D2D通信中的资源分配问题

时间：2024-05-18

杨金玲

摘要：自从20世纪60年代的第五次信息革命以后，计算机技术与通信技术正发生着密切的结合，人们对通信网络的要求也越来越高，加之近年来逐渐走入人们视野的5G网络，更加迫切地反映了當今时代人们对于快捷网络的需要。D2D通信技术成为了5G网络发展的关键，它改变了之前蜂窝网络对频谱资源利用不足的问题，便捷了通信用户之间的联系，减轻了基站的负担，促进无线网络的发展得到了质的飞跃。

关键词：D2D 无线网络资源分配

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（c）-0013-03

The Problem of Resource Allocation in D2D Communication

YANG Jinling

（Liaoning Railway Vocational and Technical College， Jinzhou， Liaoning Province， 121000 China）

Abstract： Since the fifth information revolution in the 1960s， computer technology and communication technology have been undergoing close integration， and peoples requirements for communication networks are becoming higher and higher. The 5G network more urgently reflects people's need for fast networks in today's era. D2D communication technology has become the key to the development of 5G networks. It changes the previous problem of underutilization of spectrum resources in cellular networks， facilitates communication between communication users， reduces the burden of base stations， and promotes the development of wireless networks.

Key Words： D2D; Wireless network; Resources; Allocation

当今社会现代通信技术已经渗透到社会的方方面面，并且一步步影响着人们的生活，于是各种网络服务业便应运而生，但同时各种网络通信问题也逐渐浮出水面。该文接下来提到的D2D通信技术，就是技术人员为了解决原有网络问题而开发出的一种新型通信技术，不过由于正处于技术发展初期，所以，在使用中还存在着一系列问题。该文就以D2D通信中的资源分配为切入点，对D2D通信的含义、具体应用和优缺点也展开了一些相关论述。

1 关于D2D通信的介绍

D2D其实是device to device的简称，意为两个对等的用户节点之间进行通信的一种方式，它使用户之间能够互相发送、接受信息和转换信息，同时用户能自由储存信息，在用户进行资源访问时，不需要借助任何其他手段就能直接获取到信息。D2D之所以能够出现，一方面是5G网络力量的崛起，另一方面则是原有通信技术即蜂窝网络不能够满足人们的需求，同时它也存在太多的问题。蜂窝网络经历了一代又一代的发展，从一开始模拟移动电话系统到最成熟的4G无线宽带系统，始终无法使用户之间相互通信，所以5G时代的到来使得蜂窝网络要改变原有发展方式，拓宽应用范围。

D2D通信不但能够提升传统无线网络的各种性能，还能在保证资源可控的情况下，解决日益严重的资源紧缺问题;它不同于蓝牙连接和无线局域网这类短距离传输信息，因为它的传输载体是电信运营商，信息传输稳定性有了保障，这样一种不依赖网络传输基站的直通技术，凭借其灵活性和处于基站控制下的信息交换，成为了5G网络和通信巨头的宠儿。

2 D2D通信的具体应用

由于D2D通信技术是侧重于通信，所以它的主要应用不外乎是投入本地市场和增强物联网与通信终端的结合。首先，它可以用来拉近用户之间的距离，在社交应用中就可以很好地发挥出其本身的作用，使得两个用户能够方便资源分享和信息交流，还能通过这类无须中间点的技术为用户匹配更多兴趣相同的人。其次，可以根据领近特性直接进行数据传输，在分析邻近居民的消费喜好以后，为居民提供相关产品，运用于商业市场之后，商户通过D2D通信进行有关产品的宣传和推广，以此达到推广商品增加盈利的目的。接着便是运用于解决未来剧增的互联网用户对网络的庞大需求量，不出意外，几年以后会有越来越多的蜂窝网络用户接入具有物联网特征的机器通信终端，这些用户呈现出依赖物联网通信终端的特征，所以如果可以将D2D通信技术与物联网相结合，就能产生物联网增强D2D通信的应用，实现真正意义上的互联互通无线通信网络。最后，根据它依靠两个相邻终端进行信息传输和无须基站传输这一特点，能够应用到应急通信当中。接下来主要分析一下D2D通信技术到底有哪些优点，让它能在通信、商业、应急等方面都能有所应用。

3 D2D通信应用的优、缺点

在D2D通信技术的运用过程中，每一位目的用户的地位都是同等的，也就是说D2D技术的作用可以大幅度减少基站的负载。同时，在使用本地、对点通信的过程中，也不需要核心网络的接入，对于减轻核心网络负载起到很大的作用，便于提高网络通信的质量和速率。同时电池能耗降低，可以延长电池的可使用寿命。相对于其他的一些资源技术，D2D通信在基站的操控下进行运用，也可以适当地释放和增加一些空闲频谱。尤其是在进行小范围、相邻团体的互联网用户社交和办公业务等方面，它可以提升用户的使用体验，并且拓宽通信应用的范围、延长可使用领域链、提升网络空间的吞吐量，人群中信息互配也更加快捷，传速快，性能强。甚至在没有网络覆盖地区或者网络通信基础设施损坏的前提下，都可利用D2D直接接入蜂巢网络。相比于其他技术，它最明显的特点还在于距离短、信号质量强、低耗能损害和持续工作时间长。这对于我们正在迈进的万物互联5G时代中数据传送与交接、模式开发和通信技术深拓意义重大。

当然，D2D通信技术也具有一定的缺点和不足，主要的是在复用中的资源干扰、在蜂窝网络中建立D2D的难度性、传输过程中的切换问题等，仍然需要深入研究和反复实践。

4 D2D通信技术中资源分配现状及问题

由于优势明显，D2D新型通信技术的使用更加普遍，但是其使用过程中暴露出来的资源分配问题仍需我们努力解决。在D2D通信的复用模式中，同构网络和异构网络下，资源分配的方法是不同的。前者主要基于小区的位置分布和信道控制、分布进行协调，后者可分为：小蜂窝模式和复用蜂窝模式来进行研究。通信用户可以在复用过程中获取资源，若负载低，即可分配正交频谱，并且过程中不会受到干扰，速效较好;当负载高时，干扰随即产生。解决这种干扰需要人为地调节量度资源和控制发射的功率。在其复用上行链路資源时，基站控制调整其通信发送功能和效率，将阈值进行缩减。这样，用户可以使用最大的发送功率来配置和分调专用资源。在下行链路的复用过程中，要通过基站对用户互联网使用功率的长久察访，减少产生的干扰，虽然这种干扰对一定功率下直接传输信息资源的情况来说，并不算强烈，但如果是企业管理活动和一些小区所用网络，就有必要加强功率协调，以保证通信质量，更加合理地调度通信资源。

在研究资源分配的问题时，关键在使它负载均衡的处理，现阶段有关负载、调度的研究算法主要有轮询算法、最大载干比算法和比例公平算法等。而这些算法各有优缺点，在这些算法、研究的基础之上，进行优化整合过的资源分配策略才能够更好地于吞吐量性能、公平性中选取到合适的平衡值，进行协调控制。资源分配优化过程中，基站的工作较为复杂细致，需要及时准确地监控用户端数据的使用情况，再通过频谱宽带上下调度合理分配阈值。

在进行调度时，其中功率的控制和资源的分销，只能是在多条线路复用的过程中且用户一定的条件下，根据信道的相关反映数据调整基站控制方向。在D2D通信接受系统基站的策略化分配过程中，根据现有小区通道运行状态、通信设施环境情况、用户所在地理位置，来判定通信过程中利用的是复用用户资源还是正交资源进行通信。进一步来讲，即进行上行链路复用还是下行链路复用，复用资源时的区域和对象是否一定，干扰是否会产生。较多的信息干扰是由于复用距离太广而产生的，在考虑D2D通信技术中资源优化设计时，打破复用距离过大产生的干扰限制，也是一个重要研究方向。

5 结语

D2D新型通信技术的运用是未来网络世界新发展的“敲门砖”。我们享受它所带来的更加快捷、简易的无线网络服务时，如何协调蜂窝基站网络产生的干扰、进行资源分配，以保证通信质量，也是未来通信技术研究需要再度深入的课题。

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