5G无线网络主要面向增强型移动宽带(enhanced mobile broadband,eMBB)、超可靠低时延(Ultra-Reliable Low Latency communications,URLLC)等场景。在eMBB场景下,用户可以达到极致的体验速率。URLLC场景为一些新兴产业如自动驾驶、远程医疗提供超高可靠性与超低时延的服务。5G通信网络的目标是实现万物互联互通,所以今后异质业务共存将会是无线网络的一种趋势,然而,面对未来海量无线设备的接入,频谱资源稀缺与利用不充分是5G通信系统亟待解决的关键问题。因此,设计更高效可靠的资源分配方案能够使稀缺的频谱资源得到充分利用。并且对实现无线网络异质业务共存,满足更为严苛的时延要求,用户能够达到极致体验速率具有深远意义。论文研究了在eMBB和URLLC场景下提升频谱效率的D2D(Device to Device)资源复用策略。首先,根据5G NR可以满足不同业务需求而灵活配置帧结构的特点,我们采用可调节OFDM符号的短时隙mini-slot资源调度方式,这种调度方式下URLLC业务的传输时间间隔(TTI,Transmission Time Interval)少于传统蜂窝通信的时间间隔,此外,论文首次提出了多D2D用户复用蜂窝用户的单时频资源块的复用机制,由于多个用户在复用蜂窝用户资源会对蜂窝用户产生同频干扰,为在一定程度上抑制干扰的产生并且提升系统的吞吐量性能,我们量化出多对D2D用户在复用蜂窝用户资源时所引起的时变平均干扰功率。其次,在此研究基础上,根据eMBB和URLLC两种异质业务在通信系统中不同的用户服务质量(Quality of Service,QoS)的需求,如eMBB业务需要用大带宽支持,对于速率要求严格;而URLLC业务对于时延要求苛刻,具有随机且突发等特性。因此本文使系统中的D2D用户承载URLLC业务,蜂窝用户承载eMBB业务,通过URLLC业务复用eMBB业务资源机制,当系统中频谱资源稀缺时,仍能满足两种异质业务的QoS需求。论文分析了承载URLLC业务时D2D链路的吞吐量性能,考虑到URLLC业务随机且突发的统计时延要求,D2D链路的可达传输速率是根据URLLC业务的短数据包特性计算出来的,并且基于有效带宽和有效容量理论,我们量化出D2D链路在通信时速率的约束条件。最后,论文将资源复用算法描述为受到eMBB业务的速率要求以及URLLC业务的可靠性要求制约的系统吞吐量最大化问题,并且通过粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)来处理约束优化问题,共同优化了eMBB用户和URLLC用户的传输功率,以及URLLC用户的资源复用模式,从而实现了保障eMBB用户的通信速率要求的情况下的D2D用户的高可靠性与低时延通信。