Device-to-device (D2D) communicatio

Device-to-device (D2D) communications
underlaying a cellular infrastructure has been proposed as a means of taking advantage of the physical proximity of communicating devices, increasing resource utilization, and improving cellular coverage. Relative to the traditional cellular methods, there is a need to design new peer discovery methods, physical layer procedures, and radio resource management algorithms that help realize the potential advantages of D2D communications. In this article we use the 3GPP Long Term Evolution system as a baseline for D2D design, review some of the key design challenges, and propose solution approaches that allow cellular devices and D2D pairs to share spectrum resources and thereby increase the spectrum and energy efficiency of traditional cellular networks. Simulation results illustrate the viability of the proposed design

Device-to-device (D2D) communications in cellular spectrum supported by a cellular infrastructure holds the promise of three types of gains. The proximity of user equipments (UE) may allow for extreme high bit rates, low delays and low power consumption [1]. The reuse gain implies that radio resources may be simultaneously used by cellular as well as D2D links, tightening the reuse factor even of a reuse-1 system [2]. Finally, the hop gain refers to using a single link in the D2D mode rather than using both an uplink and a downlink resource when communicating via the access point in the cellular mode. Additionally, D2D communications may extend the cellular coverage and facilitate new types of wireless peer-to-peer services [2, 3]. However, D2D communications utilizing cellular spectrum poses new challenges, because relative to cellular communication scenarios, the system needs to cope with new interference situations. For example, in an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system in which D2D communication links may reuse some of the OFDM time-frequency resources (physical resource blocks, PRB), intracell interference is no longer negligible [4].

In addition, in multicell systems, new types of intercell interference situations have to be dealt with due to the undesired proximity of D2D and cellular transmitters and receivers. Interestingly, these new types of interference situations are intertwined with the duplexing scheme that th cellular network and the D2D link employ, and also depend on the spectrum bands and PRBs allocated to D2D links. For example, when a
D2D link utilizes some of the cellular uplink PRBs, a transmitting cellular user equipment (UE) may cause much stronger interference to a receiving UE of a D2D pair in a neighbor cell than the interference caused to a radio base station
in that same neighbor cell. Solution approaches to deal with this problem
include power control [5], various interference avoiding multi-antenna transmission
techniques [6] that can be combined with proper mode selection — which decides whether a D2D candidate pair should be communicating in D2D or in cellular mode [7] — and advanced (network) coding schemes [1]. The purpose of the current article is to provide a brief overview of the main technical challenges that need to be addressed to realize the potential gains of D2D communications and propose solution approaches to these challenges. Throughout we will assume OFDM as the transmission scheme and the 3GPP Long Term Evolution (LTE) system as our baseline for D2D design [10]. The key functions of D2D communications include peer discovery, physical layer procedures, such as synchronization and reference signal design, and various radio resource management functions including mode selection,
scheduling, PRB allocation, power control, and intra- and intercell interference management.

Kết quả (Việt) 1:

Thông tin liên lạc điện thoại với thiết bị (D2D)underlaying cơ sở hạ tầng di động đã được đề xuất như là một phương tiện lợi dụng sự gần gũi vật lý của giao tiếp thiết bị, gia tăng việc sử dụng tài nguyên, và cải thiện vùng phủ sóng di động. Tương đối với các phương pháp di động truyền thống, có là một nhu cầu thiết kế mới ngang nhau khám phá phương pháp, tầng vật lý thủ tục, và đài phát thanh nguồn lực quản lý thuật toán giúp nhận ra những lợi thế tiềm năng của D2D truyền thông. Trong bài viết này chúng tôi sử dụng hệ thống tiến hóa dài hạn 3GPP là một đường cơ sở để thiết kế D2D, xem xét một số những thách thức thiết kế chính, và đề xuất phương pháp tiếp cận giải pháp cho phép thiết bị di động và D2D cặp để chia sẻ tài nguyên quang phổ và do đó tăng hiệu quả phổ và năng lượng của mạng di động truyền thống. Kết quả mô phỏng minh họa cho khả năng của thiết kế được đề xuấtThiết bị thiết bị truyền thông (D2D) trong tế bào quang phổ được hỗ trợ bởi một cơ sở hạ tầng di động giữ lời hứa của ba loại của lợi nhuận. Sự gần gũi của người sử dụng thiết bị (UE) có thể cho phép cho cực cao bit tỷ giá, sự chậm trễ thấp và tiêu thụ điện năng thấp [1]. Đạt được tái sử dụng ngụ ý rằng đài phát thanh tài nguyên có thể được sử dụng đồng thời bởi di động cũng như các liên kết D2D, thắt chặt các yếu tố sử dụng lại thậm chí của một hệ thống tái sử dụng-1 [2]. Cuối cùng, độ lợi hop đề cập đến bằng cách sử dụng một liên kết duy nhất ở chế độ D2D chứ không phải là bằng cách sử dụng một nguồn lực downlink và uplink một khi giao tiếp thông qua điểm truy cập trong chế độ tế bào. Ngoài ra, thông tin liên lạc D2D có thể mở rộng vùng phủ sóng di động và tạo thuận lợi cho các loại mới của dịch vụ không dây để ngang [2, 3]. Tuy nhiên, thông tin liên lạc D2D sử dụng di động phổ đặt ra những thách thức mới, vì liên quan đến truyền thông di động kịch bản, Hệ thống cần phải đối phó với tình huống mới của sự can thiệp. Ví dụ, trong một tần số trực giao bộ phận ghép kênh (OFDM) hệ thống trong đó D2D giao tiếp liên kết có thể tái sử dụng cho một số OFDM tần số thời gian nguồn (vật lý tài nguyên khối, PRB), intracell can thiệp là không còn không đáng kể [4].Ngoài ra, trong các hệ thống cá, mới các loại tình huống intercell can thiệp đã phải được xử lý do không mong muốn gần D2D và di động máy phát và máy thu. Điều thú vị, các loại mới của sự can thiệp tình huống được intertwined với các đề án cải th mạng di động và D2D liên kết sử dụng, và cũng phụ thuộc vào các ban nhạc quang phổ và PRBs giao cho D2D liên kết. Ví dụ, khi mộtD2D liên kết sử dụng một số PRBs di động tải lên, một thiết bị di động người dùng phát sóng (UE) có thể gây ra nhiều sự can thiệp mạnh mẽ hơn để một UE nhận của một cặp D2D trong một tế bào người hàng xóm hơn sự can thiệp gây ra một trạm phát radiotrong đó cùng một tế bào người hàng xóm. Phương pháp tiếp cận giải pháp để đối phó với vấn đề nàybao gồm kiểm soát quyền lực [5], sự can thiệp khác nhau tránh nhiều ăng-ten truyềnkỹ thuật [6] có thể được kết hợp với đúng chế độ lựa chọn-mà quyết định cho dù một cặp D2D ứng cử viên nên giao tiếp trong D2D hoặc trong chế độ di động [7] — và nâng cao (mạng) mã hóa đề án [1]. Mục đích của bài viết hiện tại là cung cấp một tổng quan về những thách thức kỹ thuật chính cần phải được giải quyết để nhận ra những lợi ích tiềm năng của D2D liên lạc và đề xuất phương pháp tiếp cận giải pháp để những thách thức này. Trong suốt chúng tôi sẽ cho OFDM như các đề án truyền tải và hệ thống 3GPP tiến hóa dài hạn (LTE) là cơ sở của chúng tôi cho D2D thiết kế [10]. Chức năng chính của D2D truyền thông bao gồm khám phá ngang, tầng vật lý thủ tục, chẳng hạn như đồng bộ hóa và tham khảo tín hiệu thiết kế, và các đài phát thanh nguồn lực quản lý chức năng bao gồm chế độ lựa chọn,lập kế hoạch, PRB phân bổ, kiểm soát quyền lực, và quản lý sự can thiệp nội - và intercell.

Kết quả (Việt) 2:

Thiết bị đến thiết bị (D2D) Giao thông
underlaying một cơ sở hạ tầng di động đã được đề xuất như một phương tiện để lợi dụng sự gần gũi thể xác của các thiết bị giao tiếp, tăng sử dụng nguồn lực, và cải thiện vùng phủ sóng di động. So với các phương pháp di động truyền thống, có một nhu cầu để thiết kế phương pháp mới phát hiện peer, thủ tục lớp vật lý, và các thuật toán quản lý tài nguyên vô tuyến, giúp nhận ra những lợi thế tiềm năng của truyền thông D2D. Trong bài viết này, chúng tôi sử dụng hệ thống tiến hóa 3GPP Long Term như một cơ sở cho việc thiết kế D2D, xem xét một số những thách thức thiết kế quan trọng, và đề xuất cách tiếp cận giải pháp cho phép các thiết bị di động và cặp D2D để chia sẻ tài nguyên phổ tần và do đó làm tăng phổ và năng lượng hiệu quả mạng di động truyền thống. Kết quả mô phỏng minh họa cho tính khả thi của thiết kế đề xuất thiết bị đến thiết bị (D2D) thông tin liên lạc trong quang phổ di động được hỗ trợ bởi một cơ sở hạ tầng di động giữ lời hứa của ba loại tăng. Sự gần gũi của các thiết bị sử dụng (UE) có thể cho phép tỷ lệ cực cao chút, chậm trễ thấp và tiêu thụ điện năng thấp [1]. Việc đạt được tái sử dụng có nghĩa là tài nguyên vô tuyến có thể được đồng thời sử dụng bởi các tế bào cũng như các liên kết D2D, thắt chặt các yếu tố tái sử dụng ngay cả một hệ thống tái sử dụng-1 [2]. Cuối cùng, mức tăng hop đề cập đến việc sử dụng một liên kết duy nhất ở chế độ D2D hơn là sử dụng cả một uplink và downlink một nguồn tài nguyên khi giao tiếp qua các điểm truy cập ở chế độ tế bào. Ngoài ra, thông tin liên lạc D2D có thể mở rộng vùng phủ sóng di động và tạo điều kiện cho các loại mới của không dây peer-to-peer dịch vụ [2, 3]. Tuy nhiên, thông tin liên lạc D2D sử dụng phổ tần di động đặt ra những thách thức mới, vì liên quan đến kịch bản truyền thông di động, hệ thống cần phải đối phó với những tình huống can thiệp mới. Ví dụ, trong một ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) hệ thống trong đó các liên kết truyền thông D2D có thể tái sử dụng một số các OFDM nguồn lực thời gian-tần số (khối tài nguyên vật lý, PRB), intracell can thiệp không còn không đáng kể [4]. Ngoài ra, trong hệ thống multicell, loại mới của tình huống can thiệp intercell phải bị xử lý do nằm gần không mong muốn của D2D và máy phát di động và máy thu. Thật thú vị, các loại mới của tình huống can thiệp được đan xen với các đề án in hai mặt mà th mạng di động và các D2D liên kết tạo việc làm, và cũng phụ thuộc vào băng tần và PRBs phân bổ cho các liên kết D2D. Ví dụ, khi một liên kết D2D sử dụng một số các PRBs uplink di động, một thiết bị người dùng di truyền (UE) có thể gây nhiễu mạnh hơn rất nhiều với một UE nhận của một cặp D2D trong một tế bào hàng xóm hơn can thiệp gây ra một trạm phát thanh trong mà cùng một tế bào lân cận. Cách tiếp cận giải pháp để đối phó với vấn đề này bao gồm kiểm soát quyền lực [5], can thiệp khác nhau tránh truyền đa ăng-ten kỹ thuật [6] có thể được kết hợp với lựa chọn chế độ thích hợp - mà quyết định liệu một cặp ứng cử viên D2D cần được giao tiếp trong D2D hoặc trong chế độ di động [7] - và tiên tiến (mạng) chương trình mã hóa [1]. Mục đích của bài viết hiện tại là để cung cấp một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về những thách thức kỹ thuật chính cần được giải quyết để nhận ra những lợi ích tiềm năng của truyền thông D2D và đề xuất giải pháp tiếp cận đến những thách thức này. Trong suốt chúng tôi sẽ giả OFDM như các chương trình truyền và (LTE) hệ thống 3GPP Long Term Evolution là đường cơ sở của chúng tôi thiết kế cho D2D [10]. Các chức năng chính của truyền thông D2D bao gồm phát hiện peer, thủ tục lớp vật lý, chẳng hạn như thiết kế đồng bộ và tín hiệu tham chiếu, và các chức năng quản lý tài nguyên vô tuyến khác nhau bao gồm chế độ lựa chọn, lập kế hoạch, phân bổ PRB, điện điều khiển, quản lý và can thiệp trong và intercell.