本公开提供了一种异构蜂窝网络D2D通信资源分配方法及系统，在构建的异构蜂窝网络中引入毫米波频段用于D2D用户的通信，构建蜂窝通信模式和毫米波通信模式；计算不同通信模式下蜂窝用户和D2D用户接收到的干扰功率、信噪比与传输速率，并根据干扰功率、信噪比和传输速率建立D2D用户的效用函数；在满足蜂窝用户和D2D用户服务质量需求的情况下，利用构建的深度强化学习模型，根据D2D用户的当前状态，以D2D用户的效用最大化为目标进行D2D用户的通信模式和信道的选择；本公开更加智能地解决D2D用户通信的资源分配问题，有效降低了网络通信开销，最大化用户效用，提升了网络整体性能。