随着智能终端的普及,人们对移动数据传输的需求呈现多元化、高增速的特点。为应对多连接、高速率的未来移动数据网络发展趋势,新的无线通信技术不断涌现。其中,终端直通(Device-to-Device,D2D)通信,作为5G(5th Generation Mobile Networks)通信标准的关键技术之一,为解决频谱资源稀缺、基站负荷高、蜂窝网络拥塞等问题提供了一种极具潜力的解决途径。它能在实现高速率、低功耗传输的同时,提高频谱的使用率,分流移动数据,扩展网络容量,因此受到国内外研究者的普遍关注。不同于传统通信技术,积极的用户参与通常是D2D通信得以有效应用与支持诸如蜂窝网等移动数据网络的关键。由于其近距通信的技术特征(例如10～200米的通信范围),为保证D2D通信的便利性与可盈利性,在一定空间内就需要有足够数量的数据收发用户,以及两者间的稳定配对。因此,最近有关D2D通信中用户参与的研究受到了广泛关注并取得了巨大进展,但仍有许多不足之处。其中用户私利性、网络复杂性、性能不确定性等因素对D2D通信的影响尚有待进一步探究。例如,有关数据分流激励机制设计的研究较少考虑信息不对称的影响,用户配对方面的研究多局限于经典的一对一模式,服务定价的研究主要基于确定的通信性能和完全理性假设等。本文针对这些研究不足,从D2D通信的数据分发激励,用户配对和数据下载定价三个方面展开研究,主要工作和贡献点概括如下:1.概述了D2D通信背景、常见结构、应用、用户选择与盈利问题等。2.研究蜂窝网中基于D2D组播数据分发的激励机制设计。首先对D2D组播场景中的用户与运营商进行建模,进而通过参考契约理论,划分用户类型,设计合同形式的组合激励,克服用户与运营商间的信息不对称。根据所设计激励机制,分别给出了完全与不完全信息情况下,运营商收益最大化问题的最优解求解途径,以及不同复杂度的最优算法与快速次优算法,并讨论了其实际应用。3.研究D2D通信中的数据共享用户配对问题。首先对时分D2D通信进行建模,刻画用户通信需求,进而以最大化数据分流量为目标,围绕收发用户配对,构建D2D通信会话开始前的网络调度优化问题,并将之分解为功率控制、信道分配与用户配对子问题,提出基于干扰估计的信道分配算法与集中式用户分配算法。为保证配对结果的稳定性,参考匹配理论,设计分布式的多对多用户配对机制,并理论证明其结果稳定。4.研究D2D通信中的数据下载服务定价问题。首先对频谱复用情况下QoS(Quality of Service)不确定的D2D通信进行建模,进而根据前景理论,构建含非理性因素的用户期望QoE(Quality of Experience)函数与决策模型。然后,设计QoS保证的D2D通信服务模式,并以最大化运营商收益为目标,给出最优QoS保证水平与价格的求解途径及相应算法。基于理论分析,讨论了该服务的实际应用并提出改进算法。最后对全文进行了总结,并展望进一步的研究工作。