取自https://blog.csdn.net/u012159948/article/details/20059927
D2D技术可以应用于移动蜂窝网络，以提高资源利用率和网络容量。每一个D2D通信链路占用的资源与一个蜂窝通信链路占用的相等。D2D通信将在宏蜂窝基站的控制下获得通信所需的频率资源和传输功率。它与蜂窝网络共享无线资源的同时，也会带来一定的干扰。
D2D在蜂窝系统下的模型如图3-1所示，图中左侧两个小区的通信都是基站与用户之间的传统通信形式，右侧小区中存在用户之间的通信链路，就是我们所指的D2D通信，阴影部分表示可能存在的干扰较大区域。
基站首先发现将进行D2D通信的设备，同时控制进行D2D通信的用户。基站控制着D2D通信使用的资源块以及D2D通信设备的发送功率，以保证D2D通信带给小区现有通信的干扰在可接受的范围内。当网络为密集LTE-A网络，并且有较高网络负载时，系统同样可以给D2D通信分配资源。但是基站无法获知小区内进行D2D通信用户间通信链路的信道信息，所以基站不能直接基于用户之间信道信息来进行资源调度。
D2D通信在蜂窝网络中将分享小区内的资源，因此，D2D用户将可能被分配到如下两种情况的信道资源：
1、与正在通信的蜂窝用户都相互正交的信道，即空闲资源；
2、与某一正在通信的蜂窝用户相同的信道，即复用资源。
若D2D通信用户分配到正交的信道资源时，它不会对原来的蜂窝网络中的通信造成干扰。若D2D通信与蜂窝用户共享信道资源时，D2D通信将会对蜂窝链路造成干扰。干扰情况如图3-2所示，图中有两条通信链路，分别为UE（User Equipment，用户设备）与eNB（Evolved Node B，演进型基站）之间的链路和两个UE间的链路，虚线表示的是干扰信号，由于D2D用户复用了小区的资源，所以产生了一定的同频干扰。
D2D通信复用上行链路资源时，系统中受D2D通信干扰的是基站，基站可调节D2D通信的发送功率以及复用的资源来控制干扰，可以将小区的功率控制信息应用到D2D通信的控制中来[1]。此时D2D通信的发送功率需要减小到一个阀值以保证系统上行链路SINR大于目标SINR，而当D2D通信采用系统分配的专用资源时，D2D用户可以用最大功率发送。
D2D通信复用下行链路资源时，系统中受D2D通信干扰的是下行链路的用户。而受干扰的下行用户的位置决定于基站的短期调度情况。因此受D2D传输干扰的用户可能是小区服务的任何用户。当D2D链路建立后，基站控制D2D传输的发送功率来保证系统小区用户的通信。合适的D2D发送功率控制可以通过长期观察不同功率对系统小区用户的影响来周期性确定。
在资源分配方面，基站可以将复用资源的小区用户和D2D用户在空间上分开。如基站可分配室内的D2D用户和室外的小区用户相同的系统资源。同时基站可以根据小区用户的链路质量反馈来调节D2D通信，当用户链路质量过度下降时降低D2D通信的发送功率，在链路质量尚可的情况下又能适当增加发送功率。
所以，在通信负载较小的网络中，可以为D2D通信分配剩余的正交的资源，这样显然可以取得更好的系统性能。但是，由于蜂窝网络中的资源有限，考虑到通信业务对频率带宽的要求越来越高，而采用非正交资源共享的方式可以使网络有更高的资源利用率。这也正是在蜂窝网络中应用D2D通信的主要目的。
系统基站在给D2D通信分配资源时，需要根据小区通信情况、现有信道状态以及小区用户的位置信息决定D2D通信是复用小区用户资源还是采用正交资源进行通信，复用小区用户资源时，需要考虑问题是复用上行资源还是下行资源，以及复用小区中哪个用户的资源。复用下行资源比复用上行资源更加复杂，因为前者受到干扰的是小区移动台，而小区移动台可能在小区的任何位置，干扰情况较难分析。考虑到复用离D2D用户较远的小区用户的频谱资源会带来较小的同频干扰，所以设计基于此原则的算法可能会带来较大的系统性能提升。
D2D 会话的建立包括以下步骤：
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UE发起会话请求； -
GW检测数据包的源端和目的端，发现源端UE和目的端UE在相同或邻近小区； -
GW根据一定策略决定其是否可以建立 D2D 连接； -
eNodeB请求两端UE测量信道质量，据此判断D2D连接是否可以建立； -
如果两UE都有D2D功能，则eNodeB通过控制信令建立D2D连接； -
D2D链路建立成功后，eNodeB仍然负责蜂窝网络和D2D的资源分配； -
两端UE在D2D链路上使用对端的IP地址进行数据传输，不需要经过eNodeB
即使D2D连接成功的建立起来，eNodeB仍然负责蜂窝和D2D的资源分配，该UE可继续保持与Internet的连接。通过监听相距较近设备的IP数据流，来建立D2D连接，用户不需要特定的发起一个D2D会话请求，将由网络自动的在蜂窝连接和D2D连接中进行选择。
除了由网络管理D2D会话，用户也可通过SIP协议自主发起D2D会话建立请求[4]。会话发起方向SIP服务器发送INVITE消息。会话建立成功之后，UE即可与其他用户进行通信。
