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D2D(device to device)技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。

 

在由D2D通信用户组成的分散式网路中,每个用户节点都能发送和接收信号,并具有自动路由(转发消息)的功能。

 

网路的参与者共用它们所拥有的一部分硬体资源,包括信息处理、存储以及网路连接能力等。

 

这些共用资源向网路提供服务和资源,能被其它用户直接访问而不需要经过中间实体。

 

在D2D通信网路中,用户节点同时扮演伺服器和客户端的角色,用户能够意识到彼此的存在,自组织地构成一个虚拟或者实际的群体。 

 

 

蜂窝通信经历了从第1代以话音业务为代表的模拟式移动电话系统,到正大规模商用的第4代(4G)以移动数据、移动计算及移动多媒体为代表的无线宽带系统的持续演进。

 

在传统蜂窝网路中,通信被分为了上行和下行两个链路,用户之间的直接通信是不被允许的,这种集中式的工作方式便于管理资源、控制干扰,但其对频谱资源的利用效率低。

 

随着智能终端的快速普及以及网络通信容量的爆炸式增长,面向5G的无线通信技术的演进需求也更加明确及迫切,开始受到业界极大关注。

 

在面向5G的无线通信技术的演进中,一方面,需要持续提升传统的无线通信性能指标,比如网络容量、频谱效率等,以进一步提高有限且日益紧张的无线频谱利用率;另一方面,更丰富的通信模式将带来终端用户体验的提升,蜂窝通信的应用也将被拓展。

 

作为面向5G的关键候选技术,设备到设备通信(Device-to-Device,D2D)具有潜在的提高系统性能、提升用户体验、扩展蜂窝通信应用的前景,受到广泛关注。

 

 

 

 

1、提高频谱效率

在D2D通信模式下,用户数据直接在终端之间传输,避免了蜂窝通信中用户数据经过网络中转传输,由此产生链路增益;其次,D2D用户之间以及D2D与蜂窝之间的资源可以复用,由此可产生资源复用增益;通过链路增益和资源复用增益则可提高无线频谱资源的效率,进而提高网络吞吐量。

 

2、提升用户体验

随着移动互联网的发展,相邻用户进行资源共享,小范围社交以及本地特色业务等,逐渐成为一个重要的业务增长点。

 

基于邻近用户感知的D2D技术的引入,可以提升用户体验。

 

3、扩展通信应用

传统无线通信网络对通信基础设施的要求较高,核心网设施或接入网设备的损坏都可能导致通信系统的瘫痪。

 

D2D通信的引入使得蜂窝通信终端建立Ad Hoc网络成为可能。

 

当无线通信基础设施损坏,或者在无线网络的覆盖盲区,终端可借助D2D实现端到端通信甚至接入蜂窝网络,无线通信的应用场景得到进一步的扩展。

 

 

 

1、传统蜂窝网络需要全面修改和升级。

 

传统蜂窝网络比较封闭,无法支持D2D 通信的有效应用。因此对传统蜂窝网络进行全面的修改与升级非常有必要。

 

2、频谱资源共享造成的干扰。

 

频谱资源的共享,可能会对用户的通信造成干扰,从而影响用户通信体验。

 

3、通信高峰造成的通信问题。

 

与当前广泛应用的4G 网络相比,5G 网络在传输传输速度、效率等方面都有所提升,尤其是对延迟、资源使用率和可扩展性等提出了较高要求。

 

当大量用户同时通过D2D 设备连接入网时,很可能造成5G 网络通信延迟大幅提升,对用户的实际使用造成影响。