随着信息技术、通信技术的高速发展,道路行驶车辆在以移动数据互通为基础的车联网环境下,实现车辆与车辆之间、车辆与路边基础设施之间、车辆与各类服务器之间便捷、准确的信息交换,成为保障行车安全,提升交通效率以及提供通信娱乐等服务的基础条件。其中,以最能反映车辆移动特性的车间通信为代表,与其相关的性能与技术的研究也受到越来越多的重视。作为车辆间通信的主要技术之一,设备到设备（Device-to-Device,D2D）通信将不经由基站可直接进行终端数据交换的特性引入到车联网的车辆数据交互过程中,通过车辆之间数据的直接传输来降低网络中基站的负载,减小通信时延,在保证通信质量的同时,提升车联网的整体性能。针对车联网场景下的车辆移动特性和通信需求,本文在通过基站进行通信协调的前提下,以对道路行驶车辆进行分簇为辅助,结合专用D2D信道资源（如子载波）对车辆信道资源分配、数据传输模式进行优化,同时解决资源复用所带来的干扰问题。本文主要工作如下:1)单基站覆盖场景下基于限定正交频分资源复用的簇内D2D信道资源分配及数据重传机制研究针对现有的D2D信道资源分配主要集中在与蜂窝用户的信道资源复用,且缺少适用于车联网环境的D2D信道资源分配机制及数据传输策略,造成网络性能受限的问题,设计了一种面向单基站覆盖场景下基于限定正交频分资源的分簇内D2D专用资源分配以及对不同数据的多播重传机制。该机制首先将覆盖范围内车辆按照已有的分簇方法完成相应的分簇作为前提,为簇内各个车辆分配唯一的D2D专用信道资源来避免蜂窝用户及簇内各个车辆之间的干扰。然后综合考虑分簇内车辆的动态变化情况,构建以簇内平均网络频谱利用率与重传发射功率之比最大化为目标的混合优化问题,来解决簇内存在无法正确接收数据车辆的重传问题,并进一步采用中继协作方法优化重传结果。通过仿真验证,就优化目标簇内平均网络频谱利用率与重传发射功率之比而言,该机制相比于固定一个重传节点以及不采用中继协作传输的方法结果分别提高了59.4%和30.7%。2)单基站覆盖场景下基于限定正交频分资源复用的簇内D2D信道资源分配机制及簇间干扰管理研究针对现有的车联网场景中D2D通信缺少单传输天线条件下的干扰管理,且未将协作通信作为一种有效的无线网络通信可靠性改进方案,在车辆多跳通信中加以重视等问题,设计了一种面向单基站覆盖场景,同时考虑簇内与簇间的D2D专用资源分配以及对可能存在的簇间干扰进行管理的机制。该机制首先提出了一种基于D2D的通信架构分簇算法来分配簇内资源。然后分析车联网场景中的数据传输服务,综合考虑簇内资源优化利用的协作通信,各个车辆均只配备一根通信天线时的干扰管理等因素,构建整个网络频谱效率最大化为目标的整型优化问题,并设计相关求解算法。通过仿真验证,在速度随机分布且车辆密度不同的条件下,该机制相比于不采用协作通信和干扰管理以及只采用协作通信的方法,网络吞吐增益平均可提升20%以上,最大改进增益可达75.9%。3)多基站协同覆盖场景下基于正交频分资源复用的D2D信道资源分配机制及干扰管理研究面对日益增长的交通行驶范围与车辆通信业务,单一的基站已无法满足交通场景中存在多路口区域的通信完全覆盖。不仅如此,当任意基站覆盖下的分簇内车辆数量不受限制时,簇内与簇间车辆将同时复用D2D信道资源,此时将会造成更加复杂的干扰情况。此时,若不进行相应的处理,大量未能直接传输的数据都将经由基站进行转发,这无疑将使网络负载剧增。为此,本文设计了一种在多基站混合配置的场景下,通过干扰对齐的方式同时进行簇内与簇间干扰管理的机制。此时,根据不同交通区域的通信负载情况考虑合理的基站放置,在满足通信负载需求的同时,降低部署开销。通过仿真验证,结合干扰对齐,采用D2D直传的方式将有效降低网络负载;特别地,在与全网络数据均经由基站进行转发作为基准相比较时,基站负载下降效果更为显著。