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三、资源分配
有效的资源分配是D2D通信中最关键的技术之一。终端可以通过D2D链路进行通信，但是同时也会带来不必要的干扰：包括蜂窝用户和D2D用户间的干扰，D2D用户间的干扰。
D2D终端发现阶段可以使用静态的分配策略，如果动态地分配频谱资源，终端必须一直保持开机状态，从而带来更高的能耗；通信阶段可以采用动态地分配策略，在时间和空间上高效地利用频谱资源。目前很多研究主要集中于模式选择、干扰管理和功率控制。
1模式选择。D2D用户可以工作在四种模式：静默模式、复用模式、专用模式和蜂窝模式。
(1)静默模式：当缺少频谱资源或是对附近蜂窝用户干扰太强，无法实现D2D通信时要求终端保持静默。
(2 )复用模式：D2D用户与现有蜂窝网络共享相同频谱资源，在同一频段内可能会存在多个D2D通信对，显然会大大增加消除干扰的复杂度。
(3)专用模式：D2D用户占用专门的蜂窝频段，由于频谱资源相互正交，D2D用户不会对蜂窝用户造成干扰。
(4)蜂窝模式：D2D用户通过BS进行通信，即采用传统的蜂窝通信。 合适的模式选择可以提高频谱利用率、消除干扰。在保证蜂窝用户和D2D用户QoS的前提下，采用模式选择最大化网络的吞叶量。结果表明，当蜂窝用户和D2D用户距离相近时，专用模式最佳；当蜂窝用户和D2D用户距离较远或D2D用户对距离较近时，复用模式最佳。
2.干扰管理。通信系统的干扰问题是在实际部署前就必须考虑的，干扰会影响蜂窝网络的容量和有效性。
在DR-OC中，由于BS参与通信，可以采用现有的方法来解决干扰问题。BS可以对中继节点进行鉴权，合理分配中继节点的频谱资源。在DC-OC中，终端在BS的控制下建立D2D通信链路。运营商负责接入鉴权、资源分配和计费。在DR-DC和
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DC-DC中，没有BS或其他实体来控制D2D通信。这两种类型比前两种要复杂得多，必须采用分布式的方式来解决链接建立、干扰管理和资源分配等问题。
3.功率控制。在两层次的蜂窝网络中，一般把蜂窝网络用户作为通信的主用户，D2D用户在工作时必须避免对蜂窝用户的影响，功率控制是最常见、最直接的方法之一。而BS的下行链路也必须考虑D2D用户的存在，选择合适的功率进行传输，激励满足条件的用户采用D2D方式进行通信，缓解蜂窝网络的负荷。此外，功率控制还可以联合模式选择和干扰管理来优化网络的性能。
四、D2D在下一代网络中的一些构想
随着科技的发展，智能终端设备的种类日趋繁多，如手机、平板、可穿戴设备、智能电表、车辆等，这些设备可支持的无线通信能力也越来越强，除了传统的蜂窝通信(2G、3G、4G)之外，还可以借助于Wi-Fi、bluetooth、LTE-D2D等技术实现终端设备间的直接通信。而将两者协同融合，可以衍生出更多新的应用场景，并提升用户体验，如快速D2D应用于ITS (Intelligent Transportation System，智能 交通)的V2V/V2I(车车、车路)通信、多用户协作通信、数据共享网络、应用于物联网终端的低成本D2D等等。
VDC(Vehicle Direct Communication，车直接通信)：未来车联网不仅包括车与网络之间的远程通信，还包括车车、车路、车人(V2V、V2I、V2P，统称V2X)的频繁交互的短程通信。可利用广域蜂窝网提供车-网通信的远程通信服务；通过D2D增强的VDC方案提供短时延、短距离、高可靠的V2X通信，从而提供全面的车联网通信解决方案，VDC方案通过D2D与蜂窝网络的紧耦合，实现中心调度与分布式通信的完美结合，以满足V2X通信的苛刻需求。
终端协作通信：未来通信系统中，不仅网络侧可以相互协作，终端之间也可以相互协作。通过临近终端之间的短距离技术连接，终端之间可以协作互助，互相中转数据，这样就使得任一终端设备与基站间可有多条信道，当某一信道状况不好时，总可以选择其它更优的信道通信，从而进一步提升系统吞吐量，提高用户通信可靠性，带来更好的用户体验。
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数据共享网络：在基站的控制/协助下，终端可自发组织建立起互相之间可直接进行数据传输的自组织网络，来进行数据业务的共享。通过终端间的直接数据转发，减轻网络侧负载，提升系统整体吞吐量。
低成本D2D：针对时延不敏感、成本敏感的物联网系统，可以采用分级接人的方式。这种系统中，物联网终端通过中继系统接入到蜂窝网络，通过物联网终端和中继终端之间的低成本D2D通信，降低物联网终端的成本，使得物联网更容易大规模普及应用。
关键问题及解决思路:
(1)VDC场景中，车车、车路、车人要频繁进行短距离广播通信，不断交互位置和速度等关键安全消息，以提升道路安全和交通效率。V2X安全消息对于时延和可靠性均有较高的要求，通常而言，安全消息的传播时延需要控制在100ms以下，可靠性方面需要确保较高的包递交率和包接收率。通过增强的D2D通信、基站统一协调和资源集中分配，可以减轻V2X消息在资源上的碰撞，进而提高消息传输的可靠性。另一方面，考虑到数据传输过程的时延要求，需要优化调度交互过程，减少终端与网络的交互复杂性。
(2）多用户协作通信场景中，终端在网络的控制下，进行配对、建立协作关系等控制面操作。在通信过程中，任何一个终端对网络都是可管可控可清晰计费的。这需要在终端与网络的协议栈设计上，加人新的分流合并协议层，使得网络可以根据不同终端的信道质量，总是选择最佳信道，将数据传递给当时信道质量最佳的终端，该终端再根据数据归属，将数据转发给目的终端。
(3)数据共享网络场景中，在功率受限的前提下，终端间通信的传输距离较短，可利用网络编码的方法，通过合并多个链路的信息来提高等效信噪比。另外，考虑到终端可能一直处于移动中，与其它终端间的链路情况总是处于变动之中，一旦拓扑发生变化，终端需及时上报基站，在发生业务时，基站根据掌握的拓扑信息进行路径选择，以保证业务连续性。
(4)低成本D2D场景中，进行低成本、低功耗的物联网终端和中继终端设计，通过低成本D2D连接模式，代替物联网终端直连蜂窝网络的模式，同时满足网络对物
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联网终端的可管可控可计费及安全需求，以满足物联网抄表、可穿戴等应用的普及推广。
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无线网络技术及应用
