D2D技术在5G通信中的应用

移动通信从第一代仅仅能通话的模拟移动电话到如今4G以及成熟商用,移动互联网呈现飞速发展的模式下.当前时期,智能设备的大规模普及以及移动网络需求的急剧增长,对5G的无线通讯技术的更新需求也是显得十分迫切.在5G移动通信的研究过程中,主要有两点.一点是,对于传统的移动通信性能要加强,例如网络用户容量、频谱利用率都需要提供,因为日益减少的频谱资源使得频谱资源尤为宝贵;另外一点,多制式的通信模式给用户带来的使用体验和蜂窝网络的业务扩张是另外一个研究热点.对于5G通信中的"潜力"技术,设备到设备通信(Device-to-Device,D2D)可以提高整体性能,使得体验上升、应用拓展等潜力,因此是如今一大热点.本文即是对D2D在5G通信中的应用进行了探讨.     

5G网络中DR-OC型D2D通信收益模型及定价研究

Device-to-Device(D2D)通信是下一代(5G)移动网络的重要组成部分。D2D设备间在不依赖基站的情况下直接进行数据传输,并通过重复使用蜂窝小区的频率资源从而提高移动通信系统的容量。为了激励蜂窝网络用户参与到D2D通信,运营商对D2D通信的定价是一个很关键的问题。文中首先介绍了D2D的基本概念及其四种主要类型,并就其中DR-OC型D2D通信定价提出了运营商和D2D设备的收益模型,然后仿真分析了网络中谱单价和奖励带宽对双方收益的影响。仿真结果显示运营商可以通过调整奖励带宽来协调双方收益以激励更多的用户参与到D2D通信。     

蜂窝网络中D2D通信的分析与建模

设备与设备间（D2D）通信因其具有诸多优点如有效提高频谱效率、减少通信时延、降低设备能耗等而作为下一代蜂窝网络中的关键技术。本文首先分析了蜂窝网络中D2D通信的分类。其次,运用随机几何数学工具,对蜂窝网络中的蜂窝用户和D2D用户进行数学建模并使用基于距离的模式选择策略分析蜂窝网络中D2D通信的最优平均信息速率及最优的蜂窝用户与D2D用户配比。最后通过MATLAB仿真平台验证结论的正确性及可行性。     

对抗全双工主动窃听的安全高效D2D通信策略

第5代(The Fifth-generation, 5G)移动通信网络技术飞速发展,同频双工技术是其中一项关键技术。将这项技术运用到设备到设备(Device to Device, D2D)通信系统中,不仅可以提高资源利用率,还能提高系统通信的安全性。然而,非法用户运用全双工技术将对系统的安全性产生巨大的威胁。因此,针对D2D通信系统中存在全双工主动窃听者恶意干扰D2D用户的问题,主要研究基于Stackelberg博弈的对抗全双工恶意窃听者的安全高效功率分配方案。由于合法用户和主动窃听者的行为相互影响、相互干扰,在保证保密速率要求的情况下,分别考虑单链路与多链路的场景,研究以最小化D2D用户消耗功率和最大化窃听效用为目标的最佳功率分配策略。由于D2D用户和恶意窃听者的优化问题不能分开解决,通过将它们之间的交互构建成Stackelberg博弈模型,并基于二分法算法和模拟退火算法进行求解。仿真表明,通过合理的功率分配能够有效对抗全双工恶意窃听者的窃听和干扰,从而实现安全高效通信,满足更高的系统安全性需求。     

基于D2D中继的异构网络负载均衡策略

提出了一种基于设备间数据直传(D2D)中继的异构网络负载均衡策略,通过设备之间的直接数据传输,将满载大基站的数据分流到其覆盖范围内的空闲小基站中。具体提出了频谱资源和发射功率的联合资源分配算法,深入研究了在异构网络中利用D2D通信进行数据中继的传输速率最大化问题。仿真结果显示,提出的方法在保证原有用户的通信性能的前提下,增加了系统的可接入用户数和总体吞吐率,从而提升了自组织异构网络的整体性能。     

8通道D频段设备在深度覆盖中的应用

5G商用已经近一年时间,随着5G工程的持续建设,通信网络中存在大量4G设备可以利旧.本文探讨了如何利用通信网络拆除的8通道D频段设备解决4G覆盖和容量问题.通过研究8通道D频段设备组网的通道重组技术,使用8通道D频段设备外接室分双极化板状天线对城中村和高负荷热点等场景进行深度覆盖.     

毫米波D2D通信网络拓扑演化建模

D2D通信技术能显著提高通信系统的频谱效率,有效降低终端发射功率,在一定程度上缓解了无线通信系统频谱资源匮乏的问题。毫米波通信的窄波束则能有效抑制D2D对之间的相互干扰,从而实现一对多、多对多的通信链路,但其通信网络拓扑更加密集复杂。首先分析了毫米波D2D网络特性,然后提出了一种D2D网络拓扑演化模型,随之分析了其邻接矩阵、节点度、特征谱等网络特征,最后进行了仿真实现。仿真实验表明,所提模型能准确反映毫米波D2D网络的拓扑演化过程,揭示出D2D网络模型介于小世界网络模型和无标度网络模型之间。     

5G网络中吞吐量最优的D2D通信模式选择

针对在5G通信网络中,联合资源分配方式下的D2D(Device-to-Device)通信模式选择问题,提出了利用启发式算法代替匈牙利算法对D2D的模式选择进行优化的通信模型;本算法在保证了D2D通信对尽可能多接入的同时,最大化系统总吞吐量。分析结果说明,此算法能显著优化系统总吞吐量,减少用户之间的通信干扰,证明了该通信模型的合理性和高效性。     

蜂窝网络中D2D通信模式选择和信道分配算法

设备到设备(D2D)通信中,不合理的模式选择和信道分配方案会引入干扰,严重时不仅不能体现D2D通信优势,而且还将导致蜂窝用户传输速率下降。针对这一问题,文章提出了一种蜂窝网络中D2D模式选择和信道分配算法。仿真结果表明,新算法能够在有效的平衡蜂窝网络中D2D用户接入率和系统总吞吐量的同时,最小化用户之间的干扰。     

面向5G的D2D簇内信息共享机制

D2D (device-to-device)通信是5G网络中的重要技术,有利于提升数据分发业务传输效率;然而,由于D2D通信引入了大量额外信令开销,当前的增强多播方案无法解决高效数据传输与低效信令流程之间的矛盾,降低了整体性能增益.为此,提出了一种基于多维矢量分析的最小化信令开销的D2D簇内信息共享算法,包含集中式与分布式两种实现方式,能通过自适应地选择D2D多播重传发射者和多播重传数据分组,大幅减少簇内重传次数,达到显著降低信令开销和传输时延的目的.     

D2D研究现状及发展前景

LTE Device to Device(D2D)Proximity Services(LTE终端直通近距离服务)即我们熟知的LTE-D2D(端到端)技术。2013年,D2D成为3GPP组织重点研讨技术之一,其标准化工作正在讨论完善之中。LTE-D2D是在LTE-A系统(辅助)控制或无网络基础设施的情况下,用户设备在授权频段上直接进行通信的技术。它的出现将在一定程度上缓解无线频谱资源匮乏的问题,并能够提升蜂窝系统频谱效率。文章对D2D通信的发展历程、场景和关键技术进行了介绍,最后展望D2D技术发展前景及在未来应用中的情况。     

面向5G的毫米波D2D通信技术综述

第五代移动通信系统(5G)是面向2020年以后需求的新一代移动通信系统,将满足未来大规模机器通信、超可靠和低延迟通信等应用场景的需求。为了满足5G移动通信中网络业务不均匀性和热点地区业务高速数据分发的需求,需要大力发展新的系统架构以及无线传输理论。结合国内外移动通信发展的最新趋势,讨论了D2D通信、毫米波无线传输以及毫米波D2D通信的发展历程、技术特点、应用场景以及关键技术,并对毫米波D2D通信的未来研究热点进行展望。     

混合D2D蜂窝网络中基于模拟退火算法的资源调度策略

D2D通信是未来5G网络中一种近距离直通通信方式,在通信过程中,信息直接由发送端传给接收用户,而不需要经过基站的转发.在传统蜂窝网络中引入D2D通信可以极大地提升系统的总吞吐量、增大频谱资源的利用率以及降低发射终端的功耗.主要介绍了一种适用于混合D2D蜂窝网络中的资源分配方法,通过拉格朗日乘子法结合模拟退火算法实现频谱资源的分配,提出一种同时考虑信道容量和能耗的基于模拟退火算法的资源调度策略.本算法在维也纳仿真平台上经仿真验证,相比于传统贪婪优化算法,可以明显增大系统总吞吐量和频谱资源利用率.另外,算法中采用了分布式资源调度方法,D2D用户根据算法步骤自行搜索适合的目标信道并计算其发射功率,可以有效减少基站的信令开销.     

面向5G通信网的D2D技术综述

在探讨D2D对通信技术未来发展的导向作用基础上,明确了影响D2D系统设计的多个因素,即D2D设备发现、资源分配、缓存技术、D2D-MIMO。从而勾画出基于D2D技术的光纤前传和软件定义网络实现数据/控制分离的扁平化5G架构,提出负责接入的下层宏/小基站蜂窝网和负责管理的上层网络云的管理机制。将D2D技术、SDN技术、边缘计算和物联网技术等关键技术引入未来移动通信网络已经成为研究领域的热点,针对与之相关的、未来大规模网络的移动性、QoS和大数据特性进行了讨论。     

基于LTE D2D技术的车联网通信架构与数据分发策略研究

基于5G通信技术的车联网面临高速率、低时延、高可靠性和大量流媒体数据分发等需求,提出了一种基于LTE D2D的车联网通信架构,设计基于运动一致性的车辆分簇算法,有效增加持续D2D通信时间,提高通信可靠性;其次,针对簇内车辆的流媒体数据分发,提出一种带时延约束的D2D协作中继转发策略,设计最优中继选择算法,大幅提高数据传输速率,提升网络吞吐量。     

基于CSI及QSI的D2D传输策略

为缓解频谱资源紧缺,提升本地服务质量,在现有蜂窝网络中引入了D2D通信方式,使得距离较近的用户之间可不经由基站直接通信。搭建了D2D通信与蜂窝通信并存的网络结构,并分析了D2D复用蜂窝用户(CU)频谱资源时影响信噪比的干扰因素。为保证CU和D2D用户的通信质量,采用信道状态信息(CSI)与队列状态信息(QSI)相结合的传输策略控制信噪比及时延。对于多CU多D2D对的资源分配问题,采用基于优先级矩阵的分配算法。与二分匹配算法相比,降低了计算复杂度,结果逼近最优解且能稳定收敛。     

面向5G的D2D通信技术评述

随着智能终端设备不断增加和网络流量的持续上升,现有的通信技术已无法满足未来通信要求。终端直通(Device-to-Device,D2D)通信作为第五代移动通信网(5G)的关键技术能有效缓解数据压力,提高频谱利用率。本文介绍了D2D的优点,详细分析了D2D通信中的关键技术环节,展望了D2D未来发展重点及主要方向。     

基于蜂窝网的设备间数据传输

随着无线通信技术的发展,频谱资源稀缺问题日益凸显。当下5G的研究也是一个很热的话题。Device-to-Device(D2D)技术基于蜂窝网,在基站的控制下能够实现设备之间的直接通信,是5G的重要组成部分。由于D2D技术的工作原理,这项技术在一定程度上解决了频谱资源匮乏的问题。同时,D2D技术在功耗控制方面也有着不小的优势,可以减少电量损耗,提高设备终端的使用时间。D2D通信和Wi Fi、蓝牙等其他传输技术也有着不同的用途。总结一下,由于其优点,可以提高网络设施的鲁棒性,也能缓解频谱资源匮乏的问题,同时在同一个小区蜂窝网下的用户的传输效率和耗电量大大降低。     

一种基于Android和JXTA协议模型的无线D2D通信技术

移动通信系统的快速发展使得频谱资源日益紧缺。D2D通信是一种在系统的控制下,允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术。它能减少小区网络的负载,还能支持新型的小范围点对点数据通信,是未来绿色通信发展的趋势。针对这一新型的通信技术,提出了基于Android OS平台,以JXTA协议为模型的无线D2D通信技术,使得移动终端之间能够进行通信与资源共享,并通过网络实验验证了其有效性。     

D2D技术发展及其对蜂窝网络演进的影响

阐述了以端到端直通通信（D2D）为代表的混合蜂窝网络技术及应用场景、系统需求,探讨了LTE—D2D实现方案,分析了D2D对蜂窝网络和现商业模式的冲击。