率,复用模式(underlay模式)可以提高系统的频谱利用率,专用模式(overlay模式)可以降低设备的发射功率进而延长设备电池寿命。在选择不同传输模式时,动态调整所选模式不但可以适应信道时变的特性,从长期看还可以获得谱效能效的提升,实现绿色网络的构建。D2D用户每种模式的传输时长和发射功率会影响设备电池寿命,进而影响到能量效率。因此D2D用户在动态选择传输模式时,需要考虑用户设备电池寿命受限的问题。而且在制定动态模式选择准则时,需要考虑信道的时变性问题。另外蜂窝D2D混合网中引入协作技术时,需要考虑协作模式的时间分配和功率分配问题。针对上述问题,本文在研究D2D协作通信场景中,D2D用户先以relay模式协助蜂窝用户传输,再以overlay模式传输自身数据,同时考虑D2D用户剩余电池寿命较低且自身有数据传输的情况,设计一种基于有约束的粒子群算法分配用户在relay模式和overlay模式的平均传输时间以及用户发射功率,实现用户电池寿命最大化。进一步,在D2D协作技术基础上,针对D2D用户可以动态选择多种通信模式,提出依据蜂窝用户通信状态的动态模式选择准则。考虑到D2D用户工作在不同模式的平均传输时间会影响设备电池寿命,以最大化用户设备电池寿命为目标,设计一种基于线性规划-牛顿迭代算法对三种模式的发射功率和平均传输时间进行分配。仿真结果表明,本文所设计的资源分配算法在满足D2D用户和蜂窝用户的速率需求下,可以延长用户设备的电池寿命,进而提升能效。