随着无线通信技术的发展,移动设备的迅猛增加使得频谱资源日益紧张。与传统的蜂窝网络通信技术相比,D2D通信技术除了可以提高频谱资源利用率,节省带宽和功耗,还可以减少传输延迟,提高系统吞吐量,在保证通信质量的同时大大降低基站的通信压力,引起了学术界的广泛关注。本文利用随机几何知识,构建了自组织D2D和蜂窝D2D通信模型,分别研究了两种模型下的部分性能。主要工作如下:(一)在自组织D2D通信系统模型中,本文讨论了 Rayleigh信道下典型D2D通信对的信道容量高阶统计(High Order Statistical,HOS)特性。首先,由于高阶统计在计算上的复杂性,现有的研究都没有考虑干扰设备的影响,本文利用泊松点过程对干扰D2D用户进行建模,且假设所有D2D用户配备多个发射和接收天线。其次,本文提出了一种新的计算方法,推导出了信道容量HOS的双积分表达形式。此外,利用该表达式,本文进一步推导得出D2D用户以最大比合并、迫零和发射天线选择三种不同接收方式下的信道容量HOS表达式。最后,通过分析测试链路发射信号与噪声功率比ρ及路径衰落指数β分别对色散量AoD、衰落图FF、偏度S和峰度K的影响,比较三种方式下的信道质量和稳定性。仿真结果表明,发射天线选择方案的信道质量和稳定性最好。为多干扰自组织D2D通信系统在Rayleigh衰落环境下研究信道色散量,实现可靠传输,进而研究频谱聚合技术提供参考。(二)在蜂窝D2D通信系统模型中,本文分析了单个六边形小区中D2D与蜂窝用户共享频谱时上行链路的中断概率。首先,在独立同分布的Rayleigh衰落信道下,利用随机几何知识分别对D2D和蜂窝用户建模,D2D与蜂窝用户采用链路增益模式选择和全通道反转功率控制方案。其次,利用一般泊松散粒噪声过程的拉普拉斯变换,分别推导出了基站和D2D接收端的中断概率表达式。最后,分析了 D2D用户的天线数、最大传输功率Pu和信道反转接收功率σ对于D2D用户中断概率的影响。仿真结果表明:增加D2D用户的天线数量,增大最大传输功率,减小信道反转接收功率,可以有效减小中断概率。