孙恩昌， 屈晗星， 袁永仪， 张延华

(1.北京工业大学信息学部， 北京 100124； 2.北京工业大学先进信息网络北京实验室， 北京 100124)

随着超高清晰度流媒体视频、基于云的应用逐渐“爆发”，以及各类移动智终端设备市场普及率不断提高，移动通信网络所承载的数据流量爆炸式增长[1]. 在日益紧张的频谱资源中提高移动终端用户的快速接入并实现高速的数据传输，成为无线通信中急需解决的一个问题. 传统解决方案，例如增加专用频谱、使用多条天线等因其高昂的成本或技术限制，都无法很好地解决频谱资源紧张、移动用户快速接入以及高速数据传输等问题[2]. 随着移动通信的不断发展，容量更高、数据速率更快、端到端时延更低、开销更低、大规模设备连接和极致的用户体验质量(quality of experience, QoE)[3]成为新的挑战. 不同于传统的无线通信技术，例如Wi-Fi等，设备到设备(device-to-device, D2D)通信是一种能够在运营商授权频段内应用、复用传统蜂窝用户(cellular users, CUs)资源、允许邻近设备之间直接交换信息的技术[4]，具有降低基站(base station, BS)压力、减小设备到设备传输时延、提高系统网络性能和效率的潜力[5-7]. D2D通信技术已被第3代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)列入第五代(the fifth generation, 5G)移动通信系统发展框架，成为5G关键技术之一，在第六代(the sixth generation, 6G)移动通信系统甚至未来的移动通信发展中，D2D通信技术依然能够发挥重要作用.

蜂窝网络中引入D2D通信技术，在带来诸多优点的同时也面临着挑战，例如设备发现、会话建立、模式选择、资源分配、功率控制、干扰协调等……