随着移动互联网的发展以及大数据、云计算和虚拟现实技术的出现,人们对数据的需求急剧增长,接入蜂窝网络的移动设备越来越多。然而,移动通信的无线频谱资源有限,如何为更多的设备提供速率更快、时延更低的通信服务是移动通信技术研究的重要问题。近年来,蜂窝网络中视频直播和位置感知等新业务不断出现,比如视频分享、游戏直播、近距离服务等。为此,3GPP在LTE Release 12引入了移动蜂窝网络设备与设备通信(device to device,D2D)通信。与此同时,建立在D2D通信基础上的多跳D2D通信也开始受到大量关注。中继选择问题是多跳通信研究的一个重要内容,在移动自组织网络、无线传感器网络、计算机网络中均有大量研究。但是移动蜂窝通信具有自身的特点,如移动用户受到基站控制、用户移动性多样和业务需求多变等。因此,针对移动蜂窝网络通信的特点,研究中继选择问题是多跳D2D通信研究中的一个重要内容。本硕士论文研究移动蜂窝网络中的多跳D2D通信中继选择算法。针对不同的网络场景,考虑用户移动性、用户活跃度和用户需求内容等因素,提出三种不同的多跳D2D通信中继选择算法,即移动性和活跃度感知的中继选择算法、内容和能量感知的中继选择算法和基于相同内容请求概率和活跃度的中继选择算法。首先,论文提出了一种移动性和活跃度感知的中继选择(Mobility and Activeness aware Relay Selection algorithm,MARS)算法。该算法针对蜂窝系统中存在大量的候选中继用户、不同候选用户具有不同移动性和不同通信活跃度的场景,在多跳D2D通信中继节点选择中,考虑用户移动性对多跳D2D通信的影响,并引入移动性贴现因子量化候选用户移动性对多跳D2D通信的影响。同时,考虑用户活跃度,计算候选中继用户给多跳D2D通信带来的有效信息传输速率,并选取使得多跳D2D通信有效信息传输速率最大的候选用户作为多跳D2D通信的中继节点。仿真结果表明,与传统的随机中继选择算法相比,MARS算法可以为系统带来更大的信息传输速率。通过与随机游走模型和高斯马尔科夫模型的对比,表明MARS算法更适用于当前速率与历史速率相关的移动性模型。然后,论文提出了一种内容和能量感知的中继选择(Content and Energy aware Relay Selection,CERS)算法。该算法针对大量用户同时请求相同内容的蜂窝网络场景,在多跳D2D通信中继选择中,同时考虑用户请求内容和用户设备剩余能量对于多跳D2D通信的影响,优先选择请求相同内容和具有较高能量的候选用户作为中继节点。仿真结果表明,CERS算法能够比最大信道增益中继选择算法带来更大的系统有效信息传输速率,并且在用户能量相关性更大的业务场景,比如传输体积很大的文件下,具有更大的优势。最后,论文提出了一种基于相同内容请求概率和活跃度的中继选择(Common Content Request Probability and Activeness based Relay Selection,PARS)算法。该算法对将大量用户同时请求相同内容的场景拓展为更一般场景的多跳D2D通信场景。在多跳D2D通信中继选择中,同时考虑相同内容请求概率和用户活跃度,计算候选用户给多跳D2D通信带来的平均有效信息传输速率,选取使得平均有效信息传输速率最大的候选用户作为多跳D2D通信的中继节点。仿真结果表明,与CERS算法相比,PARS算法能够为系统带来更大的信息传输速率和有效信息传输速率。