毫米波技术和D2D通信都是未来5G通信系统的关键技术。这两项技术进行结合,可以满足用户对于高传输速率和优良用户体验的需求。然而,随着用户设备数量和设备种类的急剧增加,在有限范围内会存在大量设备,这将导致复杂的干扰状况。因此,如何科学有效地表征干扰状况,并高效合理地对通信链路进行管理,以最优化系统的传输速率,降低干扰,成为了这种通信方式能否广泛应用的关键问题之一。本文基于图论和最优化理论,结合毫米波D2D通信的特性,从降低旁瓣干扰和减少天线异构的不利影响出发,研究毫米波D2D场景下的资源分配问题。具体研究内容如下:(1)首先,探讨了5G通信中亟待解决的关键性问题,总结了当前通信的现状和主要问题。指出毫米波技术和D2D通信的特点,以及两种技术相结合对于解决频谱饱和问题,卸载基站流量的重要意义。同时,总结了与毫米波D2D相关的资源分配方案,而适用于此场景的策略较少,结合毫米波技术和D2D通信的特点,指出进一步优化该场景系统性能的研究难点,并提出研究方向。(2)其次,针对毫米波D2D网络中设备高密度分布的特点,设计旁瓣干扰降低资源分配算法。通过分析毫米波的传输特性,评估毫米波的主瓣和旁瓣对系统干扰的不同影响,在克服主瓣干扰的基础上,进一步提出可降低旁瓣干扰的资源分配算法。结合毫米波的空间稀疏性,该算法引入了采用时间和空间划分的调度方案。同时,重新定义了D2D通信对并发传输的条件。一方面,通过专有区域和接收功率来判断冲突状态,而不是仅仅通过距离和角度。另一方面,对冲突矩阵的表达进行修改,引入新的数值来代表潜在的旁瓣干扰。为了量化通信对之间的干扰程度,引入了名为决策阈值的参数,它由潜在干扰功率之和与理论接收功率之比来定义。(3)最后,针对毫米波D2D网络的天线异构性,设计异构天线阵列联合资源分配算法。为了研究天线异构性对系统性能的影响,对比了现有天线增益模型,分析毫米波天线增益模型的滚降特性,筛选得到与真实场景最匹配的模型。基于此模型,将发射角度视为可以调整和分配的因子,认为可以通过牺牲目标链路的一部分的传输速率来大大减少对其他链路的干扰。对干扰图进行了优化,设计了三种属性值,用以表示网络的初始值和解集合等。随后给出时隙和传输角度联合资源分配最优化问题,旨在最大化系统总吞吐量,通过划分簇和虚拟簇的方式,在簇的内部通过贪婪算法得到局部最优解,从而得到该优化问题的近似最优解。