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基于蜂窝网络的D2D通信,是指临近用户无需基站中继而直接通信的新型通信技术。D2D通信具有可以提高频谱利用率,提升系统吞吐量,减少通信时延等优势。当D2D链路数远大于蜂窝链路数时,多个D2D链路可复用同一资源以进一步提高频谱利用率,但该方式将带来更复杂的干扰。为解决该问题,本文基于图论提出三种多对一的资源复用方式,为D2D和蜂窝用户进行配对,提高网络整体性能。第一种为基于图着色理论的均匀分簇资源分配方案。该方案根据D2D链路间的干扰关系构建干扰拓扑图,利用图着色理论对D2D链路均匀分簇,保证同一簇中的所有D2D链路干扰可容忍。然后对上述簇在不同的资源上进行重构,保证所有用户的QoS。最后为重构簇选择合适的蜂窝资源。经过仿真分析,该方案能够有效提高D2D用户的接入率,提升系统吞吐量。第二种为改进型的图着色分簇资源分配方案。与第一种方案不同,该方案在分簇时不需要限制簇中的D2D链路数,只要保证D2D用户受到的累积干扰在可容忍范围内。初次资源分配完成后,对未分配到资源的D2D链路与其他已分配到资源的重构簇进行配对。最后,再次利用图着色理论对未配对成功的D2D链路分簇,且分配资源。仿真结果显示,和第一种方案相比,该方案可进一步提高D2D用户的接入率。第三种为D2D簇优先调度的资源分配方案,该方案优先调度D2D用户。先利用图论为D2D用户分簇且分配资源。在已知D2D链路的资源占用情况后,再为蜂窝用户分配资源。仿真结果显示,与蜂窝用户优先调度的方案相比,该方案更能提高蜂窝系统的吞吐量。