随着移动通信的发展,终端数目不断增长,用户对流量的需求也是越来越大,频谱消耗逐渐加剧,造成资源紧张,发展受限。而D2D作为授权频带内的一种短距离直通通信技术,在改善通信性能、提高频谱利用率以及延长终端使用时间等方面有着独特的优势,作为5G通信的关键技术被广泛研究。但同时,小区频谱资源的复用,也会引起较大的干扰,如果分配不合理,甚至会造成通信中断,因此需要提出合适的资源共享方案。首先,本文介绍了D2D的产生背景、基本概念以及关键技术,并结合未来通信发展阐述D2D应用场景、优势特点。其次,从D2D的通信方式入手,参考实际应用场景,将其分为单播、多播两大类通信,并研究上行资源共享方案,以便发挥D2D的技术优势,改善蜂窝通信性能。在单播通信时,根据小区内用户数目的多少,将通信分为基站负载较小和基站负载较大两种场景。前者的特点是资源充足,在满足用户基础通信的前提下,主要提高边缘用户的通信质量,满足个别用户的个性化需求,提出带有优先级的二次资源分配算法。后者的特点是频谱有限,主要满足用户基础通信,以最大化D2D用户被服务率为目标,基于图论和凸优化理论,提出了资源分配和功率控制联合优化算法。在多播通信时,根据中继是否确定,分为数据共享和指挥调度两个场景。在发送大量相同资源给区域内用户时,重点在于中继的选择,提出基于区域划分的中继选择方案;当处理热点事件时,需要分组指挥调度,此时中继已经确定,重点在于数据的下发,且终端能够维持较长的通信时间,提出一种带有功率控制的最佳二分图匹配算法。最后,通过仿真证明,本文所提方案能够切合应用场景,以不同的算法来满足所需的性能指标,在小区吞吐量、系统公平性、用户接入率以及终端续航时间等方面有着较好的表现,且算法复杂度低,实现简单。
