随着移动网络和设备的不断发展,人们越来越习惯于使用移动设备来满足文件共享、下载、通信等需求,这对移动网络的性能和带宽提出了更高的要求。然而,无线频谱资源的不可再生性及其较低的利用率一直是无线通信网络发展的瓶颈。另外,大数据量的本地业务的兴起会对频谱资源造成更大的消耗,这也要求未来网络具备相应的技术来更好地支持这种局部通信形式。目前,IMT-A正在积极地征集各种可行的方法来解决未来网络中用户需求和网络供给极不匹配的问题。蜂窝网络下直连通信技术是一种高效利用频谱资源的技术,它能够很好地支持未来网络中大数据量的本地业务。直连通信技术已经在有线网络中取得巨大成功,如文件共享领域。如果将其引入蜂窝网络,相距很近的直连通信用户可以采用很低的发射功率进行通信,在产生较小的局部干扰的条件下大幅度地提升系统的频带资源利用率。从另一个角度来说,直连通信技术很好地利用了本地业务通信双方距离较近的特点而采用局部发射的方案,不需要通过基站进行转接,所以直连通信技术从根本上来说适合未来网络中的本地业务。这是空间重用率的一种体现。在蜂窝用户与直连通信用户混合的网络中,如何实现系统中两类用户较好地融合是一个挑战。本文的研究点包括蜂窝网络下直连通信用户的连接建立方法、性能影响因素、干扰协调及性能优化方案等。其中性能优化方案包括直连通信用户的功率控制、资源分配和模式选择。仿真结果表明,本文提出的性能优化算法能很好地协调蜂窝用户与直连通信用户之间的干扰,同时抑制系统中大量的直连通信用户之间的干扰。为了降低系统的计算复杂度,本文还提出了一种直连通信用户的模式映射方案。通过这种方案，基站可以根据系统中通信用户的位置快速地决策该用户的合理通信模式,并分配合适的资源。仿真结果表明,这种模式映射方案在损失有限的性能增益的基础上能大大降低系统模式决策时的复杂度。本文下面的安排为：第一章概述移动通信和直连通信技术的基本概念和主要特点；第二章详细介绍蜂窝网络中直连通信用户的建模方案；第三章阐述本文提出的优化算法,包括直连通信用户的连接建立、性能优化算法；第四章主要是系统建模和平台介绍；第五章给出仿真结果和分析,评估的目标主要是蜂窝用户的吞吐量和直连通信用户的吞吐量(或系统总吞吐量)；最后,对论文工作进行总结。