随着移动通信的不断发展,智能终端的广泛应用,虽然为人们的生活带来相当大的便利,但是随着庞大的移动终端用户的加入,也给移动通信网络带来前所未有的压力。为了保障所有用户都能够享受到良好的通信质量,高速的数据服务,优质的多媒体体验,许多技术就此诞生,其中之一就是Device-to-Device(D2D)通信技术。D2D通信实现了端到端的短距离直接通信,减轻了基站的负荷,减小了通信时延,提高了频谱利用率和系统吞吐量。本文中,详细阐述了D2D通信中的联合模式选择、资源分配以及功率控制问题。本文研究目标是在确保D2D对和蜂窝终端的SINR下将系统吞吐量最大化。这个最佳化问题可以采取两种技术手段解决,一是功率控制,二是联合模式选择和信道资源安排。由于第二种技术手段对应的问题相对繁琐,虽然可以用Branch-and-Bound方法解决,但是算法复杂度过高,因此,本文提出根据网络负载情况进行的资源分配算法研究,降低了算法的复杂度。本文中,首先将D2D通信模式分为三种模式:蜂窝模式、专用模式和复用模式。接下来进行问题规划,将系统吞吐量最大化的问题建模为非线性约束优化模型。再根据蜂窝网络中负载大小来划分,分为较低负荷、中等负荷和超重负荷三种情况,并分别针对这三种情况提出相应的三种资源分配算法,使系统吞吐量达到最大值。仿真结果证明,本文提出的算法与目前研究D2D通信领域的资源分配算法相比,具有较高的竞争力,并且获得了相应的跳跃增益、邻近增益和复用增益。