陶 成,彭 珂,周 涛

(北京交通大学 电子信息工程学院,北京100044)

终端直通(Device-to-Device,D2D)技术是一种允许终端用户不通过基站的转发,直接进行数据传输的新型技术.在蜂窝网络中引入D2D通信技术,不仅能够提高频谱效率、增大系统的吞吐量,而且可以降低发射功率、减轻基站的负担,提升系统的整体性能.D2D通信技术有诸多的优点,所以它作为5G的关键技术之一,受到越来越多学者的广泛关注[1].但是建立直通的默认条件是用户距离较近,当直达链路质量差时,直通技术的使用会受到限制.同时D2D用户和蜂窝用户共用相同的频谱资源,在提升性能的同时也会受到身份冒充、数据伪造、被动窃听等的安全威胁[2].传统的加密技术是以密码学为基础,通过破解密钥所需的极高的计算复杂度来保证安全,但是由于量子计算机的出现,依靠计算复杂度的保密方式存在着安全隐患,因此蜂窝网络下D2D通信系统的物理层安全的探索非常重要[3].

目前有学者提出在D2D通信系统中加入中继的方案,用来解决直通链路距离受限的问题.文献[4]提出具有中继的D2D通信模式,该模式从空闲的蜂窝用户中选择设备作为中继,两跳传输链路都使用D2D技术.基于中断概率分析、推导出了选择中继的前提条件,并且仿真验证了中继D2D可以提高系统的吞吐量.文献[5-7]把D2D与蜂窝用户复用频谱时产生的双向干扰认为是有害干扰,从抑制或消除D2D用户和蜂窝用户之间的双向干扰的角度研究D2D的……