移动通信作为当今通信的一大场景,正在制定第五代通信标准(5G),以期提升系统频谱效率,获得更大传输速率。设备直通技术(Device-to-Device Communication D2D)技术作为一项5G关键技术,复用小区资源,使终端设备不经过基站而进行直接通信。D2D技术具有降低基站负载,提高蜂窝通信系统频谱效率,提升边缘用户通信效率等优点。目前,很多D2D通信研究建立在小区为规则的几何形状上,这是一种比较理想的情况。为此,本文中采用随机几何理论,引入了空间泊松分布理论,假设基站的位置分布服从一个泊松过程。泊松分布使得本文研究更符合现实场景,以获得更符合实际情况的分析。高频段传输作为另一项5G关键技术,能够在高频段上获得更多频谱资源,以缓解目前频带资源紧缺的现状。毫米波作为一种高频段传输技术,波长比较短,使得毫米波天线能够应用于手持终端。本文中,毫米波技术被应用于D2D通信。本文提出了一种基于通信距离选择毫米波或微波的混合通信模式,并对其中断率进行仿真。仿真结果表明,引入了毫米波的混合D2D通信降低了系统中断率。当前和未来的移动终端拥有多个无线接口,提供高数据速率和无处不在的连通性。以上优势给用户带来便利的同时,也给终端带来了能量消耗问题。能量收集作为一种解决终端供电的新方式,已被广泛研究。本文研究了区内空闲D2D从基站和蜂窝用户收集能量,并作为蜂窝用户中继的问题,得出了空闲D2D中继位于通信链路不同位置时与蜂窝用户通信中断率的关系,并进一步研究了传输时间与收集能量时间之和一定时,传输时间比例与通信性能的关系并导出了最优传输时间占比。