在传统蜂窝系统中引入Device-to-Device(D2D)通信技术能够降低终端的发射功率,减轻基站的负担,提高系统的频谱利用率,在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏这一难题。然而该技术的引入也带来了蜂窝系统与D2D系统之间的干扰问题,如何协调好系统资源进行合理地信道和功率分配,成为当前的一个重要课题。本文分析了D2D和蜂窝混合系统的频谱共享方式和上下行干扰模型,研究了功率控制技术对系统性能的影响与信道分配,具体内容如下：(1)研究了D2D系统中资源集中优化分配算法,该算法中D2D用户可使用多个子载波,对蜂窝用户和D2D用户的发射功率同时进行优化,由于蜂窝用户和D2D用户的资源分配方式都受基站控制,因此基站需要搜集所有用户的信道信息。为了减轻基站的负担,可以采用次优的分布式资源分配方法,各个用户自行搜集信道信息,蜂窝用户以固定功率发射,优化D2D用户的发射功率。为了便于实现D2D用户通常只用一个子载波进行通信,在这种场景下,对蜂窝和D2D用户的发射功率同时进行优化,该算法的复杂度较低,但性能也会有所下降。仿真比较了三种分配算法下D2D用户的吞吐量性能。(2)在确保蜂窝用户通信质量的前提下,提出一种D2D用户的资源分配算法,该算法以最大化D2D用户的系统容量为目标构建优化问题,并分两步求解。首先,以最小化对蜂窝用户造成的干扰和最大化D2D用户的系统容量为准则,为D2D用户分配子载波；其次,采用次梯度法求解功率。仿真结果表明,该算法对D2D用户的系统容量和系统总容量都有所提高。(3)提出了一种基于图论和博弈论的资源分配算法,为D2D用户分配子载波和发射功率。首先利用图论着色理论为D2D用户分配可用的子载波,为确保蜂窝用户的通信QoS对D2D用户的颜色集合进行调整,然后构建D2D用户之间的有向权重干扰图,再次调整各用户的颜色集合；接着引入博弈论理论对D2D用户在各可用子载波上的发射功率进行分配,理论推导和仿真都验证了纳什均衡点的存在性和唯一性。仿真结果表明该算法在保证蜂窝用户QoS条件下,提高了D2D用户的吞吐量和频谱利用率。