最近几年，随着移动多媒体通信技术的发展，移动通信技术对于数据传输速率的要求越来越高。但是，移动通信技术可以使用的频谱资源是十分有限的。此外，目前的移动通信技术对于频谱资源的利用并不是很充分。D2D通信技术可以提高通信系统的资源利用率和数据传输速率，并且，能够减小用户终端的发射功率。因此，研究D2D通信技术有着十分重要的意义。论文首先介绍了LTE系统，分析了LTE系统的基本结构和性能要求，并且介绍了LTE系统的关键技术。接着，论文介绍了在LTE系统中引入的D2D通信技术，建立了D2D通信系统的数据传输模型，分析了D2D通信技术的性能特点及会话建立过程，并且详细地介绍了D2D通信采用的关键技术：干扰控制技术和功率控制技术。论文重点研究了D2D通信的工作模式与模式选择。基于D2D通信技术使用的无线资源，论文分别研究了D2D通信的专用模式、共用模式、蜂窝模式。在分析了各种D2D通信模式的工作特点与系统性能后，论文提出了基于系统容量最大化的D2D通信模式选择算法。仿真结果分析表明依据D2D通信模式选择算法选择恰当的D2D通信模式可以有效地提升系统的容量性能。最后，论文研究了在D2D通信系统中引入中继技术之后的工作性能。并且，论文分析和比较了引入中继技术的D2D通信系统传输模型与不引入中继技术的D2D通信系统传输模型的系统容量性能。仿真结果分析表明当D2D通信系统的通信链路质量比较差时引入中继技术可以改善D2D通信系统的容量性能。