随着无线通信本地业务的日益增长,蜂窝网络承载压力越来越大。3GPP拟通过将终端直通(D2D)技术引入蜂窝网络,使临近终端能够直接交换数据,分流本地通信流量,提升网络容量与资源利用率,并支持公共安全环境中的应急通信。但D2D技术的引入,将使网络整体干扰与调度问题变得更加复杂。其共存方式与无线资源管理方案(RRM)的设计对于二者的有效融合至关重要。在此背景下,本文提出了一套完整的异构网D2D无线资源管理方案,对LTE/D2D网络中的干扰感知与协调、功率控制、资源分配、链路自适应机制及数据通信流程进行了详细设计,并基于相关硬件平台进行了开发与实测验证。主要工作及创新点如下：第一,在对共存网络不同资源复用方案、D2D控制方式及干扰问题的详细分析对比后,提出了异构网络中基于少量蜂窝网络辅助、自主感知的分布式D2D无线资源管理框架,兼顾有/无蜂窝网络环境下的D2D RRM功能完备性。第二,研究设计了分布式D2D RRM干扰认知与干扰协调方案。其中针对蜂窝对D2D通信(C2D)干扰,提出了基于干扰测量并主动避让的干扰避免机制；针对D2D对蜂窝通信(D2C)干扰,提出了基于最高蜂窝业务损失率设定的干扰跟踪机制；针对D2D内部干扰,提出了基于D2D公共控制信道的同步时隙冲突避免SSCA方案,并基于此设计了适应LTE网络的D2D数据通信流程。第三,提出了基于认知协调的D2D混合资源利用方案。其中针对链路自适应,设计了适用于D2D的混合自动重传请求和自动调制编码开闭环联合控制方案；针对正交(Overlay)与重用(Underlay)混合资源选择,提出了一种基于分段预估信干噪比最大化D2D吞吐的资源选择方案,在保证蜂窝用户性能的前提下,能够同时复用多蜂窝用户资源。第四,针对上述方案,开发实现了LTE D2D自制终端,在不改变现有基站的条件下,成功与LTE商用终端异构组网并进行了实际验证。实测结果表明,本文提出的分布式D2D RRM方案能够按照设定的蜂窝业务损失门限对D2D引入的干扰进行有效控制；能够发现蜂窝网络中存在的频谱空洞并进行高效利用,提供对高速业务承载的支持；满足资源重用条件时,蜂窝与D2D共用资源,实现较单一网络频谱效率的大幅提升。并能通过扩展,支持有/无蜂窝网络环境的无缝切换、D2D中继等功能。