随着移动互联网时代的到来，人们不断期待更高速率更多样的移动数据业务出现，然而，持续增长的业务需求与有限的无线资源之间的矛盾也愈发突出，无线频谱紧张的问题日益严峻，如何科学合理地利用无线资源是下一代移动通信的研究重点。终端直通（D2D）技术正是在这样的背景下应运而生，D2D通信系统与蜂窝通信系统相结合，构成混合网络，不仅可以有效提高资源利用率，更可以带来更多、更精彩、更便捷的服务。论文的研究对象就是基于LTE-Advanced蜂窝网络的D2D通信系统，重点研究了D2D通信系统中的无线资源分配。论文首先介绍了移动通信技术的发展历程，以及相关背景知识，包括LTE-Advanced系统的相关介绍和无线资源分配的理论基础。然后对基于LTE-Advanced蜂窝网络的D2D通信系统的架构，以及终端探测、D2D会话建立、干扰处理等关键技术进行了研究，并对系统间的干扰问题进行了仿真分析。论文提出了两种无线资源分配方法：D2D通信中基于贪婪算法和串行干扰消除的无线资源分配方法，以及D2D中继通信中基于遗传算法的无线资源分配方法。这两种方法都是基于单个小区的干扰场景，不同的是，前者适用于D2D直连通信，允许一个蜂窝用户和多对D2D用户共存于一个子带宽中，以最大化小区内总吞吐量为无线资源分配的目标；而后者针对基于移动中继的D2D通信，在保证蜂窝通信正常进行的前提下，以最大化D2D用户的资源分配成功率为无线资源分配的目标。仿真结果表明这两种资源分配方法都可以获得满意的性能。最后，论文对所提出的两种资源分配方法进行了基于功率控制的性能优化，主要是从D2D通信系统的角度来进行。仿真结果表明通过在D2D通信过程中根据链路质量、接收SINR水平动态地对D2D用户发送功率进行控制调节，以将D2D通信接收到的SINR限制在一定范围内，可以达到节约能源消耗，减小D2D通信对蜂窝通信干扰的目的。