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随着各种多媒体服务的发展,越来越多的用户正在追求高数据速率和宽带多媒体服务。为了满足无线流量的爆炸性增长并减少温室气体排放,提高频谱效率(Spectral Efficiency,SE)与能量效率(Energy Efficiency,EE)是满足用户需求且实现绿色通信的重要途径,因此扩展现有无线基础设施和部署新系统至关重要。分布式天线系统(Distributed Antenna Systems,DAS)作为新一代通信网络的关键性技术之一,其系统性能受到了国内外学者的广泛研究。与传统的集中式天线系统相比,分布式天线系统在增加系统容量、扩大覆盖范围、提高能量效率等方面都有着卓越的表现,但分布式天线系统由于其特殊的结构也存在一些不足,例如边缘用户服务质量较差、系统中干扰难以抑制等。为了提供可靠通信。我们可以利用设备到设备(Device to Device,D2D)通信的优势来对分布式天线系统中的不足加以弥补,例如提供蜂窝网络之外的无线覆盖、减少核心网络的负担、提供高速通信等。因此,本论文主要对添加D2D通信的分布式天线系统的系统性能进行研究,首先介绍了选题背景、分布式天线系统和D2D通信的国内外研究现状及一些相关的基本概念,然后主要研究了在不同传输模式下分布式天线D2D通信系统频谱效率与能量效率的优化问题,主要工作内容简述如下:1)提出了在正交模式下最大化分布式天线D2D通信系统频谱效率与能量效率的最优功率分配方案。首先通过D2D选择算法从总用户中挑选出满足D2D通信的用户构成D2D对并建立相应的数学模型。其次,使用次梯度迭代等方法来优化系统的频谱效率,并提出相应的频谱效率最大化功率分配算法,在优化系统能量效率时,由于优化问题的目标函数是非凸的,计算起来非常复杂,通过利用分数规划理论将分数形式的非凸目标函数转换为具有减法形式的等效凸目标函数,并利用次梯度法和拉格朗日乘子法对目标函数进行求解,从而获得最大化能量效率的最优功率分配方案。2)提出了在复用模式下最大化分布式天线D2D通信系统频谱效率与能量效率的最优功率分配方案。与正交模式不同,在复用模式下蜂窝用户与D2D用户之间存在干扰,同样利用D2D对选择算法,将满足D2D通信的用户构成D2D对,并建立复用模式下的数学模型。对于最大化频谱效率,我们利用函数重组将目标函数转换为具有Difference of Convex Function(D.C.)结构的优化问题。其次,通过使用凹凸过程(Concave Convex Procesure,CCCP)算法将具有D.C.结构的优化问题转化为传统凸优化问题,并利用内点法获得最大化频谱效率的最优功率分配方案。在最大化能量效率方面,我们利用Dinkelbach算法将原目标函数转化为更易于处理的形式,然后将其转换为D.C.问题,并利用CCCP算法和内点法求得最优解。最后给出最大化系统能量效率的最优功率分配算法。3)针对分布式天线D2D通信系统和分布式天线系统,分别仿真分析了两个系统中频谱效率与能量效率指标。从仿真结果可以得知,本文所提出的分布式天线D2D通信系统最大化频谱效率与能量效率的最优功率分配算法。在频谱效率与能量效率方面均要优于同等情况下的分布式天线系统,验证了本文所提出算法的正确性和有效性。