在高级长期演进(Long Term Evolution-Advanced,LTE-A)系统中,终端直通(Device-to-Device,D2D)技术作为一种短距离直接通信技术,在减小传输时延、降低传输能耗、卸载基站和核心网的负载等方面存在着巨大的潜力。同时,将D2D中继引入LTE-A系统中,不但可以改善小区边缘用户和无网络覆盖用户的服务质量,还能够通过降低中继辅助的D2D用户的发射功率来减小蜂窝通信和D2D通信之间的互干扰,即减小同频干扰。一方面,随着绿色无线电概念的提出,未来的移动通信系统在保证可靠传输的同时,还需要考虑能量消耗的代价。因此有必要从能量利用率角度出发,对中继辅助的D2D通信中的功率进行控制。另一方面,在多用户网络中,邻近的单天线D2D发送端通过协作中继就能够实现空间分集增益,但网络中的用户都具有“自私性”。因此有必要从公平性角度出发,对相互协作的D2D用户之间的资源进行管理。为解决以上两个问题,本文主要做了如下研究:第一.以绿色通信为目标,提出了一种基于能量效率的半/全双工中继辅助的D2D通信中的功率控制方法。首先分别建立了基于LTE-A网络的半/全双工中继辅助的D2D通信模型,并且允许一条中继辅助的D2D通信链路复用一条传统蜂窝通信链路的频谱资源。然后对同频干扰以及半/全双工中继辅助的D2D链路的能量效率进行了分析。进而,在满足蜂窝最小数据速率的要求下,通过最大化中继辅助的D2D链路的能量效率对D2D发送端和中继端的发射功率进行控制;并通过凸规划和非线性分式规划分别对半/全双工中继辅助的D2D链路的功率控制问题进行了求解。最后,通过仿真结果验证了所提功率控制方法可以有效地提高D2D中继通信对能量的利用率,符合绿色通信的要求。第二.从无线蜂窝用户的“自私性”出发,提出了一种D2D用户之间比例公平的资源分配和中继选择方法。首先建立了一个D2D通信网络模型,其中D2D发送端用户既是某条D2D链路的信源又可以作为其他D2D链路的协作中继,并且规定只有D2D用户能够从协作中受益时,才会进行协作通信。进而基于纳什议价解提出了一种多中继协作场景下相互合作的D2D用户之间比例公平的资源分配方案;并分别求解了单/双中继协作场景下资源分配的闭式解。然后针对网络中存在多个D2D通信对的情形,提出了对应的单/双中继选择方案,以保证具有中继选择优先权的D2D用户能够始终选择最优的一个或者两个中继进行协作传输。最后,通过仿真验证了相互合作的用户之间资源分配的比例公平性,以及中继选择方案的有效性。