设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信技术作为5G的核心技术之一,由于其在增加系统容量、提高频谱利用率、降低能耗、减少延迟等方面的巨大潜力,受到了国内外的广泛关注。通过复用蜂窝用户(CUE)的资源,D2D用户(DUE)可以直连通信,不需要基站的转发,从而提高系统吞吐量和频谱利用率。因此,D2D通信中资源管理研究是必不可少的。本文分别就单小区中两种不同资源复用模型进行了资源管理和功率控制研究,主要工作如下:1.一对多复用模型(一个CUE只能被一个DUE复用,一个DUE可以复用多个CUE资源。)基于一对多复用模型,论文以最大化D2D系统吞吐量为目标,将资源分配问题建模成联盟博弈问题,通过提出的联盟形成算法构建联盟。联盟形成过程中,为减少算法复杂度和提高算法性能,论文提出优先序列指导用户进出联盟。此外,为更一步提高D2D系统吞吐量,提出一种基于鲸鱼优化算法的功率控制方案,对系统用户的功率进行分配优化。通过仿真结果表明,提出算法近乎达到最优解且具备较小的复杂度。2.多对多复用模型(一个CUE可以被多个DUE复用,一个DUE也可以复用多个CUE资源。)针对多对多复用模型,论文分别讨论以最大化D2D系统吞吐量为目标和以最大化D2D系统接入数为目标,建立数学模型,实现资源的优化配置。以最大化D2D系统吞吐量作为目标函数,将资源分配问题建模成联盟博弈问题,提出基于重叠联盟博弈的资源分配方案。在博弈中,基于干扰序列,论文提出一种新颖的初始化方案指导用户快速形成初始联盟结构,而不用逐步形成。此外,为尽可能得到最优联盟结构,本文提出了分裂序列和融合序列来指导联盟形成,其中,基于匹配理论形成融合序列。论文还提出了基于WOA算法的功率控制方案来提高系统性能。除此之外,本文对联盟形成算法的收敛性、稳定性和复杂度进行了理论分析。最后仿真结果表明,提出算法能有效提高系统吞吐量。针对最大化D2D系统接入数模型,提出了基于重叠联盟博弈的资源分配方案,在保证所有用户的服务质量(Quality of Service,QoS)条件下,DUE根据提出的分裂-融合规则进出联盟,根据提出的联盟形成算法得到最终稳定联盟。并通过仿真证明了算法的可行性,提出算法在牺牲一定吞吐量情况下,能有效提高D2D系统接入率。