随着无线智能设备的发展和接入蜂窝网设备数量爆炸式的增长,现有的移动通信系统经常会因同时应对大量的流量业务请求而造成流量阻塞。在这些大量的流量请求中,存在着一种多播流量,它是由多个设备请求相同的业务数据形成的。因为这些设备请求相同的流量,所以基站可以通过多播的方式将数据发送给它们。但是在传统多播操作中,没有正确收到数据的节点请求基站进行重发操作,从而增加基站的负担。随着移动通信技术的发展,在第五代移动通信系统的设想中引入了名为D2D(Device-to-Device)通信技术的概念。D2D通信技术允许在蜂窝网中的设备可以不经过基站的中继而直接通信,大大省去了基站因中继而造成的额外负担。这样,使用D2D通信技术来辅助基站进行多播操作,可以有效地降低基站的负载,增加网络吞吐量。本文针对多播节点位于小范围内的多播场景(称之为多播簇),设计了两种基于D2D的多播方案:1、设计基于分簇的能量高效D2D多播发送方案。该方案对多播组内的节点进行子簇划分,并优化各个子簇中转发节点的数据发送功率,从而最小化各节点能量的消耗。首先出一个启发式子簇划分算法,分配好所有未正确接收到数据包的节点的子簇归属。然后对转发节点最小化能量消耗问题进行建模,分析该问题的属性,证明该问题为一个凸优化问题,再基于凸优化理论设计了高效的功率分配算法。该算法显著降低转发节点的能耗。2、设计基于网络编码的高吞吐量D2D多播发送方案。网络编码技术可以有效地应对多播中的丢包问题,极大地减少包重发次数。所设计方案中,基站将要多播的数据包以组为单位来发送。关于每组数据包的多播,基站给节点们多播经过网络编码的数据包而不是原始数据包,节点转发的也是将已收到的包重新进行编码的数据包。该方案有效地降低了包重发次数,从而高了多播吞吐量。以上两种多播方案分别以能量效率和吞吐量为优化目标,可适用于蜂窝网中日益增长的不同类型的多播场景,从而高蜂窝网的性能。