设备直通通信(D2D,Device to Device)是蜂窝通信体系下一种重要的通信方式,具有链路距离短、通信质量高等特点。路由技术(简称D2D路由)是一套与D2D场景相适应的无线自组路由协议。虽然D2D通信具有链路距离短,通信质量高的特点,然而并非每种通信情形都适合采用直连的方式,选择空闲D2D节点作为中继,其数据传输速率将优于二者直接相连。D2D路由技术可利用空间D2D节点实现中继多跳通信。目前被广泛使用的各种路由协议,从AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector,按需路由协议),到 DSDV(Destination Sequence Distance Vector,目的节点序列距离矢量路由协议),再到DSR(Dynamic Source Routing,动态源路由协议),虽然它们各有特点,但并不十分适合D2D通信。其主要问题在于它们所计算的权重、参考量来源有限,往往无法准确反映无线链路质量,在某条链路中断时无法重建新路由,或者重建新路由会陷入回环状态。本文针对D2D多跳通信的特点,研究设计了一套专门的路由系统。主要工作和创新如下:第一,对D2D路由的整体协议框架进行了研究和设计,其中包括路由生成、路由维护与更新以及路由决策等多个方面。第二,设计了一种基于吞吐量的跨层路由权重算法。在TCP/IP的数据链路层对吞吐量的计算进行了设计与实现,通过跨层技术将计算值传递至路由主体,作为权重计算参考量,能够更精准的反映链路质量。第三,基于软件无线电通用处理器平台,对整个D2D路由系统进行了软件实现及测试。经测试,基于吞吐量的D2D跨层路由,能正确而快速对环境进行分析,真实反映链路的状况,通过优化的路由选择提高了多跳D2D通信性能。