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D2D技术是一种通信终端直连通信的技术，和蜂窝通信相比，D2D通信不需要通过基站中继数据，能够减轻基站负荷。因此，D2D技术与蜂窝系统结合成为近来业界的一个研究方向。在LTE系统中采用D2D技术能在许多特定的通信场景中有效的降低基站负担，但是二者的结合也有许多问题需要解决。据业界的估计到2020年的时候人们对频谱的需求大致会在1280~1720MHz之间，以满足人们不断增加的需求。然而，在上一届的全球无线电通信会议上只有不到600MHz的频谱分配给了移动通信系统，并且由于现在5GHz以下的频谱已经全部被分配，所以在不久的将来移动通信系统也不会得到更多的频谱。D2D通信与蜂窝通信若共享频谱资源，D2D通信会对蜂窝通信产生干扰，若不共享频谱资源势必D2D通信会占用一部分蜂窝通信的频谱资源，这对原本就紧张的无线移动通信频谱资源来说，会十分困难，若使用公用频谱，D2D通信的质量又得不到保障，所以对D2D通信复用蜂窝通信频谱资源，同时对D2D通信进行功率控制，以减少对蜂窝通信的干扰，成为目前最好的解决办法。本文将建立模型，分析D2D通信的功率控制问题，寻找最佳功率优化方案。本文讨论并且分析了在LTE系统中引入D2D系统后的优势，以及D2D的应用场景，通信对的建立过程等问题，着重分析了LTE系统与D2D系统的资源共享问题。从结果我们可以看出D2D引入LTE系统中后，D2D通信不仅能以正交方式与蜂窝通信共享无线资源，还可以采用复用方式共享蜂窝通信的无线资源。本文还讨论了D2D技术与LTE系统结合之后所面临的同步问题，蜂窝终端虽然能够各自分别于基站保持上下行同步，但是当它们进行D2D通信时，与基站的同步性并不能保持到D2D系统中，需要对D2D的信号进行同步设计，在这个部分本文先讨论了LTE的同步机制，然后讨论了基于LTE的D2D通信的通信机制以及所面临的同步问题，进而参考LTE的同步技术以及OFDM同步技术，给出了两种同步检测方法，最后仿真对比它们的性能。