5G关键技术，D2D通信-ielab

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。

D2D通信技术的优势：

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。

5G通信网应用D2D存在的问题

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。

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