设备直通(Device to Device, D2D)技术是一种在移动终端间建立直接通信链路来传输数据的新兴技术。D2D终端使用场景具有链路距离短,信道质量高的特点,可以提供高速率、低时延、低功耗的传输服务。在蜂窝LTE系统中引入D2D异构网络,可以通过复用蜂窝频谱资源,改善蜂窝边缘覆盖质量与本地化网络应用体验。论文围绕基于LTE网络的D2D技术展开,首先整体介绍了D2D与蜂窝混合网络架构,讨论了多种D2D复用蜂窝资源的方式,进而得出了使用非蜂窝网络中心控制方式组网、复用蜂窝上行资源的结论。之后分析了D2D网络无线资源分配方式,即以自组网的方式组织网络,采用统计时分复用方式来竞争使用无线资源。在这些基础之上,具体分析了D2D无线协议栈的设计,包括无线链路控制、无线资源控制、媒体接入控制等协议层,并具体介绍了所使用的物理层传输技术。后续部分论文围绕使用软件无线电技术实现D2D终端进行了设计。首先对协议栈结构进行分析,将协议的逻辑结构转化为利于工程实现的结构,划分为多个独立模块。然后讨论了一种基于消息驱动的协议栈实现方法,为通信系统的实时性提供了保证。针对系统各模块,本文先给出了详细的功能描述,再结合调度器内部所使用的各类具体消息,描述了模块之间的互动方式。实际应用表明,这种架构设计能有效承载高速数据业务传输,能够组建符合预期的D2D网络,同时还具有很好的扩展性。