移动通信从第一代只能满足基础的语音服务到第四代可以支持高速数据传输经历了飞跃式的变革。而随着物联网行业的发展,第四代移动通信逐渐无法满足各行各业对通信网络的需求。在此迫切时刻,第五代移动通信网络（Fifthgeneration,5G）被业界和学术界提上日程。相较于传统的近似六边形同构蜂窝网络架构,5G将使用不规则的异构网络（Heterogeneous Network,HetNet）架构。HetNet技术有着灵活、高容量、低成本等传统蜂窝网络不具备的优点。但HetNet的实施,会有众多阻碍因素,其中之一就是多层小区的重叠部署产生的干扰问题。同时端到端（Device to Device,D2D）设备也是HetNet中不可或缺的角色,而D2D终端一般是能量受限的,因此,D2D网络的获能方案也是在5G资源配置中需要解决的一个重要问题。首先,文章基于上述现象,构造出一种由多用户宏小区,单用户毫微微小区和D2D网络构成的新颖3层HetNet模型。网络中各元素服从独立泊松点过程,根据宏小区划分因子将宏小区用户划分成中心用户和边缘用户。结合部分频率复用技术,将频带作相应地划分。其中宏小区中心用户和小小区用户共享一个子频带,宏小区边缘用户和D2D网络共享另一个频带。通过对网络中各元素进行上行链路的信号覆盖数学推导和仿真,验证了所推公式的准确性,直观地体现了因为有效地考虑了服务BS和第一个强干扰宏基站（Base Station,BS）的随机距离,本文所提用户分类方案的先进性。其次,考虑到D2D用户与宏小区边缘用户共享子信道集时,对D2D终端的能量收集方案做了一般性的推广研究。该方案基于反信道功率控制技术,让能量受限的D2D发射端从蜂窝网下行链路的射频干扰中采集能量,在蜂窝网上行链路时建立D2D链路。D2D链路的成功建立需要满足接收机在发射机的一定范围内且D2D发射机在蜂窝网上行链路传输阶段中采集到足够的能量。通过对D2D发射机采集足够能量的概率推导及仿真证实了所提D2D节能获能方案的可行性。最后,考虑到当HetNet中不存在D2D终端时,上述信道分配方案产生资源浪费的可能。在同样的宏小区用户划分方法下,结合软频率复用（Soft Frequency Reuse,SFR）技术进行频谱动态分配。该方案中,一般情况下宏小区中心用户和小小区用户共享低功率发射的子频段,BS发送的另一高功率子频段由宏小区边缘用户独享。在中心频段的信道集满载时,部分宏小区用户接入边缘频段信道集。通过数学推导和仿真,发现使用了 SFR技术的HetNet在同等情况下,实现更优的频谱资源配置。