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【摘 要】随着我国科学技术水平的不断提高，人们进入5G通信时代，D2D技术作为4G技术的关键技术，逐渐向5G发展。基于此，本文对D2D技术优势进行探讨，重点研究以5G通信网为基础的D2D技术，以供相关人员参考。
【关键词】5G通信网;D2D技术;缓存技术
D2D技术指的是两个对等用户节点能够直接进行信息交换的技术，通过建立D2D通信链路，能够有效降低网络数据压力，扩大网络容量。在5G通信网络技术不断发展的背景下，研究以5G通信网为基础的D2D技术是十分必要的。
一、探讨D2D技术优势
所谓D2D技术，其主要指的是终端直连技术，即无需借助中心设备对通信数据进行控制就可以进行数据的传输，作为通信网络的关键技术之一，D2D技术能够有效提高系统的通信容量以及对各项资源的利用率，缓解系统通信压力，降低通信网络建设成本。因此，在当前移动通信网络蓬勃发展的时代背景下，以5G通信网为基础的D2D技术对通信网络的发展、用户网络使用需求的满足等方面具有极强现实意义。尤其在移动智能设备不断普及的场景下，频谱资源不断减少，但D2D技术能够实现智能移动设备的直接连接，不必依靠建站中转，在不占用频带资源的前提下实现无线通信，对5G网络业务的拓展具有极为有效的技术支持意义。
二、研究以5G通信网为基础的D2D技术
（一）D2D-MIMO技术
一般情况下，用户终端在LTE-A等系统中具有多天线，在该情况下，RCU用户与D2D用户能够对时频资源进行复用与同时传输，有效扩大系统容量，因此，在对D2D与MIMO传输策略进行研究时，需要利用5G的无线信道资源。具体而言，在有关D2D-MIMO技术研究中，由于用户不断增加，干扰情况也会愈加复杂，所以，主要研究接收机方面。在多用户同时存在的情况下，不同D2D链路下的用户与以往传统蜂窝区域的用户在通信过程中存在一定程度的干扰情况，另外，当用户不处于统一蜂窝区域却向D2D设备发送信息时，还会发生通信碰撞的问题。因此，在解決该问题时，可以利用编码策略对干扰进行抑制，将蜂窝用户与D2D用户之间的产生双向通信干扰进行有效减少。除此之外，大规模MIMO多用户传输也会增加通信干扰，在解决该问题时，主要是对RCU传输率以及D2D传输率进行增大，即利用连续二次规划对接收机进行优化，寻找到最佳的传输预编码与解码器[1]。
（二）D2D缓存技术网络
随着移动互联网技术及移动智能设备的普及应用，使得无线网络数据大规模增加，且人们对通信速率以及时延性提出了更高的要求，这给无线网络运行提出了更高的要求，尤其是视频流的接入。在应对该问题时，主要使用专用设备对数据进行存储或是利用分散在网络中的辅助节点对数据进行储存，即D2D缓存技术。在城市化进程不断推进的时代背景下，城市地区使用无线网络的用户密度越来越高，对于一个中等密度的城市地区，通过使用缓存技术，能够有效满足每个用户的视频需求，不需要占用高吞吐量进行核心网的回传。因此，在基于5G网络的D2D网络中，缓存技术是解决高吞吐量业务问题以及满足数据高速率传播的关键技术手段。从目前发展现状来看，D2D缓存技术相关研究主要是以信息论为基础的性能分析、算法优化以及数据移动性等方面，其中，在算法优化方面，主要是对下载时间、吞吐量等方面进行优化;在移动性方面，主要是对其移动性建模等方面进行研究;在以信息论为基础的性能方面，主要是通过对用户端缓存问题进行研究，保证链路的激活状态，另外，据相关研究结果表明，通过对基站的缓存空间进行增加，能够在提升系统性能的同时节约系统宽带。
（三）D2D资源分配技术
5G通信网下的D2D技术为实现更加便利的通信传输模式，需要对传统蜂窝资源、频谱资源等进行有效分配，通过D2D资源分配技术，能够提高用户自由度，使其运用专用资源、复用BS中继链路，进而节约能量的同时提高资源利用率，但也会带来通信干扰问题。因此，需要从干扰管理资源分配以及传输QoS资源分配两方面进行分析与探究。对于干扰管理的资源分配，能够有效限制干扰的方案之一就是功率控制，在多个用户复用同一个信道资源时，链路之间难免存在互相干扰现象，但通过功率控制能够将通信速率转变为非凸问题。在解决该问题时，可以对该问题进行建模，将其转化为二值整数规划问题，之后使用Canonical对偶理论得到最优解;或是使用基于全网吞吐量的优化功率控制与模式转换方法，进而实现对干扰的有效管理。另外，在LET网络中，还需要对频率与时间的同步问题进行解决，避免蜂窝内部出现通信干扰，主要的解决方式仍是功率控制。对于QoS资源配置方面，该技术能够管理设备间的干扰问题，并优化全网性能，在满足通信性能需求的同时通过资源合理配置实现网络QoS的全面提升[2]。在此过程中，为给蜂窝系统服务质量提供保障，提升系统性能，可以使用乘子法对D2D用户和CUE最佳发射功率进行确定，进而实现系统吞吐量的最大化，满足用户使用需求。另外，还可以构建模式切换和分流机制在移动网络中融入无线技术，进而充分发挥未使用宽带的作用，实现蜂窝网络传输数据的有效转移，对蜂窝网络数据传输压力进行有效缓解。在D2D网络技术中，同时存在两种通信模式，即传统蜂窝通信和D2D通信，在其运行过程中难免发生通信干扰，为此，通过构建切换机制能够实现通信数据的顺利分流，进而降低干扰，对系统性能进行优化。
三、结论
综上所述，基于5G的D2D技术具有极强的通信灵活性，相较于传统通信网络，具有频谱利用率高等优点。因此，为使其能够进一步发挥作用，对其目前研究现状以及问题与解决方法进行研究，促进其能够满足未来网络的发展需求。
【参考文献】
[1]王慧茹. 基于蜂窝网和NOMA的D2D通信资源分配算法研究[D].南京邮电大学，2019.
[2]古常友.交通领域中面向D2D的5G通信网络应用探析[J].中国交通信息化，2019（03）：116-118.
【关键词】5G通信网;D2D技术;缓存技术
D2D技术指的是两个对等用户节点能够直接进行信息交换的技术，通过建立D2D通信链路，能够有效降低网络数据压力，扩大网络容量。在5G通信网络技术不断发展的背景下，研究以5G通信网为基础的D2D技术是十分必要的。
一、探讨D2D技术优势
所谓D2D技术，其主要指的是终端直连技术，即无需借助中心设备对通信数据进行控制就可以进行数据的传输，作为通信网络的关键技术之一，D2D技术能够有效提高系统的通信容量以及对各项资源的利用率，缓解系统通信压力，降低通信网络建设成本。因此，在当前移动通信网络蓬勃发展的时代背景下，以5G通信网为基础的D2D技术对通信网络的发展、用户网络使用需求的满足等方面具有极强现实意义。尤其在移动智能设备不断普及的场景下，频谱资源不断减少，但D2D技术能够实现智能移动设备的直接连接，不必依靠建站中转，在不占用频带资源的前提下实现无线通信，对5G网络业务的拓展具有极为有效的技术支持意义。
二、研究以5G通信网为基础的D2D技术
（一）D2D-MIMO技术
一般情况下，用户终端在LTE-A等系统中具有多天线，在该情况下，RCU用户与D2D用户能够对时频资源进行复用与同时传输，有效扩大系统容量，因此，在对D2D与MIMO传输策略进行研究时，需要利用5G的无线信道资源。具体而言，在有关D2D-MIMO技术研究中，由于用户不断增加，干扰情况也会愈加复杂，所以，主要研究接收机方面。在多用户同时存在的情况下，不同D2D链路下的用户与以往传统蜂窝区域的用户在通信过程中存在一定程度的干扰情况，另外，当用户不处于统一蜂窝区域却向D2D设备发送信息时，还会发生通信碰撞的问题。因此，在解決该问题时，可以利用编码策略对干扰进行抑制，将蜂窝用户与D2D用户之间的产生双向通信干扰进行有效减少。除此之外，大规模MIMO多用户传输也会增加通信干扰，在解决该问题时，主要是对RCU传输率以及D2D传输率进行增大，即利用连续二次规划对接收机进行优化，寻找到最佳的传输预编码与解码器[1]。
（二）D2D缓存技术网络
随着移动互联网技术及移动智能设备的普及应用，使得无线网络数据大规模增加，且人们对通信速率以及时延性提出了更高的要求，这给无线网络运行提出了更高的要求，尤其是视频流的接入。在应对该问题时，主要使用专用设备对数据进行存储或是利用分散在网络中的辅助节点对数据进行储存，即D2D缓存技术。在城市化进程不断推进的时代背景下，城市地区使用无线网络的用户密度越来越高，对于一个中等密度的城市地区，通过使用缓存技术，能够有效满足每个用户的视频需求，不需要占用高吞吐量进行核心网的回传。因此，在基于5G网络的D2D网络中，缓存技术是解决高吞吐量业务问题以及满足数据高速率传播的关键技术手段。从目前发展现状来看，D2D缓存技术相关研究主要是以信息论为基础的性能分析、算法优化以及数据移动性等方面，其中，在算法优化方面，主要是对下载时间、吞吐量等方面进行优化;在移动性方面，主要是对其移动性建模等方面进行研究;在以信息论为基础的性能方面，主要是通过对用户端缓存问题进行研究，保证链路的激活状态，另外，据相关研究结果表明，通过对基站的缓存空间进行增加，能够在提升系统性能的同时节约系统宽带。
（三）D2D资源分配技术
5G通信网下的D2D技术为实现更加便利的通信传输模式，需要对传统蜂窝资源、频谱资源等进行有效分配，通过D2D资源分配技术，能够提高用户自由度，使其运用专用资源、复用BS中继链路，进而节约能量的同时提高资源利用率，但也会带来通信干扰问题。因此，需要从干扰管理资源分配以及传输QoS资源分配两方面进行分析与探究。对于干扰管理的资源分配，能够有效限制干扰的方案之一就是功率控制，在多个用户复用同一个信道资源时，链路之间难免存在互相干扰现象，但通过功率控制能够将通信速率转变为非凸问题。在解决该问题时，可以对该问题进行建模，将其转化为二值整数规划问题，之后使用Canonical对偶理论得到最优解;或是使用基于全网吞吐量的优化功率控制与模式转换方法，进而实现对干扰的有效管理。另外，在LET网络中，还需要对频率与时间的同步问题进行解决，避免蜂窝内部出现通信干扰，主要的解决方式仍是功率控制。对于QoS资源配置方面，该技术能够管理设备间的干扰问题，并优化全网性能，在满足通信性能需求的同时通过资源合理配置实现网络QoS的全面提升[2]。在此过程中，为给蜂窝系统服务质量提供保障，提升系统性能，可以使用乘子法对D2D用户和CUE最佳发射功率进行确定，进而实现系统吞吐量的最大化，满足用户使用需求。另外，还可以构建模式切换和分流机制在移动网络中融入无线技术，进而充分发挥未使用宽带的作用，实现蜂窝网络传输数据的有效转移，对蜂窝网络数据传输压力进行有效缓解。在D2D网络技术中，同时存在两种通信模式，即传统蜂窝通信和D2D通信，在其运行过程中难免发生通信干扰，为此，通过构建切换机制能够实现通信数据的顺利分流，进而降低干扰，对系统性能进行优化。
三、结论
综上所述，基于5G的D2D技术具有极强的通信灵活性，相较于传统通信网络，具有频谱利用率高等优点。因此，为使其能够进一步发挥作用，对其目前研究现状以及问题与解决方法进行研究，促进其能够满足未来网络的发展需求。
【参考文献】
[1]王慧茹. 基于蜂窝网和NOMA的D2D通信资源分配算法研究[D].南京邮电大学，2019.
[2]古常友.交通领域中面向D2D的5G通信网络应用探析[J].中国交通信息化，2019（03）：116-118.