设备直通技术(Device to Device, D2D)的核心思想是在终端之间建立直接通信链路完成通信。在蜂窝网络中引入D2D通信,可以更好地减轻基站负荷、覆盖网络盲区并增加网络总吞吐。同步是网络中的设备能够通信的基础。本文首先对D2D同步信号检测技术进行算法设计和性能仿真,接着对D2D网络系统级同步技术进行研究,建立了系统级同步模型,通过仿真得出了相应结论。本文的主要工作贡献和创新点如下:第一,研究并设计了 D2D同步信号(SLSS)检测算法。本文根据D2D同步信号良好的相关特性设计了 SLSS检测算法。首先利用频域乘积代替时域相关的方法降低了 PSLSS检测算法的复杂度,接着利用奇偶序列非相关检测算法降低了 SSLSS检测算法的复杂度,最后根据连续两个相同的PSLSS和SSLSS符号,采用时域分集的思想提高了检测算法的性能。本文搭建链路级平台对算法进行仿真,结果表明检测算法相比3GPP协议中的要求有1.6dB的性能提升。第二,深入研究了 D2D网络系统级同步技术。首先本文对系统同步中典型场景进行分析,并根据协议中关于系统同步的介绍设计同步状态机。针对系统级同步的特点和要求,本文借鉴了蜂窝系统频率复用的思想建立系统同步模型,运用数学理论分析了同步系统性能和同步扩散门限值之间的关系,并提出了基于干扰最小的资源分配算法对发送同步信号的子帧位置进行分配。其次,本文搭建系统级静态仿真平台,证明了本文提出的算法可以提高同步系统的性能。同时考虑到实际场景中用户密度等因素对系统性能的影响,得到了特定仿真场景下同步扩散的最优门限值。第三,根据实际场景中用户密度对系统性能的影响,得到同步信号最优子帧池长度。与理论模型不同的是,在实际场景下,不同的用户密度会影响扩散源的位置分布,进而影响同步系统的性能。本文通过系统级仿真得到了不同用户密度场景对应的最优子帧池长度,为工程实践中的资源分配方案提供参考。