作为5G的关键技术之一,终端到终端(Device-to-Device,D2D)通信是一种不经过基站转发而直接进行数据通信的短距离通信技术,在扩展蜂窝通信、应急通信、物联网等方面具有广泛应用前景。但在蜂窝网络中引入D2D通信,复用蜂窝用户信道会造成严重干扰,导致系统性能下降,影响用户端设备电池使用寿命。因此,如何在复用信道的同时减少干扰、降低能耗,成为现阶段研究的关键问题之一。论文针对蜂窝和D2D混合网络,研究联合功率控制和信道分配抑制干扰、提升系统能效的方法。主要内容如下:(1)构建混合网络干扰模型,分析一对一、多对一复用场景中的干扰原理以及不同因素对系统性能的影响,研究抑制干扰提升能效的方法,并对现有功率控制算法和信道分配算法进行了对比分析。(2)针对在一对一复用场景下蜂窝用户(Cellular User)与D2D用户间存在干扰导致能效降低的问题,将资源分配问题划分为功率控制和信道分配两个子问题,提出基于Lambert W函数的功率分配算法和基于Gale-Shapley方法的信道匹配算法。首先,以最大化单个D2D用户能效为目标,在满足蜂窝用户最低信干噪比条件下,利用Lambert W函数推导出功率分配闭合表达式。然后,利用得到的功率分配结果,以最大化蜂窝用户信干噪比和D2D用户能效为目标,基于Gale-Shapley婚姻匹配方法提出最大化能量效率的信道匹配算法,得到最优资源分配方案。仿真结果表明,论文所提算法不仅能够保证蜂窝用户速率,而且能够提升系统能效和D2D用户性能。(3)针对引入多个D2D用户复用同一个蜂窝用户信道资源导致系统性能恶化的问题,考虑蜂窝用户信干噪比要求,联合功率控制和信道分配,提出一种基于迭代组合拍卖的资源分配算法。该算法以最大化系统能量效率为目标,把问题求解过程描述为迭代组合拍卖模型,将复用同一信道的D2D用户作为资源包,基站作为拍卖者,蜂窝用户作为竞拍者。在满足蜂窝用户最低性能要求下,首先利用调整功率步进的方式获得D2D用户最佳功率分配值,并计算资源包报价。然后,拍卖者将资源包分配给报价最高的竞拍者,通过迭代获得最优资源分配方案。仿真表明,论文所提算法保证了蜂窝用户和D2D用户的传输速率,有效地提升系统整体能效和传输速率。