LTE系統(tǒng)下的D2D的通信技術(shù)分析

房海龍

【摘要】 在我國，移動通信系統(tǒng)如今隨著移動通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展已逐漸進(jìn)入4G時代并向前進(jìn)一步發(fā)展。LTE系統(tǒng)作為當(dāng)前的主流無線通信協(xié)議，已經(jīng)在民用和工業(yè)上廣泛應(yīng)用。隨著用戶需求的不斷增加，通信帶寬的壓力也越來越大，無線信道資源變得緊缺起來，并且現(xiàn)今能夠利用到移動通信的頻譜資源又無法完全滿足需求，所以使系統(tǒng)的吞吐量得到提高，對系統(tǒng)現(xiàn)有的頻譜資源進(jìn)行最大化的使用成為未來必然的發(fā)展方向。D2D通信技術(shù)就是為了解決這一問題而產(chǎn)生的。

【關(guān)鍵詞】 LTE系統(tǒng) D2D通信技術(shù) 無線通信系統(tǒng) 頻譜資源 終端發(fā)射功率

隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信的普及給社會帶來了巨大價值，對于網(wǎng)絡(luò)的要求的日益增長，如何在有限的頻譜資源下盡可能提高蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率，為目前的一大難題。因此，在LTE網(wǎng)絡(luò)中引入D2D通信，可以與蜂窩用戶共享同樣的頻譜資源，實(shí)現(xiàn)短距離通信。D2D通信具有提升系統(tǒng)容量，降低終端能耗等優(yōu)勢。

一、D2D技術(shù)原理

D2D通信是一種端到端通信技術(shù)，它受控于小區(qū)的基站。采用該技術(shù)可以使蜂窩通信系統(tǒng)的系統(tǒng)吞吐量和頻譜利用效率得到有效的提升，對于當(dāng)前無線通信系統(tǒng)中有關(guān)頻譜資源缺乏的問題D2D通信也可以提供一定的解決辦法。用戶向BS（基站）提出建立D2D通信的請求，根據(jù)用戶發(fā)出的相關(guān)通信請求基站給D2D用戶分配相應(yīng)合適的信道資源，信道根據(jù)用戶所獲取的信道資源就直接可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)使系統(tǒng)吞吐量得到提高與使基站的負(fù)載減輕的目的。接下來從數(shù)據(jù)鏈路和控制鏈路建立的步驟和對D2D通信資源進(jìn)行劃分的形式來對D2D通信技術(shù)進(jìn)行簡析。

二、D2D通信模式的優(yōu)勢

對于許多通信業(yè)務(wù)尤其是在同一個地域內(nèi)或是距離很近的可靠通信中，如在某些公共場所內(nèi)都可以將D2D通信應(yīng)用到其中。通信用戶間利用此模式可以直接開展視頻會議、發(fā)布信息、語音通信、共享資料等業(yè)務(wù)，而不必要使用接入點(diǎn)或者基站作為中轉(zhuǎn)，由此可以減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)和縮短傳輸?shù)臅r間。與在通信中將基站或接入點(diǎn)作為中轉(zhuǎn)的蜂窩通信相比，D2D通信不但可以給蜂窩用戶提供有保證的服務(wù)需求，還可以減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)。小區(qū)基站可以在為D2D通信提供所需服務(wù)的同時將話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分享給更多的蜂窩用戶。在一些蜂窩系統(tǒng)還未全面覆蓋無線服務(wù)的基礎(chǔ)或者相關(guān)設(shè)施建設(shè)并不完善的地區(qū)，一部分本地通信服務(wù)也可由D2D通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。目前已經(jīng)研究出許多與近距離范圍內(nèi)的無線通信相關(guān)的通信協(xié)議和技術(shù)。這其中使用最為廣泛也最為流行的技術(shù)是Wi-Fi（無線局域網(wǎng)技術(shù)）和Bluetooth，但是這兩種技術(shù)并不是完美的，也都存在著一些不足：Wi-Fi技術(shù)容易對監(jiān)聽產(chǎn)生影響，不能確保通信質(zhì)量；Bluetooth在進(jìn)行通信之前必須通過配對，不僅適用距離非常短，而且操作步驟比較繁瑣。通過對比Wi-Fi技術(shù)和Bluetooth本身所存在的技術(shù)缺陷，D2D技術(shù)具有的優(yōu)勢如下：1）小區(qū)系統(tǒng)吞吐量和頻譜利用率通過對小區(qū)內(nèi)的頻譜資源反復(fù)利用能夠得到提升；2）小區(qū)內(nèi)的頻譜資源通過D2D通信來進(jìn)行劃分，因此其能確保提供的通信服務(wù)安全可靠且完全可控；3）該技術(shù)可以使移動通信設(shè)備發(fā)射信號的功率得到減小，由此可以使終端設(shè)備的電池消耗得到下降，從而使設(shè)備使用時間得到增長；4）由于小區(qū)頻譜資源是由基站控制D2D通信來進(jìn)行劃分的，因此可以有效地減小來自所在小區(qū)用戶的影響，同時基站承受的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)也因不再需要其中繼而得到減小。

三、D2D可研究方向及展望

如何在LTE-A系統(tǒng)中選擇D2D通信方案，可以有效的保障整體的系統(tǒng)在不間斷的情況下獲得信號強(qiáng)度的保障，包括可以是想用D2D通信，在系統(tǒng)前期設(shè)計階段獲得D2D通信方案的有效選擇和建立。D2D通信與蜂窩通信的資源復(fù)用模式。如何選擇D2D通信與蜂窩通信的資源復(fù)用方式，包括正交資源共享、同時在資源的對聯(lián)中獲得資源模式的共享建立。在資源對等以及資源交互過程中獲得持續(xù)的輸入。非正交資源共享或通過基站轉(zhuǎn)接等方式。D2D通信的功率控制方案。如何在基站控制D2D終端的發(fā)射功率使得D2D通信與蜂窩通信之間干擾控制在可接受的水平。D2D通信的建立需要用戶在單一平臺中建立D2D通信，在系統(tǒng)外界影響變動系數(shù)可以檢測以及影響程度最低情況下，進(jìn)行系統(tǒng)方式的直觀選擇.使某些特定場景下的通信變得更高效、更直接。D2D通信將成為未來網(wǎng)絡(luò)的一部分來滿足一些未來通信的特殊需求，在這種變動范圍內(nèi)滿足未來網(wǎng)絡(luò)通信可以具備的基礎(chǔ)構(gòu)建要素，獲得系統(tǒng)變動范圍的合理變動。如小范圍的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。隨著D2D研究的獲得第二次深度和廣度的變化。D2D技術(shù)將進(jìn)入較為優(yōu)越的快速系統(tǒng)范圍。它為蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶來的性能改善將有利于未來的寬帶高速數(shù)據(jù)的傳輸，所以D2D通信在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景獲得最為價值和變動影響程度最低的表現(xiàn)。目前D2D通信在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在信號的穩(wěn)定以及信號輸入的持續(xù)性。

目前在D2D通信中，需要對未來網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建趨勢和發(fā)展框架有深度的把控，在可以獲得系數(shù)穩(wěn)定和系數(shù)范圍可控中進(jìn)行廣度的建立。目前的基站轉(zhuǎn)接和資源共享都是在同一平臺和跨平臺中獲得資源的正式交互連接。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]易睿德，趙治.LTE系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]崔鵬，陳力.D2D技術(shù)在LTE-A系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電信技術(shù)，2011（1）.