IoT(Internet of things,物联网)技术的迅速发展为人类生活带来便利的同时也对未来5G(the 5th Generation,第五代)移动通信技术的发展提出了要求。D2D(Device-to-Device,设备到设备)技术作为5G标准的一部分,已经在提高通信系统数据速率和频谱效率、降低传输时延等方面取得了突破性进展。与此同时,NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access,非正交多址接入)技术作为5G研究热点之一,在搭建大量连接和高频谱效率的IoT网络系统架构方面有着巨大潜力。物联网节点的使用寿命受到自身电池的限制,因此对于物联网节点发射能量不足的情况,本文提出针对MC-NOMA和D2D混合系统的频谱功率交换技术来实现信息传输。D2D设备卸载流量至蜂窝网络,使D2D接收机直接与BS(Base Station,基站)进行通信。BS能够使用部分原本分配给D2D用户的频谱,从而减少服务于蜂窝用户的功率,并使用多余的功率来服务D2D用户。本文的目标是通过对带宽和功率进行联合优化以最大化D2D传输吞吐量,同时保证MCNOMA蜂窝用户的QoS(Quality of Service,服务质量)需求。目标函数的凹性质让我们能够描述带宽和功率联合分配的最优解结构,并基于单调优化方法推导出最优资源分配的迭代算法。除此之外,本文还提出了一种基于DC(Difference of Convex Functions,凸函数之差)规划的具有较低计算复杂度的次优资源分配算法,获得了优化问题的局部最优解。仿真结果验证了本文的理论研究结果,以及所提出的带宽和功率联合优化算法的有效性。