通信技術

面向5G通信網的D2D技術綜述

錢志鴻，王雪

摘要：目的：D2D（device to device）技術是指通信網絡中近鄰設備之間直接交換信息的無線技術，是第五代通信系統（5-Generation，5G）標志性創新點之一，將成為未來信息領域研究熱點。方法：通信系統或網絡中，一旦D2D通信鏈路建立起來，近鄰設備傳輸數據就無需核心網絡的干預，這樣，可降低通信系統核心網絡的數據傳輸負荷，大大提升頻譜利用率、吞吐量和網絡容量，保證通信網絡能更為靈活、高效地運行，為未來大規模網絡的零延遲通信、移動終端的海量接入及大數據傳輸開辟了新的途徑。結果：5G通信系統計劃2020年推出，屆時，基于5G的D2D將充分利用新一代移動通信技術的前所未有的超大帶寬、超高數據傳輸速率、大規模接入能力和大數據處理能力。利用下一代移動通信技術、物聯網技術和D2D技術，實現物理層面和網絡層面的大規模、近距離通信，形成一個超大規模的通信網絡，一個空前復雜的通信網絡。這樣的網絡依靠現有的技術是不可能可靠運行的，引入D2D技術勢必成為相關技術發展的趨勢。結論：在探討D2D對通信技術未來發展的導向作用基礎上，明確了影響D2D系統設計的多個因素，即D2D設備發現、資源分配、緩存技術、D2D-MIMO。從而勾畫出基于D2D技術的光纖前傳和軟件定義網絡實現數據/控制分離的扁平化5G架構，提出負責接入的下層宏/小基站蜂窩網和負責管理的上層網絡云的管理機制。將D2D技術、SDN技術、邊緣計算和物聯網技術等關鍵技術引入未來移動通信網絡，針對與之相關的未來大規模網絡的移動性QoS和大數據特性進行了討論。指出了D2D連接面臨的挑戰，例如，如何共用蜂窩網與D2D通信的頻譜資源，D2D連接對如何在直連和傳統蜂窩之間切換，以及干擾處理，安全性、移動性管理等。對5G通信網絡的大規模接入問題、D2D連接問題給出預判，必將引起業內廣泛關注。

來源出版物：通信學報, 2016, 37(7): 1-14

入選年份：2016