1.一种单源单宿直通中继通信系统中的跨层优化设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)基站对直通用户(D2D)的资源分配流程，包括如下步骤：

步骤一：D2D发送端首先在前向公共控制信道(CCCH)上广播发送会话请求；

步骤二：如果在其有效通信范围内存在愿意帮助D2D用户转发信号的蜂窝用户，那么该蜂窝用户就向D2D的发送端回复一个确认信号，同时将D2D的请求发给基站步骤三：基站监测直通用户附近用户的CCCH上的信息，并根据信息测量附近存在的干扰状况；

步骤四：基站在接收到该请求后，根据跨层优化的准则为D2D用户分配可用的频率资源，并通过CCCH通知D2D发送端；

步骤五：D2D发送端根据基站分配的资源进行通信；

步骤六：如果D2D发送端没有收到接收端的确认信息，则根据基站的分配信息，向对应的蜂窝用户发出中继请求，如果收到确认信息，则D2D成功建立通信链路；

(2)资源分配过程的跨层优化准则，包括：

1、通信链路必须能够满足直通用户的用户需求，包括业务类型、数据传输速率、可允许的错误概率参数；

2、在申请资源分配时，直通用户有效通信范围内的蜂窝用户愿意为直通用户向基站转发信息；在中继链路建立过程中，蜂窝用户愿意并且能够为直通用户转发数据；

(3)直通用户实现高效传输的流程，包括如下步骤：

步骤一：直通用户获得基站分配的最优信道；

步骤二：直通用户向其直通通信的接收端发送发送数据的请求；

步骤三：直通用户发送端等待接收端的确认信息，如果D2D发送端没有收到接收端的确认信息，则转向步骤十二，如果收到确认信息，转向步骤四；

步骤四：向接收端用户发送建立连接请求，建立通信链路；

步骤五：如果直通用户收到接收端的确认信号，直通发送端开始向接收端发送数据，首先根据当前检测的信号干扰噪声比(SINR)值选择相应的自适应调制编码(AMC)方案，根据相应的方案对数据进行调整编码；

步骤六：发送数据；

步骤七：直通用户发送端等待接收端是否正确接收到信号的确认信息，如果正确接收，转向步骤九，否则转向步骤八；

步骤八：如果发送端没有收到接收端的确认(ACK)，则发送端启动混合自动请求重传(HARQ)机制，判断是否超过最大重传次数，如果没有则转向步骤六，直到达到最大传输次数，如果在没有达到最大传输次数时就已经收到ACK，则进入步骤六，否则结束HARQ，转向步骤十；

步骤九：判断数据是否传输完毕，如果传输完毕则转向步骤十三，否则，转向步骤六；

步骤十：重新估价SINR；

步骤十一：判断SINR是否变化，如果SINR值没变，说明该信道不适合直通传输，转向步骤一，直通用户重新向基站申请可用资源，如果SINR值改变，则转向步骤五，直通用户发送端根据变化的SINR值，调整AMC方案，继续使用该信道发送数据，直到数据传输结束；

步骤十二：根据基站的分配信息，向对应的蜂窝用户发出中继请求；

步骤十三：释放信道。

2.根据权利要求1所述的一种单源单宿直通中继通信系统中的跨层优化设计方法，其特征在于，所述方法中的资源分配过程的跨层优化准则包括：在基站处，需要综合考虑各个链路流量、链路费用、链路传输环境、功率损耗、传输可靠性方面的问题，为此定义效用函数Φ(Pd)如下：其中，符号Pd表示直通用户发送端的功率， 表示直通用户发送端到其有效通信范围内的第i个蜂窝用户ci的距离， 表示直通用户发送端到ci用户的衰落路径损耗，rd表示直通用户的数据传输速率， 表示直通用户发送端与ci用户建立链路传输单位比特数据所需要的费用，α表示直通用户发送端到ci用户的路径损耗；

在基站处通过对效用函数进行优化得到所需要的资源分配策略，优化方法如下：公式中符号 表示ci用户到基站链路上的流量， 表示ci用户转发给直通的接收端用户Dr的流量， 表示直通通信的发送端用户Dt发送给ci用户的流量， 表示ci用户的最大节点流量， 表示蜂窝用户的数据传输速率， 表示ci用户的单位比特的发送功率，rd表示直通用户的数据传输速率， 表示ci用户向Dr用户发送单位比特数据的功率， 表示ci用户的最大单位比特发送功率， 表示ci用户的最小单位比特发送功率，Pmind表示Dt用户的最小单位比特发送功率，Pmaxd表示Dt用户的最大单位比特发送功率，dd2d表示Dt和Dr用户之间的距离，hd2d表示Dt和Dr用户之间的通信链路的衰落路径损耗， 表示ci用户到Dr用户之间的距离， 表示ci用户到Dr用户之间的通信链路的衰落路径损耗，N0是高斯噪声功率，γdrth表示Dr用户的接收信噪比门限。

3.根据权利要求2所述的一种单源单宿直通中继通信系统中的跨层优化设计方法，其特征在于，所述方法的公式中条件包括：公式中条件(2.a)是对节点流量进行约束，表明对在直通用户有效通信距离内的任意蜂窝用户而言，从该用户出流入的流量，即直通用户发给蜂窝用户的流量，与蜂窝用户向基站发送自己数据的流量，和向直通的接收端用户转发的数据流量之和不大于蜂窝用户的最大节点流量；

公式中的条件(2.b)是对ci用户发送功率的限制，ci用户发送rci比特数据的总功率和转发直通用户rd比特数据的总功率之和不能超过ci用户发送自身最大比特数据的最大发送总功率；

公式中条件(2.c)是对ci用户和直通用户发送单位比特数据功率的限制，两者都不能低于最低功率也不能高于最高功率限制；

公式中条件(2.d)是对不需要中继转发的直通通信的Dr用户的信号信道噪声比的限制，在Dr用户端要保证使用ci用户频率资源的通信链路不会对Dr用户的接收产生有害干扰。