· 120·
■型塑
会导致重传次数过多，信令开销和分发时延也同比例急剧
上升[91。为此，本文在具体分析了现有算法的缺陷后，提出
了一种适用于该场景的信令开销建模与分析方法。以此为
理论基础，设计了一种基于多维矢量分析的D2D簇内信
息共享算法，包含集中与分布两种实现方式。该算法通过
对簇内共享状态的实时收集与分析，自适应地选择最佳重
传发射者和待重传数据分组，有效减少簇内重传次数，达
到最小化信令开销的目的。
1
引言
5G是4G移动通信技术的延伸，4G是5G网络的基
础，资源利用率将提高10倍以上，系统吞吐率提高25倍，
频率资源扩展4倍左右。为了达到这个目标，5G采用了
多项关键技术，包括高频段传输、新型多天线传输、同时同
to
频全双工、密集组网技术和超密集组网、D2D(device
device)和新型网络架构I”。其中，D2D是5G网络的一项
重要技术，增加了蜂窝通信系统频谱效率，降低了终端
发射功率，在一定程度上解决了无线通信系统频谱资源
匮乏的问题。
2
系统模型
以D2D通信(或簇内信息共享)增强的下行数据分发
方案由图1所示。首先，多个已接入蜂窝网且地理位置彼
此接近的移动设备，通过协商建立起D2D簇。同簇的移动
设备除了可以进行正常蜂窝上下行通信外，还能在D2D
链路上进行设备间直接通信。在传统数据分发方案中，当
D2D簇中的所有设备都希望从云端下载同一个数据文件，
每个设备都需要通过各自的蜂窝下行链路从所属基站接
在当前基于基础设施的移动通信网络中，基站(BS)作
为小区内的中心控制节点，是移动设备(终端)获得网络服
务的唯一接入点。移动设备只能通过蜂窝上行或下行链路
与网络中某个特定基站进行无线通信。然而研究表明【硐，
当多个移动设备彼此接近时。如果能实现设备间直接通信
(即D2D通信)，会给传统的蜂窝系统带来许多显著性能
增益，如更高的无线资源利用率、更长的电池使用时间、更
大的信号覆盖范围以及更低的网络干扰水平。近年来。采
用D2D技术增强传统蜂窝网络已经成为一个颇具前景的
新概念并受到广泛重视。上述D2D增强型蜂窝网中。一方
面，设备间的直接通信可以受益于蜂窝网的集中式控制架
构；另一方面，高质量短距离的D2D无线链路有助于大幅
提高蜂窝通信网的传输效率。
收完整的该文件(设为C
byte)，如图l(a)所示。而通过使
用D2D簇内信息共享增强的蜂窝下行数据分发方案，基
站侧的完整数据文件被切分为若干个数据块(假设分为3块，
大小为C。、c2和c3且C。+C2+C3=C)，簇内每个设备分别通
过各自的蜂窝下行链路接收其中的一个数据块；然后，为
了在各个设备处重新产生完整的数据文件，簇内每个设备
需要将自己成功收到的数据块转发给簇内其他所有的设
备，该过程称为“D2D簇内信息共享”。经过多次D2D簇内
信息共享和交换后，完整的数据文件可成功地从蜂窝基站
侧被传送到D2D簇内的每个移动设备侧。上述方案同
时使用了蜂窝下行链路和D2D直接链路，通过D2D
通信实现了提高下行数据分发效率与吞吐量的目的．如
图1(b)所示。
D2D通信在蜂窝网的一种典型应用为簇内信息共享。
传统的数据分发(data
dissemination)业务旧(如数据下载和
实时视频)，可以通过D2D通信而显著提高效率【钢。D2D
还能实现对蜂窝网中多段无线链路的高效聚合。满足特定
场景下的传输带宽需求嘲。鉴于D2D簇内信息共享的诸多
性能优势【2叫，本文以通过D2D通信增强的蜂窝下行数据
分发(简称为D2D增强多播)为研究对象。
D2D通信受基站直接控制且工作在蜂窝系统授权频
段14]，簇内信息共享过程中的每次多播传输都需要蜂窝系
统的下行信令支持，如D2D多播传输调度资源、终端的收
发状态通知。因此，为了节省系统的信令开销，有必要尽可
能减少D2D传输与重传的次数，实现信令开销和传输效
率联合优化。这是当前D2D增强多播的主要缺陷，也是提
升数据分发整体效率的关键所在。
a)传统方案
现有移动网络中的重传由数据分组的初始发射者发
起，该机制如果直接应用在D2D簇内信息共享的场景中．
(b)D2D增强方案
图1 传统多播和D2D增强多播的系统模型
万方数据
全部评论(0)