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5G毫米波D2D通信技术
2021-05-21
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导言
近年来,世界电信联盟清晰了5G移动通讯的主要运用场景,包含增强型移动宽带、大规模机器类型通讯、超可靠和低延迟通讯。5G移动通讯将在用户体验速率、频谱效率、移动性、时延、网络能效等八个方面的

技能指标较4G体系进步一个或多个数量级。以峰值传输速率和体系能量效率为例,5G移动通讯的峰值传输速率预期将达到10Gb/s较4G移动通讯的100Mb/s进步100倍体系能量效率比较于4G移动通讯需进步10倍。现有支撑4G移动通讯的无线传输关键技能将无法满意5G移动通讯的需求因此开展新式无线传输关键技能火烧眉毛。作为5G移动通讯无线传输关键技能之一的D2D通讯技能其其本特征是在距赛较诉的用户终

端间建立直接通讯的链路,其数据传输无需基站中转,完成终端间各种形式的直接通讯。选用直接通讯方式的 D2D通讯技能能够大幅进步用户间数据传输速率、提高体系容量、减小体系开销、增强通讯可靠性。

另方面,能够完成数十Gb/s高速率传输的毫米波通讯也成为5G移动通讯重视的焦点,其基本原理是运用非授权频段进行超大带宽传输,完成极高速率的无线传输然后取得更大的体系容量毫米波通讯目前在室内无

线个域网和室外无线mesh网络中均已取得相当进展,但面向5G移动通讯,其传输损大、易被遮挡等信道传输特性也为毫米波通讯在实践中的运用带来了巨大应战。从运用频段看,当时D2D通讯的研讨主要会集在6GHz以下的低频频段,可运用的频谱资源相对稀缺,完成的无线传输峰值速率相对较低无法满意5G移动通讯大量依据视频分发的事务运用;从搅扰论、资源分配计划,无疑对满意5G移动通讯的需求有着重要的理论价值和实践意采纳复用蜂窝用户时频资源的传输形式,作业在 GHz以下频段时会产生较为严峻同频搅扰。如何面向5G移动通讯的特色开展新式通讯技能已成为学术界和工业界关怀的热点问题。近年来,世界和国内一些研讨者开端探究运用毫米波高信道损耗特性以及高度指向性,在毫米波频段发展D2D通讯,力求在大幅度进步D2D用户间峰值传输速率的一起有用按捺同频搅扰。究其原理是将巧妙地将毫米波通讯在信道传达方面的劣势转换为对 D2D通讯有利的条件,相关研讨目前尚处于起步阶段。因此,探究适用于毫米波无线传输的D2D通讯体系架构、无线传输理论、资源分配计划,无疑对满意5G移动通讯的需求有着重要的理论价值和实践意D2D 通讯.

概述

从D2D通讯的开展历史看,D2D通讯最早可追溯至本世纪初,为了解决4G蜂窝网络中无线频谱资源短缺、网络建造开销大、网络容量受限等难题,研讨者们提出的一种终端间直通的通讯机制。从频率资源的运用方式看,在依据蜂窝网络的D2D通讯分为两种形式,分别是运用预留频谱资源的Overlay形式和复用蜂窝用户频谱资源的Underlay形式。在 Overlay形式中,D2D用户通讯信道与蜂窝用户通讯信道彼此正交,两者之间不存在搅扰,但大大降低了频谱资源运用率在Underlay形式中,因为D2D用户复用蜂窝用户频谱资源,可有用进步体系吞吐量和频谱运用率。
1.2 应战及相关研讨

选用Underlay形式的D2D通讯是目前研讨的热 点,但此形式下D2D用户与蜂窝用户间的彼此搅扰无法避免,这也使5G移动通讯体系的在搅扰管控上面对新的应战。针对此形式的搅扰操控、功率优化形式选择等已逐渐打开。在搅扰办理机制的研讨上考虑到基站与用户发射功率的差异,同享蜂窝用户的上行资源是降低D2D链路与蜂窝链路间的彼此搅扰的办法之一。此外,将MIMO技能与D2D通讯相结合能够有用按捺链路彼此间的搅扰,是进步D2D通信功能的一个有用的途径。关于不同的方针用户需求能够经过在基站侧选用波束赋型或许搅扰消除等预编码战略进行搅扰管控,进而进步体系功能。为了完成更广的覆盖、进步D2D通讯体系的整体适用性,能够进一步将中继技能引进D2D通讯体系中。运用D2D用户作为中继进行多跳通讯,并选用不同的中继形式以适应不同的传输场景,进而能够取得更好的链路增益以及更广的网络覆盖。将D2D用户作为移动中继进行传输时,经过规划合理的中继选择战略能够进一步进步事务公平性进步体系功能。与此一起,在对中继D2D通讯体系的研讨中,对体系速率、中止概率等体系功能的分析也已全面打开。此外,为进一步进步D2D链路和蜂窝链路的通信质量,对依据蜂窝网络的D2D通讯体系的资源分配计划和功率优化算法的研讨也已逐渐打开。在多蜂窝用户多D2D用户的通讯体系,已有作业运用不后的优化办法提出相应的资源分配计划以进步D2D通信链路的功能或蜂窝链路功能。从链路QoS的角度依据不同用户的QoS需求,一起考虑到信道复用方式以及信道状况信息的获取,需要规划不同的资源优化计划,以在确保用户QoS的前提下进步体系功能。也有研讨者以最大化 D2D通讯体系的能量效率为方针,针对不同的约束条件分别提出相应的资源分配计划。此外,在上行链路中选用D2D通讯方式并设计相应的资源办理机制能够有用解决蜂窝小区边际通讯质量差的难题。
1.3 小结

目前大多数已报导的有关于D2D通讯技能的研究是环绕6GHz以下低频段的移动通讯体系打开,所选用的信道模型亦是针对低频段。然而因为6GHz以下频段频谱资源的日益严重及带宽限制,现有面向低频段D2D通讯体系的理论与关键技能无法满意未来5G移动通讯高速数据传输的需求因此急需研讨在6GHz以上高频段特别是在毫米波频段的D2D通讯新理论与新办法,以满意未来5G移动通讯的严苛指标.

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