在当下移动信息时代,人们对高速数据业务的需求越发强烈。这一趋势促使未来通信系统不断向提升系统整体速率的方向演进。传统的集中式靠基站作为中心的组网方式在提升容量方面遇到了困难。随着未来本地化服务需求的不断增加,人们有必要抛开原有的组网方式,研发新型组网通信方式。由于利用蜂窝网络的终端直通通信(Device-to-Device Communication )具有显著提升系统容量的潜力而受到广泛的关注。另一方面,当代交通系统的发展已经逐渐成为人类社会赖以繁荣的根基。在过去的几十年间,技术革新不断地提升交通系统的性能和效率。车联网(V2X)通信作为未来智能交通系统的根基技术,收到越来越广泛的关注。具体研究内容有如下两方面:第一,研究基于拍卖理论的D2D资源分配算法。首先,分析当前研究单蜂窝用户与单D2D用户(1+1)复用常用的坐标轴方法和二分图匹配算法,说明该算法在面临单蜂窝用户与多D2D用户(1+K)复用场景时的局限。并说明需要寻求新的方法来解决此类1+K资源分配和功率控制问题。随后,引出博弈论算法和拍卖算法在D2D资源分配算法中的应用。在分析前人在此方向工作的不足之后,我们确定选择逆向组合迭代拍卖算法(reverse iterative combinatorial auction,R-ICA)作为我们的主要研究对象。随后,我们将优化问题表示为拍卖理论中私有价值(private valuation)、价格(price)、效用(utility)的表示方法,并设计算法实现步骤。最后,通过系统级仿真定量对比该算法与对比算法之间的差别,并说明我们的算法在低复杂度情况下能够取得更好的系统性能。第二,研究基于LTE的稀疏车联网资源分配方案。首先,分析当前文献在车联网资源分配的研究后我们发现,对复用LTE通信资源进行车联网通信方向的研究较少,并且没有考虑车辆密度对资源分配的影响。因此,该部分内容从这两方面着手,在城市道路复用LTE资源场景下,综合考虑车辆密度和车辆行驶速度等因素,提出一种普适性的资源分配方案。最后,我们通过系统级仿真验证该方案相比于传统的正交方案能够更好地提升系统谱效。第三,研究基于城市道路下车车多跳转发的拓扑变换通信方法。首先,针对上一个研究点提到的稀疏车联网进行扩展,针对快速移动的车联网场景下拓扑变换问题进行研究。我们提出一种基于车车多跳转发的拓扑变换通信方法,以保证在拓扑结构快速变换的情况下能够保障通信的连续性。最后总结全文工作,并展望未来可能的研究方向。