面向5G通信網(wǎng)的D2D技術(shù)綜述

錢(qián)志鴻，王雪

（吉林大學(xué)通信工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

面向5G通信網(wǎng)的D2D技術(shù)綜述

錢(qián)志鴻，王雪

（吉林大學(xué)通信工程學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

在探討D2D對(duì)通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展的導(dǎo)向作用基礎(chǔ)上，明確了影響D2D系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多個(gè)因素，即D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)、資源分配、緩存技術(shù)、D2D-MIMO。從而勾畫(huà)出基于D2D技術(shù)的光纖前傳和軟件定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)/控制分離的扁平化 5G架構(gòu)，提出負(fù)責(zé)接入的下層宏/小基站蜂窩網(wǎng)和負(fù)責(zé)管理的上層網(wǎng)絡(luò)云的管理機(jī)制。將 D2D技術(shù)、SDN技術(shù)、邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)引入未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，針對(duì)與之相關(guān)的、未來(lái)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性、QoS和大數(shù)據(jù)特性進(jìn)行了討論。

D2D；5G；物聯(lián)網(wǎng)；邊緣計(jì)算；MIMO

1 引言

D2D（device to device）[1,2]技術(shù)是指通信網(wǎng)絡(luò)中近鄰設(shè)備之間直接交換信息的技術(shù)。通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中，一旦 D2D通信鏈路建立起來(lái)，傳輸數(shù)據(jù)就無(wú)需核心設(shè)備或中間設(shè)備的干預(yù)，這樣可降低通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)壓力，大大提升頻譜利用率和吞吐量，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)容量，保證通信網(wǎng)絡(luò)能更為靈活、智能、高效地運(yùn)行，為大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的零延遲通信、移動(dòng)終端的海量接入及大數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)辟了新的途徑。目前，標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP已經(jīng)把D2D技術(shù)列入新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展框架中[3～5]，成為第五代移動(dòng)通信[6]（5G, 5-generation）的關(guān)鍵技術(shù)之一。

近年來(lái)，爆炸式增長(zhǎng)的智能設(shè)備與緊缺的頻譜資源矛盾日現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者試圖通過(guò)頻譜資源再分配等方法解決這個(gè)矛盾，而事實(shí)上很難實(shí)現(xiàn)。2015年3月，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，以推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT, Internet of things）[7,8]等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合。同年5月，國(guó)務(wù)院發(fā)布了和德國(guó)工業(yè)4.0同樣壯觀(guān)的“中國(guó)制造2025”計(jì)劃。這意味著新興的通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、交通、醫(yī)療和城市建設(shè)的各個(gè)方面，將形成一個(gè)智能化、個(gè)性化、大規(guī)模的通信網(wǎng)，將產(chǎn)生智慧城市D2D、智能家居D2D、車(chē)載D2D和可穿戴設(shè)備D2D。即利用下一代移動(dòng)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和 D2D技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理層面和網(wǎng)絡(luò)層面的近距離、大規(guī)模通信。反之，離開(kāi)上述新興技術(shù)，“中國(guó)制造2025”將沒(méi)有內(nèi)涵。

未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)將混合多種網(wǎng)絡(luò)形式，為用戶(hù)提供大規(guī)模、多接入的數(shù)據(jù)密集型服務(wù)[9]。據(jù)思科公司預(yù)測(cè)，2019年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將是 2014年的10倍，接入IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量將達(dá)到百億級(jí)別[10]。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Juniper Research發(fā)布的數(shù)據(jù)，到2020年，預(yù)計(jì)全球90%以上的人將主要使用移動(dòng)設(shè)備來(lái)獲取數(shù)字媒體信息，物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)量將達(dá)到385億，這一趨勢(shì)或許會(huì)進(jìn)一步延續(xù)到 2030年，將有萬(wàn)億臺(tái)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。在未來(lái)的20年之內(nèi)，由于超高清晰度流媒體視頻、基于云的應(yīng)用逐漸“爆發(fā)”以及各類(lèi)移動(dòng)智能終端設(shè)備市場(chǎng)普及率的不斷提高，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所承載的數(shù)據(jù)流量將會(huì)增長(zhǎng) 10 000倍。爆炸性增長(zhǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量、海量終端設(shè)備的接入以及不斷涌現(xiàn)的新興業(yè)務(wù)對(duì)現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的體系和架構(gòu)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)密集化和差異化帶來(lái)的高速流量增長(zhǎng)和海量設(shè)備接入，不能指望任何網(wǎng)絡(luò)或通信系統(tǒng)的中心設(shè)備能夠大范圍、高效率地指揮、調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)中各終端節(jié)點(diǎn)的行為，在無(wú)需中心設(shè)備干預(yù)的情況下，大批量的“本地”鏈接對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)是勢(shì)在必行的。由此可見(jiàn)，D2D的研究工作將成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

從通信網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)看，D2D通信可以分為基于互聯(lián)網(wǎng)的D2D連接和基于移動(dòng)通信技術(shù)的D2D連接。拋開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的整體而孤立地談 D2D是沒(méi)有意義的。基于互聯(lián)網(wǎng)的 D2D連接，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但在新的短距離通信技術(shù)誕生之前，依靠現(xiàn)有的Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee技術(shù)，無(wú)法承載大規(guī)模的 D2D連接，況且，拋開(kāi)移動(dòng)通信龐大的基礎(chǔ)設(shè)施、科研群體及長(zhǎng)期積累的理論、應(yīng)用方面的研究成果，搭建相對(duì)獨(dú)立或僅依賴(lài)于互聯(lián)網(wǎng)的D2D通信系統(tǒng)，大規(guī)模接入時(shí)，系統(tǒng)性能無(wú)法保證，拓展空間有限；而基于移動(dòng)通信技術(shù)的D2D連接，相對(duì)比較復(fù)雜，其研發(fā)過(guò)程與5G移動(dòng)通信技術(shù)是綁定的。國(guó)內(nèi)外相關(guān)組織先后啟動(dòng)了5G、后5G的研究，如我國(guó)的IMT-2020推進(jìn)組[11]、歐盟的5G PPP（5G public private partnership）等，計(jì)劃2020年運(yùn)營(yíng)。屆時(shí)，基于5G的D2D將充分利用新一代移動(dòng)通信技術(shù)的前所未有的超大帶寬、超高數(shù)據(jù)傳輸速率、大規(guī)模接入能力和大數(shù)據(jù)處理能力，彰顯其優(yōu)勢(shì)，這是基于互聯(lián)網(wǎng)的 D2D連接無(wú)法比擬的。這意味著 2020年產(chǎn)生的移動(dòng)通信網(wǎng)是一個(gè)超大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)空前復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)真正意義上的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)此，研究者們引入網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化[12]、數(shù)據(jù)面與控制面分離[13]等思想，將網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV, network function virtualization)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN, software defined network)[14]、邊緣計(jì)算(edge computing)[15]、聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT,narrow band internet of things)和D2D通信等作為5G的關(guān)鍵技術(shù)，充分利用和發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)虛擬化功能，提升網(wǎng)絡(luò)整體的承載和計(jì)算能力，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的大規(guī)模接入。

2 D2D通信中的關(guān)鍵技術(shù)

D2D通信的基本原理模型[16]如圖 1所示，在D2D通信模式下，近鄰用戶(hù)設(shè)備 (UE, user equipment)不再通過(guò)基站(BS, base station)中繼通信，而直接進(jìn)行UE間的連接與通信。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，將同時(shí)存在傳統(tǒng)的UE-BS連接與D2D連接，同時(shí)涵蓋本地廣播通信、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，此外，D2D通信還包括D2D本地網(wǎng)（D2D-LAN）[17]，由此可見(jiàn)，D2D涵蓋范圍十分廣泛，所涉及到的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題也繁雜多樣，其中的關(guān)鍵科技問(wèn)題包括D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)、資源分配、D2D緩存網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算和D2D-MIMO等多種通信網(wǎng)絡(luò)與通信過(guò)程。本文將根據(jù) D2D發(fā)現(xiàn)需求與研究現(xiàn)狀，將主要關(guān)鍵技術(shù)歸納為 D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)建立、資源分配與干擾管理、D2D緩存網(wǎng)絡(luò)、D2D-MIMO這4類(lèi)，進(jìn)行技術(shù)原理與發(fā)展現(xiàn)狀的綜述，在此基礎(chǔ)上對(duì) D2D未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行設(shè)想與規(guī)劃，著重探討D2D與5G、物聯(lián)網(wǎng)、SDN的技術(shù)結(jié)合與關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與鏈路性能

D2D通信中，設(shè)備間如何發(fā)現(xiàn)彼此并發(fā)起D2D連接，是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)各類(lèi)同質(zhì)或異質(zhì) D2D通信的基礎(chǔ)。根據(jù)現(xiàn)有研究成果，本文把研究點(diǎn)大體分為設(shè)備發(fā)現(xiàn)和鏈路性能2個(gè)方面。

1) 設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)建立

在 D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)的研究方案中，可以把用戶(hù)權(quán)限分為2類(lèi)：限制發(fā)現(xiàn)與公開(kāi)發(fā)現(xiàn)[18]。對(duì)于限制發(fā)現(xiàn)，UE在沒(méi)有明確許可的情況下是不允許被檢測(cè)到的，用戶(hù)禁止與陌生設(shè)備進(jìn)行通信連接，以此來(lái)保證UE的隱私性與安全性。而對(duì)于公開(kāi)發(fā)現(xiàn)，只要當(dāng)前UE是另一個(gè)設(shè)備的近鄰設(shè)備，則可能被檢測(cè)到，進(jìn)而建立連接，相較于限制發(fā)現(xiàn)模式而言，這種模式用戶(hù)隱私性較差，但是連接復(fù)雜度更低。上述2種方式各有其適應(yīng)環(huán)境，前者適用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好、選擇較多的情況，因此隱私性則是較為重要的問(wèn)題；而后者則適用于救援與應(yīng)急通信，比如主網(wǎng)絡(luò)覆蓋不暢等情況，此時(shí)連接更為重要。從網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)說(shuō)，設(shè)備發(fā)現(xiàn)可以采用基站緊控制和松控制[19,20]模式。在緊BS控制下，BS首先令要進(jìn)行近鄰服務(wù)的用戶(hù)發(fā)送發(fā)現(xiàn)信號(hào)，比如同步信息、定義以及需要的服務(wù)信息，然后指定目標(biāo)用戶(hù)附近的用戶(hù)接收發(fā)現(xiàn)信號(hào)，這樣用戶(hù)發(fā)現(xiàn)過(guò)程既快速又精準(zhǔn)。與此同時(shí)，BS也將產(chǎn)生信號(hào)開(kāi)銷(xiāo)。在松BS控制下，BS只是周期地廣播用于傳輸?shù)男旁聪⒃O(shè)備，并接收相應(yīng)的發(fā)現(xiàn)信號(hào)。要建立 D2D連接的用戶(hù)可以發(fā)送或接收發(fā)現(xiàn)幀。該種方式只需要低的信令開(kāi)銷(xiāo)，但是對(duì)于用戶(hù)而言，因?yàn)閁E需要等待發(fā)現(xiàn)資源來(lái)發(fā)送發(fā)現(xiàn)幀，以及UE設(shè)備的響應(yīng)幀，因此，效率也要低于緊BS控制模式。

圖1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的D2D通信模型

在設(shè)備發(fā)現(xiàn)方面，如何發(fā)現(xiàn) D2D設(shè)備中的針對(duì)性應(yīng)用也是研究?jī)?nèi)容之一。文獻(xiàn)[21]提出了一種基于編碼的蜂窩 D2D通信發(fā)現(xiàn)協(xié)議，為了實(shí)現(xiàn)近鄰服務(wù)，比如社交網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)，設(shè)備需要發(fā)現(xiàn)包含目標(biāo)應(yīng)用的近鄰設(shè)備，文獻(xiàn)[21]利用包含設(shè)備移動(dòng)應(yīng)用的壓縮信息發(fā)現(xiàn)短碼實(shí)現(xiàn)設(shè)備發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)碼由散列函數(shù)或者Bloom濾波器產(chǎn)生，當(dāng)設(shè)備接收到來(lái)自另一個(gè)設(shè)備的發(fā)現(xiàn)碼時(shí)，該設(shè)備可以近似發(fā)現(xiàn)另一個(gè)設(shè)備中的移動(dòng)應(yīng)用。運(yùn)行此協(xié)議，可以快速發(fā)現(xiàn)大量設(shè)備，同時(shí)兼顧少量視頻資源。

當(dāng)設(shè)備完成發(fā)現(xiàn)過(guò)程以后，D2D設(shè)備之間將建立連接。對(duì)此，文獻(xiàn)[22]中提出了 2種方法，即基于IP檢測(cè)的方法和D2D專(zhuān)用信令方法。前者把2個(gè)D2D設(shè)備間的通信標(biāo)注為潛在D2D通信。如果D2D鏈路滿(mǎn)足更高的能量有效性以及更低電量的標(biāo)準(zhǔn)，BS就建立一個(gè)D2D承載。在這種方式下，BS控制并處理整個(gè)過(guò)程，D2D傳輸?shù)慕⑦^(guò)程對(duì)用戶(hù)是透明的，因此，基于IP的監(jiān)測(cè)機(jī)制對(duì)BS維持 D2D連接并提供服務(wù)的連續(xù)性是有益的。而對(duì)于后者（D2D專(zhuān)用信令模式），潛在D2D用戶(hù)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演變信令SAE，用來(lái)建立D2D連接。此外，文獻(xiàn)[22]定義了一種專(zhuān)用的地址格式，用來(lái)分離D2D傳輸?shù)某跏紖f(xié)議請(qǐng)求SIP，以及常規(guī)SIP請(qǐng)求。一旦專(zhuān)用D2D地址格式被檢測(cè)到，D2D承載則可建立，而非常規(guī)SAE承載。利用專(zhuān)用信令，D2D傳輸建立過(guò)程速度快，并且可實(shí)現(xiàn)BS低處理負(fù)載。然而，上述處理過(guò)程對(duì)用戶(hù)并不是透明的，因?yàn)橛脩?hù)需要區(qū)分 D2D通信和常規(guī)蜂窩通信。此外，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，當(dāng) D2D直連并不可行時(shí)，切換到常規(guī)BS中繼傳輸也很困難。

當(dāng)前關(guān)于 D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)建立的研究工作主要集中在單蜂窩場(chǎng)景，相鄰的雙蜂窩以及多蜂窩情形下，將節(jié)約更多的網(wǎng)絡(luò)資源，尤其是當(dāng)兩用戶(hù)/多用戶(hù)位于各自所在蜂窩的邊緣時(shí)，D2D通信的必要性與優(yōu)越性則更加顯著，然而設(shè)備發(fā)現(xiàn)過(guò)程將會(huì)更加復(fù)雜，不僅需要單蜂窩情景下的發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)過(guò)程，還涉及到BS間的協(xié)調(diào)過(guò)程，因此雙蜂窩/多蜂窩的設(shè)備發(fā)現(xiàn)方案仍需要進(jìn)一步研究。文獻(xiàn)[23]提出了 2種能量節(jié)約的下行鏈路傳輸，限制 D2D簇能量消耗，將峰值噪聲比作為視頻質(zhì)量傳輸標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)基于聯(lián)合博弈論與松弛因子提出了基于分布式合并分裂算法 D2D簇狀接入與緩存，從節(jié)約BS與所有用戶(hù)能量的角度保證了D2D分簇與緩存接入的有效性。基于近鄰性與能量有效性而建立和選擇的D2D連接也是有效的研究方案[24]。文獻(xiàn)[25]提出了一種基于真實(shí)雙向拍賣(mài)模型的多蜂窩 D2D競(jìng)爭(zhēng)接入算法TAD，其中具備D2D通信能力的蜂窩用戶(hù)作為賣(mài)方，而其他等待接入用戶(hù)作為買(mǎi)方。同時(shí)考慮蜂窩內(nèi)與蜂窩間接入，以獲得高拍賣(mài)有效性。經(jīng)過(guò)細(xì)致有效的買(mǎi)賣(mài)匹配、勝利者決策以及定價(jià)過(guò)程，TAD保證個(gè)體合理性、預(yù)算均衡以及真實(shí)性。該方案可以擴(kuò)展到買(mǎi)賣(mài)雙方具有多重資源的情況。但綜合而言，此類(lèi)研究尚少，尤其是所提方案或從用戶(hù)角度，或從網(wǎng)絡(luò)的角度為決策，而同時(shí)考慮二者需求的方案仍沒(méi)有足夠的成果，而如何在兼顧兩者的基礎(chǔ)上，建立滿(mǎn)足QoS需求、快速、低耗的D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)過(guò)程也是未來(lái)發(fā)展的需要。

2) 鏈路性能

當(dāng)D2D通信建立后，D2D連接的性能將關(guān)系到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此 D2D連接的性能研究也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[26]利用隨機(jī)幾何來(lái)探討D2D通信在平均用戶(hù)率上的增強(qiáng)條件，對(duì)于實(shí)際的高負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)，給出了以最大 D2D連接距離，或者用戶(hù)密度參量為變量的函數(shù)閉合表達(dá)式與條件邊界的閉合表達(dá)式，以此表征 D2D通信的優(yōu)勢(shì)范圍。研究表明，在適宜調(diào)度策略的基礎(chǔ)上，D2D通信不僅可以在一般性公認(rèn)的近距離通信中具有優(yōu)勢(shì)，在D2D鏈路距離與蜂窩接入點(diǎn)距離接近，以及較大用戶(hù)密度的情形下，都具有優(yōu)越性。當(dāng)潛在共用信道D2D設(shè)備對(duì)（D2D pair）確定后，所有可行鏈路的傳輸順序也將影響到系統(tǒng)性能[27]，這是一個(gè)完全NP問(wèn)題，文獻(xiàn)[27]利用圖論進(jìn)行分析，得出傳輸順序優(yōu)化問(wèn)題等同于限制均衡最小割圖分割問(wèn)題的結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上提出了分布與集中式的有效異步簇算法。文獻(xiàn)[28]提出一種功率傳輸模型與信號(hào)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)能量收集與安全信息的傳輸，以此來(lái)提升D2D傳輸?shù)陌踩浴Ｎ墨I(xiàn)[29]研究了三時(shí)隙兩路放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼下的 D2D用戶(hù)協(xié)助下的通信中斷概率，并通過(guò)最佳功率分配方法最小化中斷概率。文獻(xiàn)[30]在隨機(jī)到達(dá)通信量與時(shí)變信道條件下，將D2D傳輸能量有效性與時(shí)延的折中建模為隨機(jī)優(yōu)化問(wèn)題，同時(shí)考慮了平均功率、干擾控制與網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的限制。利用分式規(guī)劃與Lyapunov優(yōu)化方法，基于棱柱分支定界法尋求該非凸與NP難問(wèn)題的折中解。文獻(xiàn)[31]分析了D2D通信跳數(shù)與中斷概率的關(guān)系，并給出閉合表達(dá)式，研究表明，D2D通信可大幅減少蜂窩間通信中斷概率，同時(shí) D2D通信的中斷概率小于5%，表明了其可靠性。文獻(xiàn)[32]提出一種基于多跳中繼的 D2D協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)算法，包括多播和單播2個(gè)模式。該算法根據(jù)D2D鏈路質(zhì)量自適應(yīng)地選擇最優(yōu)的中繼、路由及傳輸跳數(shù)，能夠充分利用D2D鏈路的多信道分集增益。在上述對(duì)D2D傳輸選擇與性能的研究中，都不可避免地涉及到信道狀態(tài)信息CSI[33]，如何獲取該信息，以及信息的獲取準(zhǔn)確度都是關(guān)系到D2D傳輸性能的關(guān)鍵因素，同樣具有重要的研究?jī)r(jià)值。

2.2 D2D資源分配

D2D為通信提供了更方便、靈活的傳輸模式，而如何合理并充分利用傳統(tǒng)蜂窩資源與D2D資源，以及有效分配頻譜、功率等資源，對(duì)于 D2D通信至關(guān)重要。一方面，D2D通信為用戶(hù)帶來(lái)了更多的自由度，既可以利用專(zhuān)用的資源，也可以復(fù)用 BS中繼鏈路，節(jié)約能量，復(fù)用頻譜資源，通信方式更多樣，資源利用率更高。另一方面，D2D通信與傳統(tǒng)通信方式并存的局面也將帶來(lái) D2D用戶(hù)與傳統(tǒng)的蜂窩用戶(hù)間的干擾，其中包括蜂窩內(nèi)干擾與蜂窩間干擾。因此，如何充分合理地在 D2D與傳統(tǒng)方式間進(jìn)行靈活切換，提升通信的QoS，合理分配系統(tǒng)資源，避免用戶(hù)間干擾，是 D2D通信資源分配技術(shù)所需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題，而干擾管理的有效性也關(guān)系到 D2D技術(shù)優(yōu)勢(shì)的顯現(xiàn)與利用，具有重要意義。本文將資源分配的研究分為2類(lèi)，一類(lèi)為面向干擾管理的資源分配研究，另一類(lèi)為面向傳輸QoS的資源分配研究。

1) 干擾管理

在 D2D通信資源分配與干擾分析方面，國(guó)內(nèi)外已有較多的研究方案。功率控制是一種直接限制干擾的方案，當(dāng)一個(gè)信道同時(shí)被多個(gè)用戶(hù)復(fù)用時(shí)，由于鏈路之間的相互干擾，通過(guò)功率控制來(lái)最大化通信速率將成為一個(gè)非凸問(wèn)題。該問(wèn)題的求解至今仍是一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題，文獻(xiàn)[34]將該問(wèn)題建模為一個(gè)簡(jiǎn)潔的二值整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題，然而整數(shù)規(guī)劃仍是NP難問(wèn)題，該文進(jìn)一步利用Canonical對(duì)偶理論，得到其對(duì)偶形式，該對(duì)偶問(wèn)題是一個(gè)連續(xù)域內(nèi)的凸問(wèn)題，在特定的條件下，可以通過(guò)求解對(duì)偶問(wèn)題得到原問(wèn)題的最優(yōu)解。文獻(xiàn)[35]提出了基于全網(wǎng)吞吐量的優(yōu)化功率控制與模式轉(zhuǎn)換方法，以此進(jìn)行干擾管理；文獻(xiàn)[36]提出一種固定功率邊緣策略來(lái)協(xié)調(diào)D2D與傳統(tǒng)蜂窩用戶(hù)（RCU, regular cellular user）的干擾，D2D設(shè)備通過(guò)識(shí)別功率邊緣范圍，并調(diào)整自身傳輸功率來(lái)滿(mǎn)足最小信干比SINR需求。該方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是很難確定適宜的功率邊緣，高的邊緣值將會(huì)減少與 D2D共享資源的傳統(tǒng)蜂窩用戶(hù)數(shù)量，而低的邊緣值又會(huì)降低 D2D用戶(hù)滿(mǎn)足最小SINR的概率。JPRBA算法[37]區(qū)分了多用戶(hù)D2D下行LTE-A網(wǎng)絡(luò)的多蜂窩內(nèi)與蜂窩間干擾管理問(wèn)題，通過(guò)為每個(gè) D2D發(fā)送機(jī)引入功率控制與資源分配向量，該向量為每條 D2D鏈路選擇合適的復(fù)用資源塊。為了獲得合適的向量值，該算法引入了組稀疏結(jié)構(gòu)來(lái)決策和值率最大化問(wèn)題。文獻(xiàn)[38]基于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，構(gòu)建了最小化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備總傳輸功率的強(qiáng)制性?xún)?yōu)化方案，在保證 D2D與蜂窩用戶(hù)QoS需求的同時(shí)，將相互間干擾控制到某一范圍內(nèi)。基于粒子群優(yōu)化的功率分配方案也在 D2D通信中實(shí)現(xiàn)[39]。在基于D2D的LET網(wǎng)絡(luò)中，干擾管理還需解決時(shí)間與頻率同步問(wèn)題，以避免蜂窩內(nèi)與蜂窩間的干擾[40]。在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中，利用功率控制避免干擾也是較為常見(jiàn)的解決方案，文獻(xiàn)[41]利用車(chē)輛地理位置，對(duì) D2D-Vehicular進(jìn)行分組，稀疏化潛在的D2D-Vehicular鏈路，通過(guò)利用復(fù)用信道選擇與功率控制，減少車(chē)輛間的相互干擾。

2) QoS保證策略

D2D資源配置技術(shù)不僅可以針對(duì)設(shè)備間干擾進(jìn)行管理，更為重要的是針對(duì)全網(wǎng)性能進(jìn)行優(yōu)化，一方面可以滿(mǎn)足某些特性需求下的通信性能，另一方面，通過(guò)合理的資源配置，達(dá)到全面提升網(wǎng)絡(luò)QoS的目的。通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)在不同信道模式下（共享信道、正交信道）的時(shí)延QoS需求與影響，進(jìn)而提出針對(duì)性的功率分配方案，在統(tǒng)計(jì)QoS需求的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)在給定時(shí)延QoS限制下獲得最大網(wǎng)絡(luò)吞吐量的目的[42]。文獻(xiàn)[43]提出了D2D通信限制區(qū)域和 D2D 用戶(hù)限制復(fù)用蜂窩用戶(hù)資源區(qū)域的概念，為了保證蜂窩系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量需求并提升系統(tǒng)性能，使用非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題中的乘子法來(lái)確定 D2D用戶(hù)和 CUE的最佳發(fā)射功率，以最大化系統(tǒng)吞吐量。JPAMS[44]推導(dǎo)了滿(mǎn)足不同 QoS限制需求的D2D與蜂窩鏈路最小功率，并基于功率配置在非理想CSI的情況下進(jìn)行模式選擇。文獻(xiàn)[45]提出改進(jìn)的比例公平(IPF)干擾控制方案，在保證蜂窩用戶(hù)和D2D用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量需求的前提下，為每一個(gè)D2D設(shè)備對(duì)選擇最佳的蜂窩用戶(hù)來(lái)共享頻譜資源，IPF方案比起之前的方案，能夠有效改善蜂窩系統(tǒng)的公平性和吞吐量。在基于D2D的蜂窩網(wǎng)異構(gòu)應(yīng)用中，可以根據(jù)應(yīng)用的QoS需求進(jìn)行資源與功率分配。文獻(xiàn)[46]分析了數(shù)據(jù)流類(lèi)與文件共享 2種不同的應(yīng)用類(lèi)型，并提出優(yōu)化方案協(xié)調(diào) D2D與蜂窩通信共享資源，該方案可進(jìn)一步擴(kuò)展到多種不同應(yīng)用類(lèi)型的情形。基于資源配置亦可實(shí)現(xiàn)安全性需求，文獻(xiàn)[47]提出了基于人工噪聲輔助的 D2D異構(gòu)蜂窩安全通信方法，建立系統(tǒng)可達(dá)保密速率模型，然后在基站的蜂窩通信信號(hào)中添加人工噪聲，以最大化系統(tǒng)保密速率為目標(biāo)設(shè)計(jì)蜂窩用戶(hù)期望信號(hào)與人工噪聲的波束矢量，進(jìn)而基于公平性約束提出一種基站功率分配、期望信號(hào)預(yù)編碼向量以及D2D功率控制的聯(lián)合優(yōu)化算法，系統(tǒng)可達(dá)保密速率最高提升約2.7 bit/(s·Hz)。

3) 模式切換與分流機(jī)制

將不同的無(wú)線(xiàn)技術(shù)融入到現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，充分利用未使用的帶寬，將計(jì)劃通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，緩解蜂窩網(wǎng)壓力，是分流（offloading）的思想來(lái)源。在 D2D網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)存在D2D通信與傳統(tǒng)蜂窩通信2種模式，它們之間互相協(xié)調(diào)，同時(shí)又互相競(jìng)爭(zhēng)與干擾，因此，如何在二者之間適宜切換，將通信數(shù)據(jù)進(jìn)行有效合理分流，進(jìn)而最小化干擾，最大化系統(tǒng)性能，是D2D通信以及基于該技術(shù)的多種網(wǎng)絡(luò)所需協(xié)調(diào)問(wèn)題。近年來(lái)，分流問(wèn)題引起了工業(yè)和學(xué)術(shù)界的廣泛研究與探討，相關(guān)學(xué)者致力于從不同角度尋找解決分流的有效方法。研究初期，許多學(xué)者嘗試用移動(dòng)代理或增加轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的方法提高 D2D分流的潛在機(jī)會(huì)[48,49]，代理節(jié)點(diǎn)從蜂窩基站獲取多媒體內(nèi)容，由 Wi-Fi多播轉(zhuǎn)發(fā)給其他感興趣的節(jié)點(diǎn)，利用社交網(wǎng)絡(luò)分析終端用戶(hù)之間的接觸模式，進(jìn)而選擇合適的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集。Valerio等更直接地在分流中借助機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)[50]，將要轉(zhuǎn)發(fā)的內(nèi)容副本注入到機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，以確保數(shù)據(jù)能夠及時(shí)有效地到達(dá)用戶(hù)端。這類(lèi)研究的實(shí)質(zhì)是通過(guò)用戶(hù)的移動(dòng)重復(fù)性和流動(dòng)周期性擴(kuò)大D2D建立范圍，能有效增加當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)分流機(jī)會(huì)，但卻很難滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)超低時(shí)延的需要。

隨著研究工作的深入，也有部分學(xué)者從全局角度考慮 D2D分流的設(shè)備發(fā)現(xiàn)和連接建立等問(wèn)題，出現(xiàn)了面向全局、局部和無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的統(tǒng)一設(shè)備發(fā)現(xiàn)方案[51]。還有一些研究成果利用分流所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)性能增益，進(jìn)一步優(yōu)化分流策略的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)[52]。時(shí)隙調(diào)度算法[53]可在時(shí)隙上調(diào)度相同頻率資源上的D2D鏈路，如此則可獲得相同頻率D2D鏈路的時(shí)隙比例公平性。文獻(xiàn)[54]提出了最大化D2D中繼系統(tǒng)和率的隨機(jī)優(yōu)化算法，滿(mǎn)足每個(gè)UE的最小化平均數(shù)據(jù)率需求，進(jìn)而提出了機(jī)會(huì)調(diào)度算法與低復(fù)雜度的啟發(fā)式算法。文獻(xiàn)[55]提出了最大化用戶(hù)優(yōu)化比例公平調(diào)度算法，文獻(xiàn)[56]利用博弈論解決D2D與蜂窩網(wǎng)信道競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，文獻(xiàn)[57]針對(duì)大規(guī)模用戶(hù)的基站調(diào)度，將該問(wèn)題規(guī)劃為流極大值問(wèn)題。文獻(xiàn)[58]以最大化全局能量有效性為目的，同時(shí)考慮電路功率消耗與所有用戶(hù)的QoS需求，考慮了3種傳輸模式，即專(zhuān)用模式、復(fù)用模式與蜂窩模式，進(jìn)而采取參數(shù)Dinkelbach方法與凹凸過(guò)程，通過(guò)連續(xù)凸近似將傳統(tǒng)優(yōu)化方法轉(zhuǎn)化為更易管理的模式，最后利用內(nèi)點(diǎn)法求解。文獻(xiàn)[59]考慮到用戶(hù)的自私性，提出了交聯(lián)博弈算法來(lái)獲取自私行為的動(dòng)態(tài)參數(shù)，進(jìn)而提出了用戶(hù)效用函數(shù)并指明了穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)的收斂條件。基于此，構(gòu)建了用戶(hù)可以基于歷史記錄確定D2D分享策略的交聯(lián)算法。文獻(xiàn)[60]提出了一種D2D通信的混合模式，D2D鏈路可以工作在多模式復(fù)用的條件下，在最大化加權(quán) D2D和率的前提下，根據(jù)非凸蜂窩功率限制與信道分配的二進(jìn)制限制，提出了一種基于能量分裂變量的二步接入策略，由此混合模式分配與資源配置可以分別優(yōu)化。當(dāng)前的研究工作為蜂窩網(wǎng)分流調(diào)度策略的研究奠定了一定的理論基礎(chǔ)，但多數(shù)研究建立在理想的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和預(yù)期分布下，沒(méi)有考慮未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、業(yè)務(wù)多樣性以及用戶(hù)面的超低時(shí)延體驗(yàn)等需求，未來(lái)的研究需要通過(guò)基于不同業(yè)務(wù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效模型將 D2D分流網(wǎng)絡(luò)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)緊密耦合，設(shè)計(jì)全局統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制輔助 D2D網(wǎng)絡(luò)調(diào)度策略的執(zhí)行，解決 D2D通信的近鄰發(fā)現(xiàn)和資源分配等諸多難題，最終為未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供完善靈活的D2D分流體系。

2.3 D2D緩存網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)急劇增加，為了滿(mǎn)足未來(lái)通信高速率、低時(shí)延的數(shù)據(jù)傳輸需求，尤其是視頻流接入增加了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的需求與考驗(yàn)，緩存技術(shù)則是解決該問(wèn)題的重要途徑之一，通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備存儲(chǔ)，或者是用分散在網(wǎng)絡(luò)中的專(zhuān)用輔助節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存儲(chǔ)。假設(shè)一個(gè)中等密度的城市地區(qū)，每個(gè)用戶(hù)的視頻需求可以通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò)緩沖得到滿(mǎn)足，而不需要占用高吞吐量回傳給核心網(wǎng)，這種回傳是網(wǎng)絡(luò)的一大瓶頸，將帶來(lái)高成本，或者是不靈活等缺點(diǎn)。因此在無(wú)線(xiàn)D2D網(wǎng)絡(luò)中，緩存技術(shù)的研究是高速率、高吞吐量業(yè)務(wù)需求所依賴(lài)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，緩存技術(shù)的研究主要集中在優(yōu)化算法、基于信息論的緩存研究與性能分析、移動(dòng)性等方面。在優(yōu)化算法方面，主要是根據(jù)緩存目標(biāo)，如最小化下載時(shí)間，最大吞吐量等，在此基礎(chǔ)上，將緩存問(wèn)題建模為優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解[61]。文獻(xiàn)[62, 63]為基于信息論的相關(guān)研究，研究了一跳 D2D通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)端緩存問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)由n個(gè)用戶(hù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)存儲(chǔ)一個(gè)文件庫(kù)m個(gè)文件中的M個(gè)，通過(guò)隨機(jī)緩存策略與干擾避免傳輸，結(jié)合空間復(fù)用，則鏈路在空間上得以分離，因此這些鏈路可以同時(shí)處于激活狀態(tài)，因?yàn)?n，m→∞，nM>>m，每個(gè)用戶(hù)的吞吐量為中斷概率可控為小概率事件，以此保證并提升 D2D無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的性能。文獻(xiàn)[64]以一種簡(jiǎn)潔的形式提出了基于緩存的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)吞吐量標(biāo)度律研究以及異步復(fù)用策略。在移動(dòng)性方面，相關(guān)研究分別從移動(dòng)性建模與移動(dòng)性對(duì)緩存的影響等方面進(jìn)行研究。此外，也可以通過(guò)增加基站的緩存空間節(jié)約系統(tǒng)帶寬，以此大幅提升系統(tǒng)性能[65]。

2.4 D2D與MIMO技術(shù)

在LTE-A以及其他一些系統(tǒng)中，用戶(hù)終端具有多天線(xiàn)，D2D用戶(hù)與傳統(tǒng)蜂窩用戶(hù)RCU就可以復(fù)用時(shí)頻資源，實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸，系統(tǒng)的頑健性與容量都將得到增強(qiáng)與改善，因此，研究D2D-MIMO傳輸策略，以充分利用無(wú)線(xiàn)信道資源，具有廣泛的研究?jī)r(jià)值。關(guān)于D2D與MIMO技術(shù)的研究，主要集中在接收機(jī)設(shè)計(jì)方面，由于多用戶(hù)的增加，D2D用戶(hù)與蜂窩用戶(hù)間的干擾也將隨著用戶(hù)數(shù)增加而變得更為復(fù)雜。D2D-MIMO的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，由于多用戶(hù)的存在，不同的D2D鏈路以及D2D與蜂窩用戶(hù)通信間將存在干擾，此外，當(dāng)2個(gè)不在同一蜂窩區(qū)域內(nèi)的用戶(hù)同時(shí)向某一接收 D2D設(shè)備發(fā)送信息時(shí)，還存在碰撞等干擾問(wèn)題。因此對(duì)接收機(jī)的設(shè)計(jì)研究較為重要，也吸引了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者，產(chǎn)生了豐富的成果。文獻(xiàn)[66]針對(duì)D2D-MIMO系統(tǒng)終端D2D用戶(hù)復(fù)用蜂窩下行資源，基站對(duì)D2D接收機(jī)干擾較嚴(yán)重的問(wèn)題，通過(guò)編碼策略進(jìn)行抑制干擾，文獻(xiàn)[67]基于最小均方誤差設(shè)計(jì)了預(yù)編碼解碼器，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)了分布與集中式算法，減少D2D與蜂窩用戶(hù)雙向通信干擾。大規(guī)模MIMO中的多用戶(hù)傳輸也會(huì)增加蜂窩與 D2D間的干擾，文獻(xiàn)[68]分析了大規(guī)模MIMO與D2D網(wǎng)絡(luò)在多蜂窩設(shè)計(jì)上的相關(guān)影響。文獻(xiàn)[69]設(shè)計(jì)了最大化 D2D與 RCU傳輸率的接收機(jī)，利用連續(xù)二次規(guī)劃來(lái)尋找最優(yōu)的傳輸預(yù)編碼與解碼器。

3 D2D未來(lái)技術(shù)發(fā)展

當(dāng)前關(guān)于D2D的研究尚且集中在D2D的發(fā)現(xiàn)、建立、資源分配等基本關(guān)鍵問(wèn)題，未來(lái)的研究將一方面著眼于進(jìn)一步解決上述科學(xué)問(wèn)題，尤其是涉及到移動(dòng)性、多蜂窩用戶(hù)等場(chǎng)景時(shí)的設(shè)備發(fā)現(xiàn)、資源分配、干擾管理與緩存；另一方面隨著 5G通信的日益臨近，以及“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略的發(fā)展，如何在5G通信體系與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮D2D技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，則是D2D未來(lái)發(fā)展與研究的趨勢(shì)[70]。

3.1 D2D關(guān)鍵技術(shù)研究發(fā)展趨勢(shì)

在 D2D無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備發(fā)現(xiàn)、資源管理、緩存等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)中的基本也是關(guān)鍵問(wèn)題，已有一定的解決方案，然而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)紛雜多樣，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成、拓?fù)洹h(huán)境、需求等的變化都將對(duì)上述通信關(guān)鍵技術(shù)的解決方案提出新的要求，因此本文面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)特性，對(duì)上述關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展做出展望。

1) 多蜂窩網(wǎng)絡(luò)下的D2D通信

圖2 D2D-MIMO結(jié)構(gòu)與原理

目前的研究大都解決單一蜂窩內(nèi)的用戶(hù)與D2D設(shè)備間的連接建立、資源管理等問(wèn)題，然而D2D通信將不僅存在于單蜂窩環(huán)境，對(duì)于一般性的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，D2D是泛在存在的，尤其是當(dāng)前研究大都假定 D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)建立過(guò)程已完成，因此在多蜂窩網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下 D2D設(shè)備如何發(fā)現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)設(shè)備之間是否有競(jìng)爭(zhēng)、競(jìng)爭(zhēng)如何協(xié)調(diào)、如何通過(guò)資源配置協(xié)調(diào)干擾以及滿(mǎn)足此種情形下的 QoS需求等，都是未來(lái)研究需要解決的問(wèn)題。

2) 設(shè)備移動(dòng)性對(duì)D2D通信的影響

移動(dòng)性是無(wú)線(xiàn)通信的基本特性，因此 D2D設(shè)備將不可避免地存在不同程度的移動(dòng)性，當(dāng)設(shè)備移動(dòng)時(shí)對(duì) D2D鏈路的建立，以及對(duì)蜂窩用戶(hù)的分流與干擾管理等策略都將產(chǎn)生不同程度的影響；同時(shí)，當(dāng)前緩存技術(shù)研究大都是假定在當(dāng)前蜂窩內(nèi)存在輔助節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，那么移動(dòng)性也將影響原方案的有效性；此外，移動(dòng)環(huán)境下，如何在傳統(tǒng)通信方式與 D2D方式間進(jìn)行模式選擇與數(shù)據(jù)分流也是發(fā)揮 D2D通信優(yōu)勢(shì)的重要課題。因此設(shè)備移動(dòng)性對(duì)上述關(guān)鍵技術(shù)的影響也是 D2D無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)不可忽視的問(wèn)題。

3) QoS需求

雖然當(dāng)前研究已將無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的 QoS需求列為研究目標(biāo)，然而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，尤其是在未來(lái)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，QoS的需求將更為復(fù)雜，如何在滿(mǎn)足當(dāng)前參數(shù)需求的同時(shí)，有效協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)總體性能是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)永恒的課題。

4) 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的D2D通信

當(dāng)前研究大都集中在單蜂窩單跳 D2D網(wǎng)絡(luò)，而真實(shí)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在大量無(wú)線(xiàn)設(shè)備，此時(shí)將提供大規(guī)模的可用 D2D通信，當(dāng)上述關(guān)鍵技術(shù)涉及的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模都由1拓展為n時(shí)，技術(shù)難度可想而知，因此如何建立大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的 D2D通信，上述眾多關(guān)鍵技術(shù)都存在大量的技術(shù)難點(diǎn)需要攻克。

3.2 D2D與未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展架構(gòu)設(shè)計(jì)

5G通信計(jì)劃在2020年面世，5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有混合性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，加之大量無(wú)線(xiàn)設(shè)備的同時(shí)接入和不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的差異性[71]，使未來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的D2D通信將產(chǎn)生難以預(yù)料的困難。一方面，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為 D2D通信的近鄰發(fā)現(xiàn)、時(shí)鐘同步和資源分配帶來(lái)了更多挑戰(zhàn)，需要一個(gè)綜合的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的集中管理和接入優(yōu)化，利用有限的頻譜資源實(shí)現(xiàn)高效、流暢的通信；另一方面，大規(guī)模的 D2D設(shè)備同時(shí)接入將會(huì)導(dǎo)致工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)不堪重負(fù)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化已經(jīng)成為未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)的新寵，利用SDN/NFV技術(shù)就可以將底層的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象，通過(guò)控制層將其看成統(tǒng)一的資源進(jìn)行調(diào)度，有效地從全局角度對(duì)無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制和資源分配，利用模式選擇和負(fù)載均衡，實(shí)現(xiàn)各智能終端的快速、穩(wěn)定的接入，最大化地打開(kāi)云服務(wù)的運(yùn)用空間。這種全新的通信理論及接入方法必將成為 D2D通信系統(tǒng)的另一個(gè)研究重點(diǎn)。

從目前情況看，D2D表現(xiàn)和發(fā)揮的舞臺(tái)就是IoT和5G，而事實(shí)上，這2種技術(shù)都沒(méi)有成型的體系架構(gòu)。5G期待于2020年商用，而IoT期望于2025年全面鋪開(kāi)。并且，研究者還要關(guān)注的是，這2種通信體系各自演進(jìn)的同時(shí)，協(xié)同工作將成為他們溝通、擴(kuò)展應(yīng)用范圍的主流方式。新興的 D2D技術(shù)可以均衡分流 5G系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量，同時(shí)豐富 IoT的接入方式，未來(lái)通信系統(tǒng)需要這種基于 D2D的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。因此未來(lái)的 D2D研究首要解決的即是D2D與5G、物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)架構(gòu)，以及在該架構(gòu)下的通信建立、資源管理、D2D與SDN的結(jié)合等科學(xué)問(wèn)題。

1) D2D與5G、物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

工業(yè)4.0的興起拉動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，撼動(dòng)了傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)體系架構(gòu)，并傳遞了一個(gè)信息：工業(yè)4.0框架之下的通信體系結(jié)構(gòu)與以往任何時(shí)代的通信系統(tǒng)不同，將具有更高的信息采集和處理效率[2,72]。4G Americas推進(jìn)組在其白皮書(shū)[73]中指出，北美社會(huì)對(duì)于5G的諸如海量接入、永遠(yuǎn)在線(xiàn)、高能效、支持靈活的空中接口等愿景不能僅依賴(lài)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)實(shí)現(xiàn)，需要全新的協(xié)議和接入技術(shù)，換句話(huà)說(shuō)，通信體系架構(gòu)也需要不斷更新。日本NTT DOCOMO設(shè)計(jì)了包括射頻網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)云2層的5G架構(gòu)[74]，使用SDN實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)/控制平面的分離，并提出了網(wǎng)絡(luò)智能的概念用于系統(tǒng)資源管理；由芬蘭國(guó)家技術(shù)局資助的一項(xiàng)坦佩雷大學(xué)與 Intel聯(lián)合項(xiàng)目的研究成果中提出了一種D2D分流移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的具體機(jī)制[75]，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了 D2D通信的引入可明顯增加網(wǎng)絡(luò)容量，同時(shí)改善能效，保證用戶(hù)體驗(yàn)；國(guó)內(nèi)的未來(lái)移動(dòng)通信論壇在其5G白皮書(shū)[76]中，立足更靈活、更節(jié)能、更快速的需求點(diǎn)，針對(duì)未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了深入的探討，在射頻接入網(wǎng)絡(luò)（RAN, radio access network）層面提出了新的名為C-RAN（centralized,cooperative, cloud and clean-RAN）的技術(shù)。

現(xiàn)有的扁平化 LTE體系結(jié)構(gòu)促進(jìn)了移動(dòng)通信系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的高度融合，高密度、智能化、可編程則代表了未來(lái)移動(dòng)通信演進(jìn)的進(jìn)一步發(fā)展趨勢(shì)，體系結(jié)構(gòu)變革將是新一代無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。針對(duì)上述演進(jìn)目標(biāo)，本文針對(duì)未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信的需求，設(shè)計(jì)了基于數(shù)據(jù)與控制分離的下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的扁平化架構(gòu)，通過(guò)光纖前傳和軟件定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)扁平化的2層5G架構(gòu)：負(fù)責(zé)接入的下層宏/小基站蜂窩網(wǎng)和負(fù)責(zé)管理的上層網(wǎng)絡(luò)云。LTE網(wǎng)絡(luò)中的宏基站主要由2種功能模塊組成，分別為實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)處理的基帶單元（BBU, base band unit）和負(fù)責(zé)射頻接入的射頻單元（RRU,remote radio unit），在本文提出的5G云架構(gòu)中BBU被移至上層集中管理，BBU中心和上層網(wǎng)絡(luò)云中的核心網(wǎng)均由軟件定義網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，它們之間通過(guò)回傳（backhaul）鏈路傳輸數(shù)據(jù)。BBU中心同時(shí)與下層蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的射頻單元通過(guò)光纖建立連接，形成前傳（fronthaul）網(wǎng)絡(luò)減少網(wǎng)絡(luò)的控制開(kāi)銷(xiāo)。相比LTE系統(tǒng)，架構(gòu)中負(fù)責(zé)接入的宏基站、小基站分別使用更低和更高的頻段獲得更廣的覆蓋和更大的容量，同時(shí)小基站之間互相連接組成的Mesh網(wǎng)絡(luò)能夠有效地改善邊緣區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)性能。

此外，5G異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)將兼容多種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，并支持家庭娛樂(lè)、交通運(yùn)輸、樓宇辦公、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中的各類(lèi)無(wú)線(xiàn)3C（computer, communication,consumer）終端設(shè)備的接口，綜合考慮固定信道帶寬的傳統(tǒng)蜂窩通信，強(qiáng)調(diào)終端直接通信的新興D2D技術(shù)以及為提升頻譜效率設(shè)計(jì)的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電信道爭(zhēng)用機(jī)制，下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中基于基站的通信主要有以下 3種。① 直接通過(guò)基站建立的通信：基站為終端設(shè)備分配上下行信道，通信的建立依賴(lài)設(shè)備與基站間的直達(dá)鏈路。② 利用授權(quán)D2D技術(shù)建立的通信：在基站的控制下，終端設(shè)備之間通過(guò)授權(quán)頻帶直接進(jìn)行通信。③ 基于認(rèn)知無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（CRN, cognitive radio network）建立的通信，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電的引入是為了進(jìn)一步提高頻譜利用率。具體地，5G中的蜂窩用戶(hù)分為 2種：使用固定帶寬的主用戶(hù)（PU, primary user）和隨機(jī)爭(zhēng)用空閑頻譜資源的次級(jí)用戶(hù)（SU, secondary user），次級(jí)用戶(hù)雖然也通過(guò)基站建立通信，但是它們占用的通信帶寬不固定，射頻功率小，穩(wěn)定性差。接入網(wǎng)中基于不同技術(shù)的終端工作模式或直接與宏基站進(jìn)行通信，或通過(guò)小基站轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組間接和 RRU建立連接，最后統(tǒng)一由光纖前傳網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備與 BBU中心和核心網(wǎng)間雙向的數(shù)據(jù)傳送。

尚未成型的5G和IoT不是互斥或單向包含的關(guān)系，本文在5G架構(gòu)的相關(guān)工作基礎(chǔ)上，根據(jù)路由機(jī)制、占用的軟硬件資源、D2D技術(shù)引入方式的不同探討兩者在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)系。

圖3 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的D2D方式

根據(jù)工作頻段的不同，D2D通信模式可分為運(yùn)行在授權(quán)頻段的D2D和運(yùn)行在免授權(quán)頻段的D2D。目前，授權(quán)頻段 D2D通信技術(shù)尚未標(biāo)準(zhǔn)化，免授權(quán)頻段 D2D技術(shù)則可由本身已相當(dāng)成熟的諸如Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee等技術(shù)作支持。其中授權(quán)頻段D2D分為D2D通信與傳統(tǒng)蜂窩通信共用無(wú)線(xiàn)頻譜的有重疊方式和分配部分專(zhuān)用授權(quán)頻段用于D2D的無(wú)重疊方式；免授權(quán)頻段D2D通信又可依據(jù)控制方式細(xì)分為由基站控制通信的受控模式和終端設(shè)備負(fù)責(zé)通信管理的自主模式。針對(duì)不同D2D方式固有的優(yōu)缺點(diǎn)，本文針對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的融合需求，提出根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同選擇適合的 D2D方式最大程度地發(fā)揮新興技術(shù)先天的優(yōu)勢(shì)，更好地融入未來(lái)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，選擇依據(jù)如圖3所示，其中，D2D根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景分為D2D通信和D2D中繼，D2D通信主要用來(lái)分流蜂窩網(wǎng)數(shù)據(jù)量，D2D中繼主要用來(lái)改善部分用戶(hù)的服務(wù)體驗(yàn)。作為蜂窩通信的重要的補(bǔ)充，在5G以及未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，D2D的引入方式分為：① 運(yùn)營(yíng)商控制的 D2D通信（DC-OC, D2D communication controlled by operator）；② 運(yùn)營(yíng)商控制的 D2D 中繼（DR-OC, D2D relaying controlled by operator）；③服務(wù)器控制的D2D通信（DC-SC, D2D communication controlled by server）；④ 服務(wù)器控制的D2D中繼（DR-SC, D2D relaying controlled by server）；⑤ 終端控制的 D2D通信（DC-DC, D2D communication controlled by device）。特別地，DC-DC方式中通信的建立和管理不需要運(yùn)營(yíng)商或服務(wù)器的參與，但要求終端設(shè)備在物理距離上鄰近（devices in proximity）方能進(jìn)行。

與此同時(shí)，本文在考慮5G、IoT以及Internet的技術(shù)構(gòu)成差異的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了統(tǒng)一管理三者的融合核心網(wǎng)，如圖4所示。其中，演進(jìn)的分組網(wǎng)核心（EPC, evolved packet core）負(fù)責(zé)傳統(tǒng)蜂窩通信；D2D通信服務(wù)器核心（DSC, D2D server core）負(fù)責(zé)新引入的分流D2D通信；資源調(diào)度器核心（RDC,resource dispatching core）負(fù)責(zé)系統(tǒng)資源調(diào)度以及提供對(duì)外應(yīng)用程序接口（API, application programming interface）。EPC由目前的LTE網(wǎng)絡(luò)相關(guān)網(wǎng)元發(fā)展而來(lái)，DSC和RDC則可以基于云計(jì)算（cloud computing）集群搭建，其中，統(tǒng)一的系統(tǒng)資源調(diào)度核心 RDC主要完成頻譜管理、功率控制、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)等功能。具體地，資源調(diào)度器核心（RDC）由射頻功率控制器（RPC）、網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度器（NRS）、政策及收費(fèi)規(guī)則功能（PCRF）和云計(jì)算接口（CCI）組成；D2D通信服務(wù)器核心(DSC)由信道狀態(tài)信息探測(cè)器（CSID）、終端設(shè)備功率控制器（DPC）和路由協(xié)議處理器（RPP）組成；演進(jìn)的分組網(wǎng)核心(EPC)由頻譜管理實(shí)體（SME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW）和移動(dòng)性管理實(shí)體（MME）組成，3個(gè)核心之間通過(guò)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（PDN-GW）實(shí)現(xiàn)信息交換。

綜上，本文提出了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的垂直與平行通信體系，如圖5所示。

圖4 融合核心網(wǎng)設(shè)計(jì)

將未來(lái)的融合網(wǎng)絡(luò)分為上下2層，下層的接入網(wǎng)由5G扁平架構(gòu)負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)接入的宏/小基站蜂窩網(wǎng)和承載基于服務(wù)器終端直接通信的IP鏈路構(gòu)成；上層網(wǎng)絡(luò)云中的融合核心網(wǎng)則聯(lián)接了 LTE網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)分組核心和 D2D通信服務(wù)核心，并通過(guò)資源調(diào)度核心對(duì)二者進(jìn)行統(tǒng)一的管理，3個(gè)核心之間通過(guò)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（PDN GW）傳輸數(shù)據(jù)，PDN GW同時(shí)還負(fù)責(zé)連接融合核心網(wǎng)和Internet。資源調(diào)度核心將虛擬的資源池作為服務(wù)提供給第三方，進(jìn)而為基于5G資源池和Internet的應(yīng)用提供程序接口。融合網(wǎng)絡(luò)中的5G系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上包含射頻接入網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)云中的EPC、DSC、RDC 3個(gè)核心，上下2層通過(guò)新型的光纖前傳網(wǎng)交互信息，這些基站設(shè)施、通信鏈路和池化的網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)作實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)通信(蜂窩、Mesh、CRN)的支持，與此同時(shí)，資源調(diào)度核心RDC將對(duì)傳統(tǒng)通信與D2D以及特定場(chǎng)景中具體采用哪種D2D通信模式提供選擇策略。IoT則更多體現(xiàn)在Internet、服務(wù)器集群和相關(guān)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)等方面，結(jié)合支持泛在連接的網(wǎng)絡(luò)特性和 Internet成熟的技術(shù)對(duì)基于服務(wù)器的 D2D通信和中繼提供支持，在5G資源池的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。基于Internet的子系統(tǒng)為DC-SC和DR-SC提供適合的IP鏈路和路由機(jī)制，保障終端與DSC間的數(shù)據(jù)傳遞。面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的5G、IoT、Internet將不再孤立存在，從融合網(wǎng)的垂直層次看，三者將結(jié)合各自的技術(shù)特點(diǎn)共同協(xié)作完成對(duì)下層的接入和上層的管理，體系中上層的DSC、RDC、基于5G資源池和 Internet的應(yīng)用則體現(xiàn)了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中技術(shù)融合的大方向。

圖5 基于D2D的5G/IoT融合網(wǎng)絡(luò)

2) D2D與SDN技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)智能移動(dòng)設(shè)備的爆發(fā)式增長(zhǎng)及其差異化發(fā)展，高密度異構(gòu)無(wú)線(xiàn)D2D網(wǎng)絡(luò)必須能夠同時(shí)支持大量的設(shè)備連接，保證通信的實(shí)時(shí)性和可靠性。新技術(shù)如NFV和SDN為這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了新思路。SDN是一種軟件集中控制、網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放的體系架構(gòu)，核心思想在于控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離，并通過(guò)開(kāi)放的軟件定義實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的靈活重構(gòu)，其最大價(jià)值是提高全網(wǎng)資源使用效率，提升網(wǎng)絡(luò)虛擬化能力和簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理。NFV采用虛擬化技術(shù)，將傳統(tǒng)通信設(shè)備與硬件解耦，基于通用的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)功能，有效提升設(shè)備的建設(shè)、管理和維護(hù)效率，顯著降低資本支出和運(yùn)營(yíng)成本[77]。

SDN/NFV能有效解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)僵化的問(wèn)題，滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量需求。文獻(xiàn)[78]提出一種基于SDN和NFV的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它的基本思想是利用SDN和NFV技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化，滿(mǎn)足未來(lái)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)大容量和低延時(shí)的需求。文獻(xiàn)[79]針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)封閉和僵化的架構(gòu)，將 SDN和 NFV技術(shù)應(yīng)用于新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過(guò)提供全網(wǎng)的可編程性有效地創(chuàng)造了集中的網(wǎng)絡(luò)抽象，提出一個(gè)能滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)流量需求的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。文獻(xiàn)[80]將 D2D通信整合到SDN和NFV框架中，提出了基于虛擬無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的框架來(lái)提供軟件定義 D2D通信。無(wú)線(xiàn)移動(dòng)用戶(hù)可以從無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化和軟件定義D2D通信中獲益，所提出的方案可以顯著提高實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)置下的系統(tǒng)吞吐量和用戶(hù)效用。由此可見(jiàn)，SDN/NFV技術(shù)與D2D技術(shù)的融合將促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的管理與性能提升，因此，該問(wèn)題也是D2D與5G技術(shù)融合過(guò)程中所需深入研究的關(guān)鍵領(lǐng)域。

4 結(jié)束語(yǔ)

D2D通信技術(shù)由于具有通信靈活、頻譜利用率高等優(yōu)點(diǎn)，必將成為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)的重要支撐技術(shù)之一。本文根據(jù) D2D通信特性與當(dāng)前研究現(xiàn)狀，對(duì) D2D關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)與概括，分別從D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)建立、資源分配、D2D緩存、D2D-MIMO 4個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有研究方案進(jìn)行分類(lèi)與總結(jié)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求，從多蜂窩通信需求、移動(dòng)性挑戰(zhàn)、QoS需求、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)4個(gè)方面對(duì)D2D通信技術(shù)的未來(lái)研究進(jìn)行了展望，提出了基于D2D的5G+物聯(lián)網(wǎng)通信架構(gòu)，顯然，這個(gè)架構(gòu)的主體仍然是一種分布式結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上看，這是一個(gè)自上而下鋪開(kāi)的大網(wǎng)，核心是主干網(wǎng)，下面由宏基站、微基站、微微基站編織并鋪開(kāi)；從計(jì)算功能看，由邊緣計(jì)算、霧計(jì)算[81]到云計(jì)算，計(jì)算能力越來(lái)越強(qiáng)大。而 D2D技術(shù)的運(yùn)用，將使這個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)具有空前的承載和通信能力，以并行、分布、協(xié)同的通信方式，滿(mǎn)足未來(lái)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的接入和大數(shù)據(jù)處理的需求。

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Reviews of D2D technology for 5G communication networks

QIAN Zhi-hong, WANG Xue
(School of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China)

On the basis of exploring D2D’s leading role to developing trend of communication technologies in the future,some issues in terms of D2D system design are illustrated, like D2D device discovery, resource allocation, caching technology and D2D-MIMO. Thereupon, the outline of separate data/control flattening 5G framework based on D2D is drawn,on the basis of optical fiber fronthaul and software defined network techniques. The mechanism, the lower macro/small base stations for access whereas the upper network cloud for management, is proposed. What emerges is that still major issues shall be faced by the research community, as D2D, SDN, edge computing and IOT technologies are expected to be introduced into the future mobile communication networks. The most relevant techniques for the future large-scale networks, such as mobility, QoS and big data behavior, are addressed in details.

D2D, 5G, IoT, edge computing, MIMO

s: The National Natural Science Foundation of China(No. 61371092，No.61401175), Doctoral Fund of Ministry of Education of China (No. 20130061120062)

TN925

A

10.11959/j.issn.1000-436x.2016129

2016-05-06；

2016-06-20

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No. 61371092，No.61401175）；教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目（No. 20130061120062）

錢(qián)志鴻（1957-），男，吉林長(zhǎng)春人，吉林大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)榛谖锫?lián)網(wǎng)、D2D、Wi-Fi、RFID等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)。

王雪（1984-），女，吉林白山人，吉林大學(xué)副教授，主要研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)與D2D通信技術(shù)。