随着无线通信技术的快速发展,人们对于通信系统的传输速率、系统容量以及频谱利用率等方面的要求变得越来越高。为了改善频谱资源日益紧张的现状,终端直通技术(Device-to-Device,D2D)作为一种短距离直接通信技术应运而生。D2D通信就是当两个终端距离较近时,可以在基站的控制下直接进行数据传输,而不需要经过基站中继转发。在网络负载较高的情况下,D2D通信可以复用蜂窝系统的频谱资源,提高频谱利用率。但频谱复用会产生同频干扰,如何通过合理的资源分配算法降低D2D用户和蜂窝用户之间的干扰,变得至关重要。通常情况下,基站可以通过信道分配、功率控制和模式选择等方式来分配资源。在分析了国内外对于D2D通信的研究后,本文进一步对资源分配算法进行研究,具体工作和研究成果如下:首先,现有的算法都是假定D2D用户在各个信道上的功率相同,没有考虑信道质量的差异。针对以上不足,提出了一种集中式资源分配的最优算法。该算法以最大化D2D用户总容量为目标建立凸优化函数,控制蜂窝用户和D2D用户的发射功率。通过拉格朗日乘子法求解最优功率,并把信道分配给具有最大容量的D2D用户。仿真结果表明,该算法能显著增大D2D用户总容量,提升系统的整体性能,但计算复杂度较高。其次,为了降低算法复杂度,便于在实际场景下应用,提出了一种分布式资源分配的次优算法。该算法在两个阶段分别进行信道分配和功率控制,先选出D2D用户的复用信道集合,然后在信道分配完成的基础上,优化蜂窝用户和D2D用户的发射功率,最大化D2D用户总容量。仿真结果表明,该算法能有效降低算法复杂度,性能较为接近最优算法。最后,考虑到实际场景下还存在用户分布不均匀的情况,为了提高系统公平性,提出了一种基于公平性改进的次优算法。该算法重点改进了信道分配方案,定义了复用参数和复用参数门限值,限制每个D2D用户复用的信道数量。仿真结果表明,该算法在用户分布不均匀的场景下显著提高了系统公平性,且性能也较为接近最优算法。