随着物联网技术的发展,即将迎来“万物互联”的时代,由于其海量终端设备的接入,将对频谱资源带来很大的挑战。在紧张的频谱资源情况下,实现移动数据更快传输、扩大网络系统容量以及提高频谱资源利用率,已成为当下学者们亟待解决的热点问题。传统的蜂窝网络,由于网络的灵活性不高,难以满足未来无线应用场景中大量终端的接入以及用户需求。异构蜂窝网络中引入终端直通（Device-to-Device,D2D）技术,可以有效地提高频率利用率、减少传输时延、扩大网络覆盖范围以及提高系统吞吐量。然而在实现D2D用户对的快速接入以及合理的资源分配方面,还存在着亟待解决的技术问题。针对以上的技术背景,本文主要研究了如何在异构蜂窝网络中实现D2D用户对的快速接入以及频谱资源分配的技术问题,主要工作以及创新点总结如下:1)对通信技术的历史,异构蜂窝网络中小基站技术以及D2D通信技术的优势进行了介绍,以及对当前国内外研究现状进行了阐述。在D2D基础理论方面,主要包括以下几部分的研究:首先对D2D设备的发现与会话建立过程进行了详细的介绍;随后在D2D通信的种类方面进行进一步阐述;最后对D2D通信中功率控制以及资源分配进行了着重的分析,并分析了当前国内外研究的主要算法。2)针对异构蜂窝网络中网络选择问题,提出一种基于SDN系统架构下的Fuzzy-TOPSIS接入算法。该算法通过SDN（Software Defined Network）控制器收集当前网络信息来协助网络发现与网络预选择;Fuzzy控制器接收预处理后的网络信息并生成当前网络下的Qo S排名;应用改进后的TOPSIS算法生成最终的网络排名,从而实现D2D用户端的快速接入。仿真结果表明,基于SDN系统架构下的Fuzzy-TOPSIS接入算法相比于其他算法,在时延方面降低了10.9%,终端能量消耗平均降低了18.5%,网络吞吐量均值提高了8.9%,系统连通概率平均提高了8.3%。3)针对选择异构蜂窝网络后,资源分配算法的能耗控制与系统中断问题,提出一种基于系统中断概率的D2D资源分配算法。该算法通过改进后穷举搜索算法初步确定用户发射功率,根据蜂窝用户以及D2D用户Qo S信息制作二维复用表,为了进一步优化D2D用户与蜂窝用户的复用组合,引入了模拟退火算法,并通过穷举功率算法在功率维度角度进行调整,进而着重优化了系统中断概率指标。通过仿真验证,提出的基于系统中断概率的D2D资源分配算法对比于其他算法,在系统信道分配阶段用户的连通概率平均提高了10.2%、计算时间平均降低了10.1%,在用户功率分配阶段功率均值平均降低了78.3%。