移动网络数据服务的飞速发展带动了大量的数据需求,传统蜂窝网络的服务能力受到了严峻挑战。D2D通信方式能够提高网络频谱利用率、增大系统吞吐量与扩大网络覆盖,可以有效缓减这个问题。但其增加了设备的能耗,提高D2D通信的能效,成为亟待解决的问题。本文首先针对D2D单天线场景,根据用户分布特点,构建了D2MD协作集群,在复用上行用户频谱的基础上,进行一对多的数据分发。在构建信噪比与D2D数据接收用户能效评价标准的基础上,联合研究了频谱分配和发送功率问题,并将该问题创新性地建模为效用不可转移联盟形成博弈问题。通过合并拆分算法以及帕累托偏好关系,问题求解得到了最终的协作策略。仿真显示该策略达到了能效提高的目标。其次,本文针对D2D多天线场景,通过D2D发送端用户的协作,建立多对一的协作集群。在构建用户信息模型与能量消耗模型基础上,建模得到以能效提高为目标的联合优化问题。由于联合优化问题的复杂度高,将其转化为两个子问题分别进行迭代处理。仿真表明,迭代求解得到的波束赋形矩阵与协作集结构可以有效提高系统能效。