Articulo 1 comunicaciones digitales 2

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Una encuesta sobre la Comunicación de dispositivo a dispositivo en Redes Celulares Arash Asadi, Student Miembro, IEEE, Qing Wang, Student Miembro, IEEE, y Vincenzo Mancuso, Miembro, IEEE Resumen-dispositivo a dispositivo (D2D) comunicaciones fue inicialmente propuesto en redes celulares como un nuevo paradigma para la mejora rendimiento de la red. La aparición de nuevas aplicaciones tales como distribución de contenidos y reconoce la ubicación publicidad introducido nuevos casos de usuarios de comunicaciones D2D en redes celulares. La estudios iniciales mostraron que las comunicaciones D2D tiene ventajas tales como una mayor eficiencia espectral y comunicación reducida demora. Sin embargo, este modo de comunicación introduce complicaciones en cuanto a los gastos generales de control de la interferencia y protocolos que siguen siendo los problemas de investigación abiertas. La viabilidad de las comunicaciones D2D en Long-Term Evolution avanzada está siendo estudiada por cuerpos academia, la industria y de normalización. Hasta la fecha, son más de 100 artículos disponibles en comunicaciones D2D en redes celulares, pero no hay una encuesta en este campo. En esto papel, ofrecemos una taxonomía basada en la comunicación D2D espectro y revisar la literatura disponible ampliamente bajo la taxonomía propuesta. Además, ofrecemos nuevos conocimientos sobre la sobre-explorada y áreas que nos llevan a identificar explorado problemas de investigación abiertos de comunicaciones D2D en celular redes. Índice Términos-dispositivo a dispositivo de comunicaciones, redes celulares, LTE, LTE-A. I. INTRODUCCIÓN COMO operadores de telecomunicaciones están luchando para adaptarse a la demanda existente de los usuarios móviles, los nuevos datos intensivos aplicaciones están emergiendo en las rutinas diarias de los usuarios móviles (por ejemplo, servicios de proximidad consciente). Por otra parte, las tecnologías celulares 4G (WiMAX [1] y LTE-A [2]), que tienen extremadamente física eficiente y rendimiento capa MAC, todavía se están quedando detrás de la demanda de datos en pleno auge de los usuarios móviles. Por lo tanto, los investigadores están buscando nuevos paradigmas para revolucionan los métodos tradicionales de comunicación de las redes celulares. De dispositivo a dispositivo (D2D) la comunicación es uno de tales paradigmas que parece ser un componente prometedor en el próximo
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  • Una encuesta sobre la Comunicacin de dispositivo a dispositivo

    en Redes Celulares

    Arash Asadi, Student Miembro, IEEE, Qing Wang, Student Miembro, IEEE, y Vincenzo Mancuso,

    Miembro, IEEE

    Resumen-dispositivo a dispositivo (D2D) comunicaciones fue inicialmente

    propuesto en redes celulares como un nuevo paradigma para la mejora

    rendimiento de la red. La aparicin de nuevas aplicaciones tales como

    distribucin de contenidos y reconoce la ubicacin publicidad introducido

    nuevos casos de usuarios de comunicaciones D2D en redes celulares. La

    estudios iniciales mostraron que las comunicaciones D2D tiene ventajas

    tales como una mayor eficiencia espectral y comunicacin reducida

    demora. Sin embargo, este modo de comunicacin introduce complicaciones

    en cuanto a los gastos generales de control de la interferencia y protocolos que

    siguen siendo los problemas de investigacin abiertas. La viabilidad de las comunicaciones D2D

    en Long-Term Evolution avanzada est siendo estudiada por

    cuerpos academia, la industria y de normalizacin. Hasta la fecha,

    son ms de 100 artculos disponibles en comunicaciones D2D en

    redes celulares, pero no hay una encuesta en este campo. En esto

    papel, ofrecemos una taxonoma basada en la comunicacin D2D

    espectro y revisar la literatura disponible ampliamente bajo

    la taxonoma propuesta. Adems, ofrecemos nuevos conocimientos sobre

    la sobre-explorada y reas que nos llevan a identificar explorado

    problemas de investigacin abiertos de comunicaciones D2D en celular

    redes.

    ndice Trminos-dispositivo a dispositivo de comunicaciones, redes celulares,

    LTE, LTE-A.

    I. INTRODUCCIN

    COMO operadores de telecomunicaciones estn luchando para adaptarse a la

    demanda existente de los usuarios mviles, los nuevos datos intensivos

    aplicaciones estn emergiendo en las rutinas diarias de los usuarios mviles

    (por ejemplo, servicios de proximidad consciente). Por otra parte, las tecnologas celulares 4G

    (WiMAX [1] y LTE-A [2]), que tienen extremadamente

    fsica eficiente y rendimiento capa MAC, todava se estn quedando

    detrs de la demanda de datos en pleno auge de los usuarios mviles. Por lo tanto,

    los investigadores estn buscando nuevos paradigmas para revolucionan

    los mtodos tradicionales de comunicacin de las redes celulares.

    De dispositivo a dispositivo (D2D) la comunicacin es uno de tales

    paradigmas que parece ser un componente prometedor en el prximo

  • tecnologas celulares generacin.

    D2D comunicacin en redes celulares se define como directo

    la comunicacin entre dos usuarios mviles sin atravesar

    la estacin base (BS) o red de ncleo. Comunicacin D2D

    es generalmente no transparente a la red celular y puede

    Fig. 1. representativos casos de uso de comunicaciones D2D en celular

    redes.

    ocurrir en el espectro celular (es decir, dentro de banda) o sin licencia

    espectro (es decir, fuera de banda). En una red celular tradicional, todo

    comunicaciones deben pasar por el BS, aunque tanto la comunicacin

    las partes estn en el rango de comunicacin D2D. Este

    la arquitectura se adapta a los servicios mviles de velocidad de datos baja convencional

    tales como llamada de voz y mensajes de texto en el que los usuarios no son

    por lo general lo suficientemente cerca para tener una comunicacin directa. Sin embargo,

    usuarios mviles en redes celulares de hoy en da utilizan alta velocidad de datos

    servicios (por ejemplo, compartir videos, juegos, proximidad-conscientes sociales

    la creacin de redes) en la que potencialmente podran estar en el rango de directa

    comunicaciones (es decir, D2D). Por lo tanto, las comunicaciones D2D

    en tales escenarios pueden altamente incrementar la eficiencia espectral de

    la red. Sin embargo, las ventajas de las comunicaciones D2D

    no slo se limitan a la eficiencia espectral mejorada. En

    Adems de mejorar la eficiencia, comunicaciones D2D espectrales

  • puede mejorar potencialmente el rendimiento, la eficiencia energtica, la demora,

    y la equidad.

    En el mundo acadmico, la comunicacin D2D fue propuesto por primera vez en [3]

    para habilitar rels de multisalto en redes celulares. Ms tarde las obras

    en [4] - [8] investig el potencial de las comunicaciones para D2D

    mejora de la eficiencia espectral de las redes celulares. Poco despus,

    otros casos de uso potencial D2D se introdujeron en la literatura

    tales como la multidifusin [9], [10], la comunicacin peer-to-peer

    [11], la difusin de vdeo [5], [12] - Mquina-a-[14],

    (M2M) [15], la descarga celular [16], y as sucesivamente.

    Los casos de uso ms popular de comunicaciones D2D se muestran

    en la Fig. 1. El primer intento de implementar la comunicacin D2D

    en una red celular fue hecho por FlashLinq de Qualcomm

    [17] que es un MAC / PHY arquitectura de red para las comunicaciones D2D

    underlaying redes celulares. FlashLinq toma

    aprovechar las tecnologas OFDM / OFDMA y distribuido

    Fig. 2. Representacin esquemtica de dentro de banda de superposicin, en banda arpillera, y

    D2D fuera de banda.

    la programacin para crear un mtodo eficiente para la sincronizacin de temporizacin,

    descubrimiento de pares, y la gestin de enlace en D2D habilitado celular

    redes. Adems de la academia y de las telecomunicaciones

    empresas, 3GPP tambin est investigando las comunicaciones D2D

    como servicios de proximidad (prosa). En particular, la viabilidad de

    Prosa y sus casos de uso de LTE se estudian en [18] y el

    mejoras arquitectnicas necesarias para dar cabida a este tipo de casos de uso

    se investigan en [19]. Actualmente, la prosa se supone que

    incluirse en 3GPP Release 12 como una red de seguridad pblica

    funcin con el foco en uno a muchos comunicaciones [19]. Una breve

    visin general de las actividades de normalizacin y de los fundamentos de la

    3GPP prosa se puede encontrar en [20].

    La mayora de la literatura sobre las comunicaciones D2D propone

    utilizar el espectro celular tanto D2D y celular

    comunicaciones (es decir, subyaca D2D dentro de banda). Estas obras

    suele estudiar el problema de la reduccin de la interferencia entre el

    D2D y la comunicacin celular [8], [21] - [28]. A fin de que

    evitar el problema de interferencia antes mencionada, algunos proponen

    dedicar parte de los recursos nicamente a las comunicaciones celulares D2D

    (Es decir, superponer D2D dentro de banda). En este caso, la asignacin de recursos

  • gana suma importancia para que los recursos sean dedicados celulares

    No en vano [29]. Otros investigadores proponen adoptar fuera de banda

    en lugar de comunicaciones D2D dentro de banda en las redes celulares

    de modo que el espectro celular precioso ser no afectada por D2D

    comunicaciones. En las comunicaciones fuera de banda, la coordinacin

    entre las interfaces de radio est controlado ya sea por la BS (es decir,

    controlada) o los propios usuarios (es decir, autnomo). Fuera de banda

    Comunicacin D2D enfrenta algunos desafos en la coordinacin

    la comunicacin a travs de dos bandas diferentes, porque por lo general

    Comunicacin D2D sucede en una interfaz segundo radio (por ejemplo,

    WiFi directa [30] y Bluetooth [31]). Los estudios sobre fuera de banda

    D2D investigar temas como el consumo de energa [32] - [36]

    e inter-tecnologa de diseo arquitectnico. Fig. 2 grficamente

    representa la diferencia entre dentro de banda subyacente, en banda de superposicin,

    y fuera de banda de comunicaciones.

    A. Temas relacionados

    Puesto que la comunicacin D2D es un nuevo tema de tendencia en el celular

    redes, no hay encuestas disponibles en el tema. Sin embargo,

    desde una perspectiva arquitectnica, comunicaciones D2D

    puede ser similar a las redes mviles Ad-hoc (MANET) y

    Redes de Radio Cognitivas (CRN). Sin embargo, hay algunos

    diferencias clave entre estas arquitecturas que no pueden ser ignorados.

    Aunque no existe un estndar para las comunicaciones D2D,

    Se espera que las comunicaciones D2D en red celular para ser

    supervisado / controlado por una entidad central [por ejemplo, evolucionado Nodo B

    (ENB)]. D2D usuarios pueden actuar de forma autnoma slo cuando el

    infraestructura celular no est disponible. La participacin de la

    red celular en el plano de control es la diferencia clave

    entre D2D y Manet y CRN. La disponibilidad de

    una supervisin / gestin de la entidad central de comunicaciones D2D

    resuelve muchos desafos existentes de Manet y CRN

    como la deteccin de espacio blanco, prevencin de colisiones, y la sincronizacin.

    Por otra parte, se utiliza principalmente la comunicacin D2D

    para las comunicaciones hop individuales, por lo tanto, no hereda la

    multihop problema de enrutamiento de la MANET. Una amplia encuesta

    el espectro algoritmos de deteccin para aplicaciones de radio cognitiva

    y los protocolos de encaminamiento para MANET se pueden encontrar

    en [37] y [38], respectivamente. Comunicacin M2M [39] -

    [41] es otra arquitectura que podran beneficiarse de D2D similar

    esquemas. M2M es la comunicacin de datos entre mquinas

    que no necesita necesariamente la interaccin humana. Aunque

  • M2M, de manera similar a D2D, se centra en el intercambio de datos entre

    (Numerosos) nodos o entre nodos y la infraestructura, lo hace

    no tienen ningn requisito sobre las distancias entre los nodos.

    As, M2M es orientado a la aplicacin y la independiente de la tecnologa

    mientras D2D apunta a servicios de conectividad de proximidad y es

    dependiente de la tecnologa.

    B. Contribuciones y Organizacin de la Encuesta

    En este trabajo, ofrecemos una extensa revisin de disponibles

    literatura sobre comunicaciones D2D, que es el primero de su

    tipo. Adems, ofrecemos nuevas perspectivas a las obras existentes

    que nos llevan a las cuestiones abiertas insuficientemente explorado. En la Seccin II,

    categorizamos la literatura disponible sobre la base de nuestra propuesta

    taxonoma. En las secciones III y IV, se revisan los trabajos utilizando

    D2D en banda. Los trabajos que proponen utilizar fuera de banda D2D se encuestaron

    en la Seccin V. Despus de revisar la literatura disponible,

    discutir las propuestas de protocolo del estado de la tcnica y proporcionar una

    visin general de los servicios de la prosa 3GPP en la Seccin VI. En la seccin VII,

    proporcionamos una discusin sobre los supuestos comunes de los encuestados

    literatura, las ventajas y desventajas de diferentes

    enfoques, la madurez del campo, y su aparicin en el

    sistemas del mundo real. Adems, esta seccin arroja luz sobre la

    cuestiones abiertas y lneas de investigacin posibles en las comunicaciones D2D.

    Finalmente, llegamos a la conclusin del documento en la Seccin VIII.

    II. TAXONOMA

    En esta seccin, categorizamos la literatura disponible sobre D2D

    la comunicacin en redes celulares basadas en el espectro en

    que la comunicacin se produce D2D. En la siguiente subseccin

    proporcionamos una definicin formal para cada categora y subcategora.

    A continuacin, ofrecemos una visin general de las ventajas

    y desventajas de cada mtodo D2D.

    D2D en banda: La literatura en esta categora, que contiene

    la mayora de los trabajos disponibles, propone utilizar el celular

    espectro tanto para D2D y enlaces celulares. La motivacin

    por escoger dentro de banda de comunicacin suele ser el alto control

    por celular espectro (es decir, con licencia). Algunos investigadores (ver,

    por ejemplo, [6], [42]) consideran que la injerencia en el unlicense

  • Fig. 3. Clasificacin de comunicacin de dispositivo a dispositivo.

    espectro es incontrolable que impone limitaciones para QoS

    aprovisionamiento. La comunicacin en banda puede dividirse

    en arpillera y superposicin categoras. En la comunicacin D2D arpillera,

    comunicaciones celulares y D2D comparten la misma radio

    recursos. En contraste, enlaces D2D en la comunicacin de superposicin

    se dan los recursos celulares reservados. Banda D2D puede mejorar

    la eficiencia del espectro de las redes celulares mediante la reutilizacin de espectro

    recursos (es decir, de base) o la asignacin dedicada celular

    recursos a los usuarios D2D que acomoda la conexin directa

    entre el transmisor y el receptor (es decir, superposicin). La

    desventaja fundamental de D2D en banda es la interferencia causada por

    Usuarios D2D a las comunicaciones celulares y viceversa. Este

    interferencia puede ser mitigado mediante la introduccin de alta complejidad

    mtodos de asignacin de recursos, que aumentan el cmputo

    sobrecarga de los usuarios BS o D2D.

    Fuera de banda D2D: Aqu, los enlaces D2D explotan espectro sin licencia.

    La motivacin detrs del uso de la comunicacin fuera de banda D2D

    es eliminar el problema de interferencia entre D2D

    y enlace celular. El uso de espectro sin licencia requiere un extra

    interfaz y generalmente adopta otras tecnologas inalmbricas tales

    como WiFi directa [30], ZigBee [43] o Bluetooth [31]. Algunos de

    el trabajo sobre D2D fuera de banda (vase, por ejemplo, [12], [13], [32], [33])

    sugerir a dar el control de la segunda interfaz / tecnologa

    a la red celular (es decir, controlada). En contraste, otros

    (Ver, por ejemplo, [36]) proponen mantener las comunicaciones celulares controlados

    y dejar las comunicaciones D2D a los usuarios (es decir,

    autnoma). Fuera de banda D2D utiliza el espectro sin licencia que

    hace que el problema de interferencia entre D2D y usuarios de celulares

    irrelevante. Por otra parte, fuera de banda D2D pueden sufrir de

    la naturaleza incontrolada de espectro sin licencia. Debera ser

    seal que slo los dispositivos celulares con dos interfaces inalmbricas

    (Por ejemplo, LTE y Wi-Fi) se pueden usar fuera de banda D2D, y por lo tanto los usuarios

  • pueden

    tener D2D simultnea y las comunicaciones celulares.

    Fig. 3 ilustra la taxonoma introducido para las comunicaciones D2D

    en las redes celulares. En las secciones siguientes,

    revisin de la literatura relacionada con la base de esta taxonoma.

    III. Subyacente INBAND D2D

    Los primeros trabajos sobre D2D en redes celulares proponen reutilizar

    espectro celular para las comunicaciones D2D. Hasta la fecha, la mayora

    de la literatura disponible tambin se dedica a inband D2D,

    especialmente comunicaciones D2D underlaying redes celulares.

    En esta seccin, se revisan los trabajos que emplean subyacente

    D2D para mejorar el rendimiento de las redes celulares, en trminos

    de la eficiencia del espectro, la eficiencia energtica, la cobertura celular, y

    otros objetivos de rendimiento.

    A. Espectro Eficiencia

    Mediante la explotacin de la diversidad espacial, underlaying D2D en banda

    es capaz de aumentar la eficiencia del espectro celular. Esto puede

    ser hecho por la gestin de interferencias adecuado, seleccin de modo, 1

    la asignacin de recursos y mediante el uso de codificacin de red.

    La interferencia entre las comunicaciones celulares y D2D

    es el tema ms importante en las comunicaciones D2D subyacente.

    Buenas algoritmos de gestin de interferencias pueden aumentar

    la capacidad del sistema y han atrado mucha atencin [4],

    [8], [23], [26], [27], [44], [45]. Los autores de [4] proponen

    utilizar los recursos de enlace ascendente celulares para comunicaciones D2D. Desde

    la reutilizacin de recursos de enlace ascendente para los usuarios D2D puede causar

    interferencia

    para transmisiones de enlace ascendente celulares a la BS, los usuarios D2D

    la potencia recibida de las seales de control de enlace descendente para estimar la

    prdida de propagacin entre el transmisor D2D y la BS. Esto ayuda a la

    Usuarios D2D para mantener la potencia de emisin por debajo de un umbral

    para evitar la interferencia de alta a los usuarios de celulares. Si el requerido

    potencia de transmisin para un enlace D2D es mayor que el mnimo

    umbral de interferencia, no se permite la transmisin D2D.

    Los autores tambin proponen utilizar el enrutamiento de origen dinmico [46]

    algoritmo para enrutamiento entre los usuarios D2D en el caso de multi-hop

    comunicaciones. Las simulaciones muestran que la probabilidad de tener

    D2D vincula aumenta con fuerte componente de prdida de propagacin. Este

  • es debido a que el fuerte es la prdida del recorrido, ms dbil es la interferencia

    causada por la transmisin D2D en la BS. En [8], los autores

    tambin estudiar la interferencia de enlace ascendente entre D2D y celular

    usuarios y proponer dos mecanismos para evitar la interferencia de

    usuarios de celulares a los usuarios D2D y viceversa. A fin de reducir

    la interferencia de los usuarios de celulares a las comunicaciones D2D,

    D2D usuarios leen la informacin de asignacin de recursos del bloque

    el canal de control. Por lo tanto, se puede evitar el uso de los recursos

    bloques que son utilizados por los usuarios celulares en las proximidades. La

    autores proponen para transmitir la interferencia que se espera de

    Comunicacin D2D en un bloque de recursos celular a todos D2D

    usuarios. Por lo tanto, los usuarios D2D pueden ajustar su potencia de transmisin

    y la seleccin de bloque de recursos de manera que la interferencia

    de comunicacin D2D para transmisin de enlace ascendente es inferior a la

    umbral tolerable. Los autores muestran a travs de la simulacin de que la

    mecanismos propuestos mejoran el rendimiento del sistema en un 41% 0.2

    Zhang et al. [25] proponen una asignacin de recursos basado en la grfica

    mtodo para redes celulares con comunicaciones D2D arpillera.

    Ellos matemticamente formular la asignacin ptima de recursos

    como un problema no lineal que es NP-duro. Los autores

    proponer un enfoque basado en la grfica que representa subptima

    para la interferencia y la capacidad de la red. En su propuesta

    grfica, cada vrtice representa un enlace (D2D o celular) y cada

    borde que conecta dos vrtices muestra la posible interferencia

    entre los dos enlaces. Los resultados de simulacin muestran que la

    1En general, la seleccin del modo consiste en elegir entre el modo celular (es decir,

    la BS se utiliza como un rel) y el modo D2D (es decir, el trfico se transmite directamente

    para el receptor).

    2Nota que las mejoras de rendimiento numricos reportados en este artculo pueden tener

    ha obtenido bajo diferentes configuraciones de simulacin / experimento que son

    especficos

    a la obra citada.

    enfoque basado en el grfico que realiza cerca del rendimiento ptimo

    asignacin de recursos.

    En [23], un nuevo esquema de cancelacin de interferencia est diseado

    basado en la ubicacin de los usuarios. Los autores proponen asignar

    un canal de control dedicado para los usuarios D2D. Usuarios de celulares escuchan

    a este canal y medir la SINR. Si la SINR es mayor

    que un umbral predefinido, se enva un informe a la eNB.

  • En consecuencia, el eNB deja de programacin de los usuarios celulares en el

    bloques de recursos que actualmente estn ocupadas por usuarios D2D. La

    eNB tambin enva informacin de difusin sobre la ubicacin del

    los usuarios y sus bloques de recursos asignados. Por lo tanto, los usuarios D2D

    puede evitar el uso de bloques de recursos que interfieren con celular

    usuarios. Resultados de la simulacin muestran que la cancelacin de interferencia

    esquema puede aumentar el rendimiento promedio del sistema de hasta 374%

    en comparacin con el escenario sin cancelacin de interferencia.

    Janis et al. abordar una solucin similar en [26], donde el D2D

    los usuarios tambin miden la potencia de la seal de los usuarios de celulares e informan

    la BS de estos valores. La BS entonces Evita la asignacin de la misma

    ranura de tiempo de frecuencia para los usuarios de celulares y D2D que tienen

    fuerte interferencia entre s, que es diferente de

    [23]. El esquema propuesto [26] minimiza al mximo

    recibi el poder en pares D2D de usuarios celulares. Los autores

    primer espectculo a travs de los resultados numricos que D2D comunicaciones con

    la asignacin de recursos al azar puede aumentar la capacidad de la clula media

    ms de un sistema celular convencional por 230%. A continuacin, se

    demostrar que su asignacin de recursos-interferencia consciente propuesto

    esquema alcanza un 30% mayor ganancia de capacidad que el azar

    estrategia de asignacin de recursos.

    El trabajo en [27] propone una nueva gestin de interferencias

    en el que la interferencia no se controla limitando D2D

    potencia de transmisin como en la interferencia D2D convencional

    mecanismos de gestin. El esquema propuesto define un

    interferencia rea limitada en la que no hay usuarios celulares pueden ocupar

    los mismos recursos que el par D2D. Por lo tanto, la interferencia

    entre el par D2D y los usuarios celulares se evita.

    La desventaja de este enfoque es la reduccin de la diversidad multi-usuario

    porque la separacin fsica limita la programacin

    alternativas para el BS. Sin embargo, las simulaciones numricas demuestran

    que la prdida de capacidad debido a la reduccin de la diversidad multi-usuario es

    insignificante en comparacin con la ganancia lograda por su propuesta. En

    De hecho, esta propuesta supone una ganancia de 129% con respecto convencional

    esquemas de gestin de interferencia. Un mtodo similar es tambin

    considerada en [44], donde se forman zonas de interferencia limitada

    de acuerdo con la cantidad de interferencia tolerable y mnimo

    Requisitos SINR para la transmisin exitosa. La propuesta

    esquema consiste en: (i) la definicin de las zonas de interferencia limitada donde

    usuarios de celulares y D2D no pueden utilizar el mismo recurso; y (ii)

    la asignacin de los recursos de una manera que D2D y celular

    los usuarios dentro de la misma zona de interferencia utilizan diferentes recursos.

  • Los resultados de la simulacin muestran que el esquema propuesto realiza

    casi tan bueno como Max-Rate [47] y mejor que convencional

    Esquemas D2D.

    Yu et al. [45] proponen utilizar la divisin tasa Han-Kobayashi

    tcnicas [48] para mejorar el rendimiento de las comunicaciones D2D.

    En la divisin tasa, el mensaje se divide en dos

    partes, es decir, privado y pblico. La parte privada, como su nombre

    sugiere, puede ser decodificado slo por el receptor previsto, y la

    parte pblica puede ser decodificado por cualquier receptor. Esta tcnica ayuda

    Vctimas de interferencia D2D para cancelar la interferencia de la

    parte pblica del mensaje mediante la ejecucin de un best-effort sucesiva

    algoritmo de cancelacin de interferencia [49]. Los autores tambin analticamente

    resolver el problema de la tasa de divisin en un escenario con dos

    interferir enlaces. Por ltimo, se muestran a travs de simulaciones numricas

    que su propuesta de divisin tasa aumenta el rendimiento de clulas de hasta

    a 650% ms alta cuando el par D2D se coloca lejos de la BS

    y cerca uno del otro.

    Doppler et al. estudiar diferentes aspectos de las comunicaciones D2D

    en las redes celulares en [5], [6], [50], [51]. Estudian la

    sesin y gestin de interferencias en las comunicaciones D2D

    como una capa base a las redes LTE-A en [5]. En este trabajo, que

    discutir principalmente los conceptos de D2D y proporcionar una primera orden

    Protocolo para la funcionalidad y la sealizacin necesaria. Ellos

    utilizar simulaciones numricas para mostrar que D2D activar celular

    redes pueden alcanzar hasta un 65% mayor rendimiento que los convencionales

    redes celulares. En [50], que estudian el problema

    de seleccin (es decir, celular o D2D) modo en LTE-A celular

    redes. Proponen para estimar la transmisin alcanzable

    tasa en cada modo mediante la utilizacin de las mediciones de canal realizadas

    por los usuarios. Despus de la estimacin de la tasa, cada usuario elige

    el modo que se traduce en una velocidad de transmisin ms alta en cada

    la programacin de poca. Las simulaciones muestran que su propuesta tiene

    50% de ganancia en el rendimiento del sistema sobre el celular convencional

    comunicaciones.

    Para mejorar la capacidad de las redes celulares, los autores de

    [7] proponer una comunicacin conjunta D2D y la codificacin de red

    esquema. Ellos consideran redes de cooperacin [52], [53], donde

    Comunicacin D2D se utiliza para intercambiar mensajes de enlace ascendente

  • entre los usuarios celulares antes de que los mensajes se transmiten a

    la BS. Por ejemplo, los usuarios de celular a y b de cambio de su

    datos de enlace ascendente ms de enlace D2D. Luego, cada usuario enva los Coded

    los datos que contienen los datos originales de los usuarios a la BS.

    Aqu, la interferencia se controla mediante la interferencia consciente

    algoritmo propuesto en [26]. Ellos muestran que la seleccin al azar

    de los usuarios de cooperacin no es eficiente porque la combinacin

    cualidades de canal "de los usuarios pueden no ser adecuados para la red

    codificacin. Para superar esta ineficiencia, proponen al grupo

    los usuarios con caractersticas complementarias para mejorar la

    el rendimiento de la codificacin de red. El uso de simulacin numrica,

    muestran que su propuesta aumenta la capacidad en un 34%

    y 16%, en comparacin con seleccin aleatoria y decodificar-andforward

    retransmitir esquemas, respectivamente. Por otra parte, muestran

    que la capacidad de multi-antena reduce el impacto de interferencia

    desde la BS y aumenta el nmero de usuarios D2D por 30%.

    Los autores de [29] consideran un nico escenario de clulas incluyendo

    un usuario celular (CUA) y un par D2D (dub y DUC). Dub y

    Duc se comunican entre s a travs del enlace D2D y Ca

    se comunica con el BS mediante el uso de DUb como un rel (ver Fig. 4).

    El rel (es decir, el dub) puede comunicarse bidireccionalmente con

    el otro usuario D2D Duc, as como ayudar a la transmisin

    entre la BS y el usuario celular CUA. El tiempo se divide

    en dos perodos diferentes: (i) durante el primer perodo, Duc y

    ya sea la BS o Cua envan datos a DUB simultneamente; y

    (Ii) durante el segundo perodo, el dub enva datos al duque y, o bien

    la BS o CUA. Los autores investigan la capacidad alcanzable

    regin de la D2D y el enlace celular. Resultados de la simulacin muestran

    que mediante el ajuste de la potencia de BS y el dispositivo celular, el rea

    Fig. 4. Evaluacin de escenario [29]. La clula incluye un par D2D (es decir, el dub

    y DUC) y un usuario celular (es decir, CUA). DUb tambin acta como un enlace entre

    la BS y Ca.

  • de la regin de capacidad del enlace D2D y enlace BS-dispositivo puede ser

    ampliada por hasta 60%.

    Xu et al. en [54] consideran que la optimizacin del tipo de suma en un

    escenario de una sola clula con las comunicaciones D2D underlayed. Uso

    subyacer comunicacin D2D, la red puede sufrir de

    interferencia intracelular. Adoptan la combinatoria iterativo

    juego de la subasta en su asignacin de recursos del espectro propuesto

    mecanismo. En este juego, los recursos del espectro se consideran

    ser oferentes que compiten para obtener los vnculos comerciales y D2D

    son considerados como bienes o servicios que estn a la espera de ser

    vendido. Los autores formulan la valoracin de cada recurso

    unidad para grupos de enlaces D2D. Basado en esto, proponen una

    no montona algoritmo de subasta de precio descendente y espectculo

    que el algoritmo propuesto puede converger en un nmero finito

    de iteraciones. Por otra parte, la complejidad de su propuesta es

    menor que los sistemas de adjudicacin combinatorias tradicionales. En el

    simulacin, los autores utilizan modelos de canal GANADOR II [55]

    y los resultados de la simulacin muestran que el esquema propuesto puede

    mejorar la tasa de suma hasta el 13%, que vara con el nmero

    de unidades de recursos de espectro.

    Resumen: La literatura estudiada en este inciso mostr

    que la comunicacin D2D puede mejorar la eficiencia del espectro

    en gran medida. Esta mejora se puede lograr mediante la explotacin

    tcnicas tales como la reduccin de la interferencia entre celular y

    Usuarios D2D [4], [8], [23], [26], [45], [50], [54] o interferencia

    conscientes / evitacin [7], [25], [27], [44]. Entre estos documentos, [7],

    [25] y [54] adoptan tcnicas matemticas ms avanzadas

    que los otros. Los mtodos propuestos en estos documentos pueden ser

    ya sea autoorganizada [4] o red controlado [7], [8], [23],

    [25] - [27], [44], [45], [50], [54]. Los mtodos de auto-organizados

    propuesto en [4] introducir menos sobrecarga y son ms eficientes

    en comparacin con los mtodos de la red controlada. Tambin debe

    Debe observarse que el uso de tcnicas matemticas avanzadas, tales como

    programacin no lineal [25] y la teora de juegos [54], puede resultar

    en una mayor ganancia que simple interferencia reduccin / evitacin

    mtodos basados en la heurstica. Sin embargo, tambin introducen

    mayor sobrecarga computacional que debe tenerse en

    dar cuenta al comparar las actuaciones de las propuestas.

    Eficiencia B. Poder

    Tcnicas de mejora de la eficiencia de energa para habilitado D2D

  • redes celulares es tambin un tema de investigacin muy interesante.

    Xiao et al. [56] proponen un algoritmo heurstico para la asignacin de potencia

    en OFDMA basados en redes celulares. Proponen una

    heurstico que realiza la asignacin de potencia y de seleccin de modo

    utilizando los algoritmos de subportadora y de asignacin de bits existentes en

    [57] y [58]. La heurstica asigna primero los recursos para

    los usuarios de celulares y luego realiza la asignacin de recursos y

    seleccin de modo para los usuarios D2D. Si el nivel de potencia requerido

    D2D de transmisin es superior a un cierto umbral, el

    Par D2D se comunica a travs de la BS. Via simulaciones, se

    demostrar que la integracin de su heurstico propuesto con el

    algoritmos en existencia [57], [58] mejora la potencia de enlace descendente

    el consumo de la red de alrededor de 20% en comparacin con el

    sistema OFDMA tradicional sin D2D.

    Los autores de [59] proponen un algoritmo para la asignacin de potencia

    y seleccin del modo de comunicacin en D2D underlaying

    redes celulares. Los algorithmmeasures la eficiencia energtica,

    que es una funcin de la tasa de transmisin y el consumo de energa,

    de los usuarios en diferentes modos (celulares y D2D). Despus

    el clculo de la eficiencia de potencia, cada dispositivo utiliza el modo en

    que se logra una mayor eficiencia energtica. El inconveniente de este

    algoritmo es que el controlador debe realizar una exhaustiva

    buscar todas las posibles combinaciones de modos para todos los dispositivos.

    Los autores de referencia su algoritmo contra el esquema de

    [60] en el que dos usuarios se comunican a travs del enlace D2D slo si

    su prdida de propagacin es menor que los pathlosses entre cada usuario

    y la BS. Los resultados de la simulacin indican que su algoritmo

    alcanza hasta el 100% de ganancia sobre el esquema propuesto en [60].

    Los autores de [61] apuntan a minimizar la transmisin global

    potencia en una red celular OFDM multi-celda. Ellos asumen una

    escenario multi-celda en la que la BS sirve a un nmero fijo de

    usuarios de celulares y D2D. Los autores formulan el problema de la

    seleccin del modo de articulacin, asignacin de recursos y asignacin de potencia

    travs de la programacin lineal, que ha demostrado ser NP-duro

    en un fuerte sentido [62]. Debido a la complejidad de la programacin lineal,

    los autores deciden considerar la asignacin de potencia

    en una sola clula y proponer un algoritmo heurstico para resolverlo.

    Utilizan una heurstica subptima distribuido que realiza

    seleccin de modo y la asignacin de recursos en un solo escenario celular.

    El rendimiento de la heurstica se compara con otros dos

    esquemas: (i) el modo de celular en el que la transmisin debe ir

    a travs de la BS; y (ii) el modo de D2D en el que todos los usuarios de D2D

    slo puede comunicarse directamente y que pasa a travs de la BS es

  • no esta permitido. Los autores proporcionan resultados de la simulacin muestran

    que la ganancia de eficiencia de potencia del mtodo propuesto por encima

    redes celulares convencionales es significativa (hasta 100%) cuando

    la distancia entre los usuarios D2D es inferior a 150 metros.

    Resumen: Se observ en este inciso que D2D

    la comunicacin puede resultar en una mayor eficiencia de potencia de la

    red. Una tcnica comn para lograr esto es dinmicamente

    cambiar entre los modos de celulares y D2D. Los autores en [56]

    y [61] proponer algoritmos heursticos para resolver la seleccin del modo de

    problema, mientras que [59] emplea la tcnica de fuerza bruta.

    El rendimiento del mtodo en [59] es, pues, mejor que aquellos

    en los otros dos, pero tambin requiere mucho ms clculo.

    C. Rendimiento Con QoS / Restricciones Elctricas

    Hay muchas obras que se centran en la mejora de la

    el rendimiento del sistema mientras se mantiene ciertas limitaciones de potencia de QoS /

    [63] - [68]. Los autores de [63] proponen un recurso

    allocationmethod para la comunicacin D2D underlaying celular

    red, que garantiza los requisitos de QoS tanto para D2D

    y usuarios celulares. Ellos matemticamente formular el recurso

    problema de asignacin, que es una optimizacin no lineal restriccin

    problema. Ellos dividen el problema en tres subproblemas.

    En primer lugar, la BS comprueba la viabilidad de la conexin D2D

    basado en los requisitos SINR (control de admisin). Siguiente,

    formulan el control de potencia ptima para el par D2D.

    Por ltimo, un esquema basado en el peso mximo coincidente bipartito

    [69] se utiliza para la asignacin de recursos para los usuarios de celulares y D2D.

    El punto de referencia los autores de su algoritmo propuesto en contra de la

    trabaja en [4], [26], [70] a travs de simulaciones numricas. Los resultados

    muestran que su enfoque ofrece hasta el 70% de ganancia de rendimiento

    en los algoritmos propuestos en [4], [26], [70].

    Los autores de [64] consideran que la seleccin y el modo de recursos

    la asignacin de las comunicaciones D2D subyaca redes celulares,

    donde varios pares de enlaces D2D coexisten con varios celular

    usuarios. Se formulan el problema de maximizar el sistema de

    rendimiento con requisitos mnimos de velocidad de datos, y utilizar el

    optimizacin por enjambre de partculas [71] mtodo para obtener las soluciones.

    Los resultados de simulacin muestran que el mtodo propuesto

    tiene 15% de ganancia de rendimiento sobre el uso compartido de recursos ortogonal

  • esquema (es decir, D2D de superposicin que se explicar ms adelante), donde

    la ganancia alcanzable vara con la distancia de los usuarios D2D.

    Los resultados de simulacin muestran tambin que este mtodo puede mejorar la

    el rendimiento del sistema bajo la restriccin de velocidad de datos mnima

    de los usuarios.

    Los autores de [65] considerar la seleccin de programacin y el modo

    problema para D2D en redes OFDMA. Ellos asumen que

    la hora del sistema est ranurado y cada canal est dividido en subcanales.

    Formulan el problema de maximizacin de la media

    tasa suma del sistema con QoS satisfaccin como estocstico

    problema de optimizacin, y utilizar el algoritmo de sub-gradiente estocstico

    para resolverlo. A partir de la solucin, que disean un sub-canal

    algoritmo de planificacin oportunista que tiene en cuenta la

    CSI de enlaces D2D y celular, as como el requisito de QoS de

    cada usuario D2D. Los resultados numricos muestran que el sumrate media

    puede ser mejorado hasta en un 500%. Esta ganancia se incrementa cuando

    el par D2D reduces.Moreover media distancia, con el D2D

    la comunicacin, la equidad entre los usuarios se puede lograr con

    el requisito de QoS especificado para cada usuario.

    En [66], un esquema de asignacin de recursos de dos fases para celular

    Se propone red con comunicaciones D2D subyacente.

    Los autores primero formular la poltica de asignacin de recursos ptima

    como un problema de programacin entera [72], que es NP-duro.

    Por lo tanto, proponen una bifsico subptima de baja complejidad

    solucin en vez del problema NP-duro. En la primera fase, que

    extender la tcnica utilizada en [73] para realizar ptima de los recursos

    asignacin para los usuarios celulares. En la segunda fase, que utilizan una

    esquema de asignacin de subcanal heurstico para D2D flujos que

    inicia la asignacin de recursos a partir del flujo con mnimo

    requisitos de velocidad. La heurstica tambin representa un poder D2D

    presupuesto (es decir, una potencia de transmisin D2D que no afecta a la

    velocidad de transmisin de los flujos celulares) en la asignacin de subcanal

    para el flujo de D2D.

    Los autores de [67] y [68] consideran un nico escenario celular

    donde un usuario celular y dos usuarios D2D comparten la misma radio

    recursos. Ellos asumen que el BS es consciente de la instantnea

    Informacin del canal del Estado (CSI) de todos los enlaces y

    controla la potencia de transmisin y los recursos de radio de la D2D

  • enlaces. El objetivo es optimizar la velocidad de suma de energa /

    limitacin de potencia, bajo tres estrategias de intercambio de enlace diferentes,

    es decir, el modo de compartir no ortogonal, modo de uso compartido ortogonal,

    y el modo celular. Los autores muestran analticamente que una ptima

    solucin se puede dar ya sea en forma cerrada o puede ser

    elegido de un conjunto. La simulacin numrica para una sola clula

    [67] y [68], y multi-celda [68] escenarios que ilustra

    bajo su algoritmo propuesto, la transmisin D2D no lo har

    traer mucha interferencia en la transmisin celular. Por otra parte,

    la asignacin de recursos-interferencia consciente aumenta el sistema de

    cantidad a tanto hasta en un 45%. Similar escenario y objetivo son

    considerada en [21]. La diferencia entre [21], [67] y [68]

    es que en [21], el BS es ms que consciente de la CSI media de la

    enlaces, mientras que en [67] y [68] que es consciente de la instantnea

    CSI de enlaces.

    Resumen: Mejorar el rendimiento de D2D habilitado celular

    sistemas con QoS / limitaciones de potencia por lo general requiere de avanzada

    tcnicas como la optimizacin estocstica, no lineal

    programacin, y la optimizacin de enteros. Como era de esperar, la solucin

    de estos enfoques y sus derivados heurstica subptima

    de hecho puede mejorar el rendimiento del sistema con QoS / potencia

    restricciones. Sin embargo, no parece ser un buen candidato

    para la aplicacin en tiempo estrictos con computacional limitada

    de capacidad. No obstante, los autores de [67] y [68] derivan

    la forma cerrada de la solucin ptima, que en realidad reduce

    la complejidad computacional. Cabe sealar que su

    escenario considerado solamente constan de un usuario celular y una D2D

    par que no es prctico en la realidad.

    D. Varios

    Adems de la eficiencia del espectro, la eficiencia energtica, y

    rendimiento del sistema con diferentes limitaciones, hay algunos

    otras interesantes obras con el objetivo de mejorar la equidad [22],

    utilidad del espectro [74], la cobertura celular [75] y la fiabilidad [76],

    [77]. Los autores de [74] tienen por objeto mejorar el espectro de usuarios

    utilidad a travs de la seleccin de modo y asignacin de potencia, donde

    la utilidad espectro se define como la combinacin de los usuarios '

    velocidades de datos, el gasto de energa y de ancho de banda. Como para el modo de

    seleccin, los usuarios pueden optar por transmitir en BS o D2D

    modos. En BSmode, transmisor y el receptor se comunican D2D

  • a travs de la BS como en el sistema celular convencional. En D2D

    modo, el transmisor D2D se comunica directamente con el receptor

    utilizando los recursos celulares como en la comunicacin D2D arpillera.

    Los autores obtienen primero la potencia de transmisin ptima

    para los modos mencionados anteriormente y, a continuacin, utilizar evolutiva

    juego [78] para obtener la seleccin del modelo. Cada usuario realiza

    seleccin de modo individual e independiente. La BS recoge

    las decisiones de seleccin de modo de los usuarios y las emisiones de este informacin

    a todos los usuarios para ayudarles a para futuras selecciones de modo. Numrico

    resultados muestran que, a travs del mtodo propuesto, la utilidad espectro

    puede ser mejorado hasta en un 33% y 500%, en comparacin con

    modo exclusivamente BS y el modo de D2D, respectivamente.

    Xu et al. en [22] proponen un mtodo de asignacin de recursos basado en

    en segunda subasta de precio secuencial para comunicaciones D2D

    underlaying redes celulares. En una segunda subasta de precio, el

    ganador paga tanto como la segunda oferta ms alta. En la propuesta

    subasta, cada bloque de recursos se pone en pares de subastas y D2D

    debe pujar por los bloques de recursos que quieren ocupar.

    Por lo tanto, cada par D2D realiza una licitacin de todos los recursos

    bloquean y los valores de licitacin estn en funcin de alcanzables

    rendimiento del par D2D licitacin en el recurso subastado

    bloque. Resultados de la simulacin muestran que el rendimiento alcanzable

    de su propuesta es al menos un 80% de la asignacin ptima de los recursos

    estrategia. Los resultados tambin ilustran que la propuesta

    logra un ndice de equidad en torno a tanto suma 0.8 y el sistema

    eficiencia superior a 85%.

    Comunicacin D2D es tambin una manera prometedora para agrandar

    la cobertura celular y mejorar el rendimiento de la clula

    usuarios de borde, por ejemplo, los autores de [75] proponer un mtodo para usar

    nodos como infraestructura virtual para mejorar la capacidad del sistema y

    la cobertura del sistema. Un nodo dentro de la gama de servicios BS puede ser

    asignado un nodo de retransmisin en funcin de las condiciones de la red y

    las necesidades del trfico. Los nodos prximos entre s se separan

    en diferentes grupos, y la BS sirve a los grupos usando

    la poltica de planificacin Round Robin para mitigar la interferencia.

    A travs de tcnicas de simulacin de Monte Carlo, tanto para el enlace ascendente

    y el enlace descendente, los autores muestran que el rendimiento del borde de la celda

    los usuarios pueden mejorarse de 150% a 300%. La cobertura de la clula

  • tambin puede ser ampliada con velocidades de datos significativos.

    Yang et al. en [79] proponen una arquitectura de D2D configuracin

    enlaces para-Un sistema basado en LTE, que rara vez se considera

    por otros investigadores. Esta arquitectura incluye una referencia

    punto entre los usuarios D2D habilitados para apoyar la proximidad

    medicin, las mediciones de estado de canal D2D, y D2D

    transmisin de datos. Un portador D2D que descarga del trfico de la

    Sistema de Paquetes Evolucionado (EPS) portador tambin se incluye para proporcionar

    el camino del trfico directo entre los usuarios. Los autores proponen

    incluir una funcin en la puerta de enlace de paquetes de datos (P-GW) para la proximidad

    servicios. Adems, se propone una arquitectura de protocolo

    para gestionar el portador D2D y apoyar la mejora D2D.

    A travs de un ejemplo, los autores presentan el procedimiento detallado

    para descargar los datos de enlaces celulares de los usuarios a los enlaces D2D.

    Min et al. en [76] tratan de mejorar la fiabilidad de D2D

    comunicaciones a travs de la seleccin del modo de recepcin. Consideran

    tres modos de recepcin en las redes celulares con D2D arpillera

    comunicaciones: (i) el receptor decodifica el D2D desea

    seal directamente, mientras que el tratamiento de otras seales como el ruido [80]; (Ii) la

    Receptor D2D oculta otras seales primera y luego decodifica la

    seal deseada [81]; y (iii) la BS retransmite la interferencia

    de comunicacin celular para el receptor D2D. El ltimo

    modo es propuesto por los autores para mejorar la fiabilidad de la

    Enlace D2D. El trabajo investiga la probabilidad de interrupcin bajo

    estos tres modos de recepcin y proporciona resultados de forma cerrada para

    informtica probabilidad de interrupcin. Cada usuario puede D2D separado

    calcular la probabilidad de interrupcin para cada modo de recepcin utilizando

    la cerrado-de las frmulas proporcionadas en el anlisis. En cada

    instante de tiempo, los usuarios elegir dinmicamente el mejor modo de

    (Es decir, el modo con la probabilidad de interrupcin ms bajo). En orden

    para reducir el consumo de energa del dispositivo mvil, el

    BS realiza los clculos de probabilidad de interrupcin y enva

    los resultados a cada usuario. Sin embargo, este enfoque aumenta la

    sobrecarga computacional de la BS. Los resultados numricos demuestran que

    la probabilidad de interrupcin se puede mejorar hasta en un 99% bajo

    El mtodo propuesto recibir, lo que aumenta la fiabilidad de

    Comunicaciones D2D.

    Para garantizar la fiabilidad de los usuarios de celulares, los autores de

  • [77] proponen un esquema que no causa interrupcin para celulares

    usuarios. Afirman que asumen los usuarios D2D tienen conocimiento de

    la ubicacin y el canal de estado de usuarios celulares no es factible

    en un sistema real. Por lo tanto, disear una energa distribuida

    esquema de control que aprovecha un margen de interferencia predefinida

    los usuarios de celulares. Entonces, los usuarios D2D ajustan su nivel de potencia en

    de tal manera que su transmisin no supera la interferencia

    margen de usuarios celulares. Ajuste de potencia puede D2D

    que hacer si el margen de interferencia y la estimacin del canal

    ganancia entre usuario D2D y el BS son conocidos. Los autores tambin

    proponer a utilizar el algoritmo de encaminamiento fuente distribuido para realizar

    D2D comunicacin multi-hop en la red. Simulacin

    resultados indican que la probabilidad de interrupcin de enlaces D2D reduce

    como el componente de prdida de propagacin de los enlaces D2D aumenta.

    Han et al. en [82] consideran que la reutilizacin de canal de enlace ascendente en un

    la red de una sola clula. El objetivo es maximizar el nmero de

    admitido enlaces D2D y reducir al mnimo la interferencia media

    causada por enlaces D2D. Los autores formulan el problema como un

    la programacin y el diseo no lineal basado un algoritmo heurstico

    en el algoritmo hngaro [83]. Su resultados de la simulacin muestran

    que el rendimiento del algoritmo heurstico propuesto puede

    ser tan buena como la solucin ptima. Sin embargo, a partir de los resultados

    podemos ver que el nmero de enlaces D2D admitidos en el marco del

    propuesto algoritmo no aumenta en gran medida en comparacin con una

    asignacin aleatoria enlace D2D enlace (mximo una D2D, que es

    menos de 10%).

    Los autores de [15] proponen utilizar la comunicacin D2D

    para dar cabida a las comunicaciones M2M en redes celulares.

    Afirman que las comunicaciones M2M en general tienen baja los datos

    tasa pero son masivo en nmeros, lo que conduce a altamente

    aumento de los gastos generales de control. Por otra parte, la comunicacin M2M es

    generalmente manejado por una tcnica de acceso al medio aleatorio, que

    es susceptible a la congestin y limitado por el nmero de contendientes

    los usuarios [84] - [88]. Por lo tanto, los autores en [15] proponen

    utilizar la comunicacin D2D red asistida entre varios

    mquinas y un dispositivo celular. A continuacin, se utiliza el dispositivo celular

    para retransmitir el trfico M2M a la BS. Este enfoque puede significativamente

    reducir la sobrecarga de la BS. Los autores muestran a travs numrica

    simulaciones que su enfoque logra 100% de ganancia sobre el

    esquema que no haga uso de las comunicaciones D2D.

  • El trabajo en [9] propone una peticin de repeticin automtica hbrida

    (HARQ) para la multidifusin en D2D activar las redes celulares. La

    idea es dividir a los usuarios en grupos, y tienen la emisin BS

    paquetes a todos los dispositivos dentro de un clster. En cada grupo hay

    un encabezado Cluster (CH). Un usuario no-CH que no recibe la

    paquete de difusin informa NACK a la CH link D2D.

    El CH puede informar del estado de la transmisin de difusin a

    la BS a travs de un mensaje que indica uno de los siguientes estados: (i) una

    All_ACK mensaje que representa a todos los usuarios dentro de la

    agrupacin han recibido con xito el paquete de difusin; (Ii) una

    All_NACK mensaje que representa que todos los usuarios dentro de la

    clster que no haya recibido el paquete de difusin, de modo que la

    BS tiene que re-emitir el paquete; (Iii) un mensaje Self_ACK

    que representa que el CH ha recibido con xito el paquete

    pero al menos otro usuario ha fallado para recibirlo. El CH

    a continuacin, transmite el paquete a los que han dejado de percibir

    ella; y (iv) que representa un mensaje Self_NACK que el CH

    ha dejado de recibir la trama pero al menos otro usuario tiene

    recibido con xito. A continuacin, el CH elegir un usuario que

    ha recibido el paquete a transmitir el paquete a los que

    no han podido recibirlo. Este mtodo altamente reduce la

    ndice de siniestralidad marco de las votaciones (NACK / ACK) desde dispositivos

    en comparacin con el mtodo en el que cada dispositivo enva un ACK /

    NACK a la BS. Por lo tanto, el rendimiento de multidifusin es

    mejorado.

    En [16], la comunicacin D2D se utiliza para la distribucin de contenidos

    en las redes celulares. Los autores proponen un reconocimiento de ubicacin

    esquema que sigue la pista de la ubicacin de los usuarios y su

    peticiones. Por ejemplo, si la BS recibe una peticin del usuario una

    un contenido que est disponible en la memoria cach de un usuario en las inmediaciones b,

    instruye usuario b para enviar el contenido a travs del enlace D2D para un usuario.

    Usando este mtodo, la BS no requiere para retransmitir

    un contenido que ya ha sido transmitida. La cantidad

    de ancho de banda ahorrado con las comunicaciones D2D se puede utilizar

    para futuros o pendientes transmisiones. El uso de este enfoque,

    potencialmente puede reducir el retardo de transmisin y aumentar la

    capacidad de la red. Cabe sealar que el seguimiento de

    ubicacin de los usuarios y su trfico en cach pueden conducir a alto control

  • overhead. Adems, el mtodo de seguimiento de localizacin debe ser

    optimizado para que la batera de dispositivo celular no se drena

    por el GPS.

    Resumen: En este apartado, la literatura encuestados se centr

    en varias mtricas y casos de uso. Algunos empleados avanzada

    tcnicas matemticas tales como la teora de juegos para mejorar el sistema

    rendimiento en trminos de equidad [22] o la utilizacin del espectro

    [74]. El uso de tcnicas matemticas avanzadas como

    optimizacin estocstica Lyapunov [91] y la programacin dinmica

    podra dar lugar a una mayor complejidad, pero que son de hecho

    enfoques eficaces de mejora que dan los investigadores

    conocimiento para la evaluacin de otros indicadores tales como la estabilidad de colas

    y el tiempo de transferencia de paquetes. Los autores de [5] proporcionan la primera

    protocolo para la sealizacin y otras funcionalidades de D2D habilitado

    redes. Esto ayuda en gran medida a los investigadores e ingenieros que

    planificar para implementar D2D en el mundo real. Sin embargo, el

    escenario de evaluacin en [5] se puede mejorar a una ms realista

    preparar. Otros trabajos se centran en la explotacin de nuevos casos de uso de D2D

    la comunicacin, tales como multicast [9] y de distribucin de contenido

    [16]. Aunque la mayora de estos trabajos no han usado avanzada

    herramientas matemticas, sus propuestas conducen a un alto rendimiento

    ganancias. Adems, la comunicacin D2D parece ser un viable

    candidato para aplicaciones tales como la proximidad de juegos peer-to-peer

    y las redes sociales.

    Por ltimo, un resumen de los trabajos sobre la comunicacin D2D arpillera

    en las redes celulares se proporciona en la Tabla I, en trminos de

    mtricas, casos de uso, herramientas de anlisis, el mtodo de evaluacin, el alcance,

    y ha logrado actuaciones.

    IV. CUBRIENDO INBAND D2D

    A diferencia de los trabajos reseados en el apartado anterior,

    los autores de [10], [14], [92] proponen asignar dedicada

    recursos para las comunicaciones D2D. Este enfoque elimina

    la preocupacin por la interferencia de comunicaciones D2D en

    transmisiones celulares, pero reduce la cantidad de alcanzable

    recursos para las comunicaciones celulares.

  • En [92], Fodor et al. detalles sobre los retos de las comunicaciones D2D

    en las redes celulares y sugieren para controlar D2D

    comunicaciones de la red celular. Afirman que la red

    la asistencia puede resolver las ineficiencias de las comunicaciones D2D

    en trminos de servicio y el descubrimiento de pares, seleccin de modo,

    estimacin de la calidad del canal, y de control de potencia. En una convencional

    pares y el mtodo de descubrimiento de servicios, los usuarios deben D2D

    enviar balizas en intervalos cortos y controlar mltiples canales

    que es consumidor de energa muy. Sin embargo, este proceso puede

    ser ms eficiente de la energa si el BS regula el balizaje

    usuarios del canal y asistencias D2D de modo que no tienen que seguir

    la capacidad de consumo procedimiento de deteccin aleatoria. Asistencia BS

    tambin mejora el control de la programacin y el poder que reduce

    la interferencia D2D. Los autores utilizan sencilla Monte-Carlo

    simulacin para evaluar el rendimiento de las comunicaciones D2D.

    Los resultados muestran que D2D puede aumentar la energa

    eficiencia de 0.8 bps / Hz / mW a 20 bps / Hz / mW en la mejor

    escenario caso en el que la distancia entre los usuarios D2D es 10 m.

    Los autores de [14] proponen el modo rel incrementales para

    D2D comunicacin en redes celulares. En el incrementales

    esquema de rel, transmisores D2D multidifusin tanto al D2D

    receptor y BS. En el caso de la transmisin D2D falla, el BS

    retransmite el mensaje de multidifusin para el receptor D2D. La

    autores afirman que el esquema del rel incrementales mejora la

    el rendimiento del sistema debido a que el BS recibe una copia de la D2D

    mensaje que se retransmite en caso de fallo. Por lo tanto,

    este esquema reduce la probabilidad de interrupcin de las transmisiones D2D.

    Aunque el modo rel incrementales consume parte

    de los recursos de enlace descendente para la retransmisin, el numrica

    resultados de la simulacin muestran que este esquema an mejora la clula

    el rendimiento al 40% en comparacin con el modo subyacer.

    En [10], se utiliza la comunicacin D2D para mejorar el rendimiento

    de transmisin de multidifusin en redes celulares. Debido a

    diversidad canal inalmbrico, algunos de los miembros del grupo de multidifusin

    (Es decir, clster) no puede recibir los datos correctamente. Los autores

    proponer a utilizar las comunicaciones D2D dentro de las agrupaciones para mejorar

    rendimiento themulticast. Especficamente, despus everymulticast

    transmisin, algunos de thememberswhich logran decodificar

    el mensaje se retransmitir a aquellos que no podra decodificar

    el mensaje. A diferencia de los trabajos anteriores en [93] y [94] donde hay

  • es slo un retransmisor predefinido, el nmero de retransmisores

    en [10] cambios dinmicamente para maximizar la eficiencia espectral.

    Los autores muestran a travs de simulaciones numricas que su

    algoritmo propuesto consume 90% menos de recursos del espectro en

    comparacin con el escenario con slo un retransmisor.

    Resumen: En este apartado, encuestamos a las obras que

    propuesto el uso de los recursos dedicados a las comunicaciones D2D.

    Se propuso una programacin y el poder de control D2D BS-asistida

    en [92] con el fin de reducir la interferencia D2D. Con otras palabras, la

    autores de [10] y [14] se centran en la retransmisin de casos de uso de D2D.

    Especficamente, [14] propone utilizar la BS como un rel (retransmisor copia de seguridad)

    para la transmisin D2D y [10] utiliza mltiples

    Usuarios D2D como rels (re-transmisores) para la multidifusin. Ambos

    mtodos propuestos en [10] y [14] tienen baja complejidad que

    los hace prcticos para los escenarios del mundo real. El algoritmo

    propuesto en [92] es mucho ms complejo, y exhibe muy

    de alto rendimiento cuando la distancia mxima entre D2D

    usuarios es corto.

    Tabla 1

    Un resumen de los trabajos sobre la comunicacin D2D superposicin en

    redes celulares se proporciona en la Tabla II.

    V. fuera de banda D2D

    En esta seccin, se revisan los papeles en los que las comunicaciones D2D

    ocurrir en una banda de frecuencia que no se superponen con

    el espectro celular. Fuera de banda D2D es ventajoso porque

    no hay ningn problema de interferencia entre D2D y las comunicaciones celulares.

    D2D comunicacin fuera de banda puede ser administrado por

    la red celular (es decir, controlada) o se puede operar en su propio

    (es decir, autnomo).

    A. controlado

    En las obras que se incluyen en esta categora, los autores proponen

    utilizar la red celular caractersticas avanzadas de gestin para

    controlar la comunicacin D2D para mejorar la eficiencia y la

  • Fig. 5. El flujo de datos entre los usuarios D2D y el eNB (es decir, BS).

    fiabilidad de las comunicaciones D2D. Su objetivo es mejorar el sistema

    rendimiento en trminos de rendimiento, eficiencia energtica,

    multicast, y as sucesivamente.

    Los autores de [95] proponen utilizar banda ISM de D2D

    comunicaciones en LTE. Afirman que el canal simultnea

    la contencin de los usuarios tanto D2D y WLAN puede dramticamente

    reducir el rendimiento de la red. Por lo tanto, se proponen

    usuarios D2D grupo basado en sus necesidades de QoS y permitir

    slo un usuario por grupo para contender por el canal WiFi. La

    deteccin canal entre grupos tambin se gestiona de una manera que

    los grupos no sienten el mismo canal al mismo tiempo.

    Muestran a travs de la simulacin de que su enfoque aumenta la D2D

    un rendimiento de hasta 25% en comparacin con el escenario en el que

    usuarios compiten por el canal de forma individual.

    Los autores de [32] - [34] proponen utilizar comunicaciones D2D

    para aumentar el rendimiento y la eficiencia energtica de

    redes celulares. Los autores proponen para formar grupos entre

    usuarios de celulares que se encuentran en el rango de comunicacin WiFi. Despus

    el cluster se forma, slo el miembro del clster con la ms alta

    la calidad del canal celular (es decir, la cabeza de clster) se comunica con

    la BS. La cabeza de grupo tambin es responsable de reenviar el celular

    el trfico de sus clientes (es decir, otros usuarios que pertenecen a la misma

    cluster) a la BS. Los autores proporcionan un modelo analtico

    para calcular el rendimiento y el consumo de energa para el

    esquema propuesto. Las ventajas de este sistema son tres:

  • (I) los aumentos de eficiencia espectral porque la cabeza de clster

    tiene la calidad del canal ms alto entre los miembros del clster

    que corresponde a las transmisiones con alta modulacin y

    Esquemas de codificacin (MCS); (Ii) se aumenta la eficiencia energtica

    debido a que los clientes de racimo pueden ir al ahorro de energa celular

    modo; (Iii) la imparcialidad se puede aumentar porque el celular

    los recursos se distribuyen entre los miembros del clster de una manera que

    usuarios con mala calidad del canal no se murieron de hambre. Los autores

    mostrar a travs de la simulacin numrica que las comunicaciones mejoran D2D

    el rendimiento y la eficiencia energtica con respecto a la clsica

    Programadores Round Robin por 50% y 30%, respectivamente. La

    Los resultados tambin muestran que el esquema propuesto puede alcanzar casi

    equidad perfecta.

    Por otra parte, el trabajo de [35] proporciona un protocolo para la

    Esquema de comunicacin D2D propuesto en [33]. Los autores

    elaborar por primera vez en la modificacin necesaria para la mensajera y

    procedimientos de sealizacin de LTE y WiFi tecnologas directos.

    A continuacin, se definen una pila de protocolos para conectar las dos tecnologas,

    como se ilustra en la Fig. 5. La pila de protocolo ser ms

    elaborado en la Seccin VI. Este trabajo arroja luz sobre diferentes

    aspectos de la integracin de tales LTE y Wi-Fi directo como canal

    retroalimentacin de calidad, programacin, seguridad, etc. A travs de una de cosecha propia

    Simulador de LTE, los autores muestran que el esquema propuesto en

    [33] puede mejorar el retardo de paquetes de un planificador Round Robin

    hasta en un 50% y se puede garantizar retrasos menos de 10 ms con

    99% de probabilidad.

    Golrezaei et al. [12], [13] sealar las similitudes entre

    solicitudes de contenido de vdeo de usuarios celulares. Proponen para almacenar en cach

    los archivos de vdeo populares (por ejemplo, vdeos virales) en los telfonos inteligentes y

    explotar las comunicaciones D2D para transmisiones de video virales en

    redes celulares. Ellos particin de cada celda en grupos (ms pequea

    clulas) y almacenar en cach el contenido que no se superponen en el mismo

    clster. Cuando un usuario enva una solicitud a la BS para un cierto

    contenido, el BS comprueba la disponibilidad del archivo en el clster.

    Si el contenido no se almacena en cach en el clster, el usuario recibe el

    contenido directamente desde la BS. Si el contenido est disponible localmente,

    el usuario recibe el archivo de su vecino en el cluster sobre el

    banda sin licencia (por ejemplo, a travs de WiFi). Los autores afirman que su

  • propuesta mejora el rendimiento de vdeo por uno o dos rdenes

    de magnitud.

    Los autores de [96] proponen un mtodo para mejorar la transmisin de vdeo

    en las redes celulares utilizando comunicaciones D2D. Este

    mtodo explota la propiedad del contenido asncrono reutilizacin por

    combinando la comunicacin D2D y cach vdeo en mvil

    dispositivos. Su objetivo es maximizar el rendimiento por usuario

    limitado a la probabilidad de interrupcin (es decir, la probabilidad de que una

    la demanda de los usuarios es sin servicio). Asumen los dispositivos se comunican

    uno con el otro con una velocidad de datos fija y no hay poder

    control sobre el enlace D2D. A travs de simulaciones, los autores

    muestran que su mtodo propuesto supera los esquemas con

    la transmisin de vdeo de unidifusin convencional, as como la Coded

    radiodifusin [97]. Los resultados muestran que el mtodo propuesto

    puede lograr al menos 10.000% y 1,000% rendimiento ganar ms

    los mtodos convencionales de radiodifusin y codificadas, respectivamente,

    cuando la probabilidad de interrupcin es menor que 0,1.

    Wang et al. [98] proponen un trfico BS-Driven Difusin

    (BITS) algoritmo para explotar tanto los enlaces celulares y D2D.

    BITS aprovecha las condiciones del canal instantneas dispositivos 'y

    Cola retrasos para maximizar las opciones de programacin de la licenciatura y una

    por lo tanto aumenta la ganancia oportunista. Los autores modelan la

    Poltica BITS con el objetivo de maximizar sensible al retardo

    utilidad bajo una restriccin de energa. Desarrollan una lnea

    algoritmo de planificacin usando optimizacin estocstica Lyapunov

    y estudiar sus propiedades. A travs de simulaciones, que muestran que

    bajo BITS la utilidad se puede mejorar en gran medida y el promedio

    retardo de transferencia de paquetes se puede reducir hasta en un 70%. Los autores

    Tambin evaluar BITS utilizando trazas de video realistas. Los resultados muestran

    BITS que pueden mejorar la relacin media de pico de seal a ruido

    (PSNR) del vdeo recibida por hasta 4 dB y la prdida de tramas

    proporcin se puede reducir hasta en un 90%.

    Cai et al. [99] proponen un algoritmo de planificacin para explotar ambos

    variable en el tiempo de canal y usuarios "movilidad azar en celular

    redes. Consideran un escenario donde las emisiones BS

    contenido basado en plazo para diferentes grupos de usuarios. Los usuarios se mueven

    al azar dentro de la clula y los usuarios del mismo grupo son

    se supone que es capaz de comunicarse directamente a una alta tasa cuando

  • que estn cerca el uno al otro. Por lo tanto, los usuarios pueden intercambiar todo

    el contenido dentro de sus listas actuales durante un perodo de contacto.

    Durante cada ranura, la BS selecciona dinmicamente un grupo de usuarios

    para transmitir contenido a una velocidad de servicio elegido, basado en el

    algoritmo de programacin empleado. Si la tasa de servicio es demasiado alto

    para algunos usuarios para recibir con xito el contenido, estos usuarios

    explotar la comunicacin D2D a buscar el contenido de

    usuarios en las cercanas en un futuro prximo. Los autores formulan la

    la programacin de un problema con el objetivo de maximizar el grupo

    funcin de utilidad. A continuacin, los que resuelven el problema de maximizacin bajo

    la asuncin de la movilidad de los usuarios estadsticamente homogneos,

    y luego extenderlo a los escenarios heterogneos. Simulacin

    resultados muestran que el algoritmo de planificacin propuesto puede mejorar

    el rendimiento del sistema del 50% al 150%, en comparacin con

    el algoritmo de planificacin sin comunicaciones D2D.

    Resumen: Las obras abordan en este enfoque en la subseccin

    varios casos de uso de la comunicacin D2D. Los autores en [33]

    y [32] utiliza la agrupacin y la teora de juegos para aumentar el rendimiento

    rendimiento, as como la eficiencia energtica y la equidad. Para el

    primera vez, se dise un protocolo detallado para D2D fuera de banda

    comunicaciones en [35]. El trabajo en [12], [13], [96] y [99]

    el objetivo de mejorar el rendimiento de la distribucin de contenidos. La

    mtodos propuestos en [12] y [13] son simples, mientras que la de [96]

    es ms compleja. Se evala el desempeo de bothmethods

    ser bueno. Adems de la distribucin de contenidos, los autores en

    [99] Tambin consideran que la movilidad del usuario y el contenido basado en la fecha lmite, por

    que proporcionan evaluaciones integrales bajo un realista

    configuracin de simulacin incluyendo la transmisin de vdeo en tiempo real.

    B. Autnoma

    Comunicacin D2D Autnoma est motivada generalmente por

    la reduccin de la sobrecarga de las redes celulares. No requiere

    cualquier cambio en la BS y se pueden implementar fcilmente. Actualmente,

    hay muy pocas obras de esta category.Wang et al. [36], [100]

    proponer una poltica de despacho-BS transparente enlace descendente, donde

    usuarios repartidos solicitudes de trfico entre s para equilibrar su

    retrasos en la BS, como se muestra en la Fig. 6. Ellos asumen que los usuarios '

    trfico es dinmico, es decir, la BS no siempre tiene trfico a

    enviar a todos los usuarios en cualquier momento. Ilustran el envo

    poltica, considerando un escenario con dos usuarios, U1 y U2

  • Fig. 6. Ejemplo del trfico-BS transparente difusin: (a) la difusin No hay trfico;

    (B) El trfico se extiende desde U2 a U1.

    siendo atendidos por el BS. La Q1 y Q2 colas representan la

    nmero de archivos en las colas de BS de usuario. En la Fig. 6 (a), ya que la

    colas en las BS estn en equilibrio, los despachadores de cada usuario

    detectara que el trfico de difusin no es beneficioso. De este modo, los usuarios

    enviar a sus nuevas solicitudes a la BS directamente. En la Fig. 6 (b), hay

    ms archivos en la Q2 de Q1. El despachador de U2 detectara

    que el trfico de difusin es beneficioso, ya que en un futuro prximo

    Q1 estara vaco y por lo tanto el aumento de la programacin oportunista

    se pierde. Por lo tanto, pide a U2 U1 para que presente sus nuevas solicitudes de archivos

    de

    la BS. Despus de recibir los archivos correspondientes de la BS, U1

    los reenva a U2. Esta poltica de despacho es iniciada por el usuario

    (Es decir, no se requiere ningn cambio en el BS) y obras

    en funcin de cada archivo. Esta poltica se aprovecha tanto el tiempo-Varying

    canal y usuarios 'dinmica de colas inalmbricas en la licenciatura en

    a fin de reducir las demoras promedio de transferencia de archivos vistos por los usuarios.

    Los usuarios perciben sus condiciones de canal a la BS (es decir,

    condiciones del canal celulares) y los comparten entre s.

    Los autores formulan el problema de determinar la ptima

    presentar la poltica despachar bajo un equilibrio entre el retraso especificado

    rendimiento y consumo de energa en forma de una decisin de Markov

    problema. A continuacin, se estudian las propiedades de la correspondiente

    poltica ptima en un escenario de dos usuario. Un algoritmo heurstico

    se propone que reduce la complejidad en los grandes sistemas por

    la agregacin de los usuarios. Los resultados de la simulacin demuestran que

    los retrasos de transferencia de archivos se pueden reducir hasta en un 50% mediante el

    metodologa propuesta. Adems, su propuesta consume

    80% menos de energa que los algoritmos de rendimiento centrada mientras

  • lograr ganancias significativas (hasta 78%).

    Un resumen de los trabajos sobre la comunicacin fuera de banda en D2D

    redes celulares se proporciona en la Tabla III.

    VI. PROTOCOLOS D2D PROPUESTAS

    La mayora de los investigadores han abordado temas como la

    interferencia, asignacin de recursos, la asignacin de potencia, y as sucesivamente.

    Slo unos pocos investigadores proponen protocolos de comunicaciones D2D.

    En particular, los autores de [101] y [35] proponen una

    pila de protocolos para dentro de banda y fuera de banda de comunicacin D2D,

    respectivamente.

    En [101], los autores describen la requerida arquitectnico y

    modificacin del protocolo en los actuales estndares celulares de adaptacin

    comunicacin D2D en banda. La principal modificacin arquitectnico

    consiste en la adicin de un servidor D2D dentro o fuera del

    red central. En caso de que se coloca el servidor D2D fuera del ncleo

    red, debe tener interfaces con Gestin de la Movilidad

    Entidad (MME), Poltica y de carga Funcin Reglas (PCRF),

    Fig. 7. Ejemplo de la arquitectura D2D propuesto en [101].

    mirar servidores D2D y servidores de aplicaciones. El servidor D2D

    se espera para manejar funcionalidades tales como identificador de dispositivo

  • la asignacin, el establecimiento de la llamada, el seguimiento de la capacidad de UE, el servicio

    apoyo y seguimiento de la movilidad. Fig. 7 ilustra la arquitectura

    que se ha descrito anteriormente. Los autores tambin proponen un protocolo

    apilar en la que pares D2D tienen PHY extra, MAC, Radio Enlace

    Control (RLC), y el Protocolo de Convergencia de datos de paquetes (PDCP)

    capa para la comunicacin directa. Esto significa que retienen UEs

    su conectividad celular mientras se comunican a travs del enlace D2D.

    Los autores de [35] elaborado sobre la viabilidad de fuera de banda

    D2D comunicaciones en sistemas basados en LTE. Como se mencion

    antes, el objetivo de su propuesta es oportunista de paquetes

    retransmisin. Para este objetivo, los autores proporcionan una pila de protocolos

    que conecta protocolos LTE andWiFi directos (ver Fig. 5). La

    autores proponen para encapsular Unidades LTE PDCP de paquetes de datos

    (PDU) en paquetes WiFi (s) y transmitirlo (ellos) a travs de WiFi a

    el receptor D2D. Si el receptor D2D necesita para retransmitir el paquete

    al eNB, simplemente extrae el PDU LTE PDCP de WiFi

    y los procesos a travs de RLC, MAC y PHY capas, como se muestra

    en la Fig. 5. Adems de proporcionar una pila de protocolos, importante

    procedimientos tales como la deteccin de dispositivos, el registro D2D, conexin

    establecimiento, default / configuracin oso dedicado, gestin de la movilidad,

    Informes CSI, la programacin, la seguridad tambin se abordan

    en este papel. Al abordar todas estas cuestiones, los autores

    tratar de minimizar la modificacin de los protocolos existentes. Para

    ejemplo, la fase de descubrimiento y establecimiento de la conexin son

    Fig. Deteccin de dispositivos 8. D2D y el procedimiento de establecimiento de conexin.

    muy similar al procedimiento definido estndar WiFi Direct. La

    diferencia principal es la adicin de una fase extra (es decir, D2D

    Mensajes especficos, ver Fig. 8) con el fin de intercambiar LTE IDs

    entre los usuarios D2D. Para una descripcin detallada del protocolo

    consulte [35]. Ninguno de los protocolos propuestos para la comunicacin D2D

    comentarios sobre cundo / cmo activar el modo de D2D. Por lo tanto,

  • este sigue siendo un problema de investigacin abierta por resolver en el futuro.

    Como se mencion anteriormente, dos grupos de trabajo del 3GPP son tambin

    la investigacin de los casos de uso en prosa [18] en LTE y necesaria

    mejoras de protocolo / Arquitectura [19] para dar cabida a tales

    casos de uso. Comunicacin prosa es compatible con dos tipos de datos

    ruta: modo directo y local enrutada. En el modo directo, dos UE

    intercambiar datos directamente entre s. En localmente encaminado-datos

    entre UEs se encamina localmente a travs de la eNB (s). Ambos

    son diferentes de la ruta de datos se especifica en el estndar LTE actual,

    donde la porcin de red de datos de puerta de enlace / paquete de Gateway

    (SG / PGW) est involucrado. Adems, el control de ruta en la comunicacin en prosa

    tiene ms opciones. Si dos equipos de usuario utilizando la comunicacin de la prosa

    son servidos por el mismo eNB, el sistema puede decidir

    para llevar a cabo informacin de control entre el UE, eNB y EPC.

    Los UE tambin pueden intercambiar sealizacin de control directamente entre

    otro para minimizar la sealizacin de modificacin. Si dos UEs involucrados

    en la comunicacin en prosa son atendidos por diferentes eNBs, la

    sistema puede decidir realizar la informacin de control entre el UE,

    eNB y EPC. En otros, los eNBs pueden coordinar con

    directamente entre s para la gestin de recursos de radio, y la

    UE puede comunicarse directamente con la sealizacin de control de cambios.

    El 3GPP define tambin otros aspectos de la comunicacin en prosa,

    tales como el descubrimiento prosa directa, roaming, soporte para pblico

    servicio de seguridad y apoyo a la comunicacin directa WLAN,

    etc. Los detalles de estos aspectos se pueden encontrar en [19]. Basado en el

    por encima de los planes mencionados, el 3GPP propone decenas de casos de uso

    [18], como la UE prosa habilitado descubren otra prosa habilitado

    UE (que puede ser utilizado para las redes sociales), soporta grandes

    nmero de UEs en un entorno denso (que puede ser utilizado

    para el estacionamiento de la ciudad de servicios), establece WLAN prosa asistida

    comunicaciones directas (que pueden ser utilizados para el trfico celular

    la descarga), y as sucesivamente.

    VII. DISCUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS

    Hasta ahora hemos revisado la literatura disponible sobre las comunicaciones D2D

    en las redes celulares. En esta seccin, vamos a arrojar

    luz sobre algunos factores importantes como supuestos comunes,

    alcance de las obras, y tcnicas comunes.

  • A. Supuestos comunes

    La mayora de los trabajos en la literatura asume la BS es consciente de

    la CSI instantnea de celular y / o enlaces D2D, por ejemplo, [27],

    [45], [56], [63], [64], [67], [82]. Este supuesto es esencial

    porque sus soluciones propuestas necesitan la participacin de la BS de

    tomar decisiones de programacin para los usuarios celulares y D2D. Alternativamente,

    cuando los usuarios deciden D2D en el su transmisin

    ranuras, la suposicin comn es que los usuarios son conscientes D2D

    de los enlaces celulares y D2D. Por otro lado, hay

    tambin papeles como [21] y [36] que asumen la BS o D2D

    los usuarios slo estn al tanto de la CSI estadstico de los vnculos. Con

    este supuesto, la gran sobrecarga para informar instantnea

    CSI puede ser evitado. Para mitigar posibles interferencias de

    D2D transmisin a la transmisin celular, [4] asume que

    D2D usuarios son conscientes del umbral de interferencia mnima de

    usuarios celulares. Con estos ltimos supuestos, los usuarios pueden D2D

    oportunista elegir las ranuras de transmisin en el que

    no interfieren con los usuarios celulares.

    Las propuestas que implican en los usuarios de agrupamiento comn

    asume que el clster son lo suficientemente lejos para que no se produzca, o

    interferencia insignificante entre los diferentes grupos, por ejemplo, [9], [32],

    [33], [74]. Este supuesto no podr celebrar en las zonas pobladas

    o implementaciones denso. Una observacin muy interesante desde el

    literatura revisada es que la mayora de los papeles asuma que el

    BS o D2D usuarios siempre tienen trfico para enviar, por lo tanto, que utilizan

    rendimiento como una mtrica comn. Sin embargo, los autores de [36],

    [98] consideran un escenario de carga de trfico dinmico y evaluar

    el retardo de transferencia de archivos y la utilidad promedio sensible al retardo bajo

    su trfico propuesto mecanismo de propagacin, respectivamente. Desde

    este ltimo supuesto es ms realista, sera interesante

    para ver el rendimiento de las obras antes mencionadas bajo

    los flujos de trfico dinmico.

    B. en banda o fuera de banda?

    La mayora de los papeles propone reutilizar los recursos celulares

    para las comunicaciones D2D (es decir, dentro de banda) [4] - [6], [50],

    [51]. Sin embargo, fuera de banda de comunicacin est atrayendo ms y

    ms atencin en los ltimos aos [32], [33], [36], [98],

    [100]. Antes de comparar los dos enfoques, resumimos

  • las ventajas y desventajas de cada enfoque.

    En banda: D2D en banda es ventajoso en el sentido de que:

    (I) D2D subyacente aumenta la eficiencia espectral de celular

    espectro aprovechando la diversidad espacial; (Ii) cualquier celular

    dispositivo es capaz de utilizar la comunicacin D2D en banda (el

    interfaz celular por lo general no es compatible con las frecuencias fuera de banda);

    y (iii) la gestin de QoS es fcil porque el celular

    espectro puede ser totalmente controlado por el BS. Las desventajas

    de las comunicaciones en banda D2D son: (i) los recursos celulares pueden

    ser desperdiciado en D2D superposicin; (Ii) la gestin de interferencias

    entre D2D y la transmisin celular en arpillera es muy

    desafiante; (Iii) la gestin de control de potencia y la interferencia

    soluciones por lo general recurren a la asignacin de recursos de alta complejidad

    mtodos; y (iv) un usuario no puede tener simultnea celular y

    Transmisiones D2D. Parece que la comunicacin D2D arpillera

    es ms popular que el recubrimiento. Los autores que proponen

    utilizar D2D superposicin generalmente tratar de evitar el problema de interferencia

    de subyacer [10], [14], [92]. Sin embargo, la asignacin dedicada

    recursos de espectro a los usuarios D2D no es tan eficiente como subyacente

    en trminos de eficiencia espectral. Creemos que la popularidad de

    arpillera D2D se debe a su mayor eficiencia espectral.

    Fuera de banda: Este tipo de comunicaciones D2D tiene mritos

    tales como: (i) no hay interferencia entre celular y D2D

    usuarios; (Ii) no hay necesidad de dedicar recursos celulares

    al espectro D2D como D2D en banda de superposicin; (Iii) el recurso

    asignacin se hace ms fcil porque el planificador no requiere

    tomar la frecuencia, la hora y el lugar de los usuarios en

    cuenta; y (iv) D2D simultnea y comunicacin celular

    es factible. Sin embargo, fuera de banda D2D tiene algunas desventajas

    que son: (i) la interferencia en el espectro sin licencia

    no est en el control de la BS; (Ii) slo los dispositivos celulares con

    dos interfaces de radio (por ejemplo, LTE y Wi-Fi) se pueden usar fuera de banda

    D2D comunicaciones; (Iii) la gestin eficiente de la energa

    entre dos interfaces inalmbricas es crucial, de lo contrario el poder

    el consumo del dispositivo puede aumentar; y (iv) los paquetes (en

    menos los encabezados) necesita ser decodificado y codificada porque

    los protocolos empleados por diferentes interfaces de radio no son

    lo mismo.

    Aunque la literatura sobre D2D en banda es ms amplio que el

    de fuera de banda, parece que los investigadores han comenzado a explorar

  • las ventajas de D2D fuera de banda y ellos lo estn considerando como

    una alternativa viable a inband D2D. Creemos que con la

    la integracin de la evolucin de los telfonos inteligentes en el mercado de la telefona, la

    mayora de los dispositivos mviles estar equipado con ms de

    una interfaz inalmbrica que hace que sea posible implementar

    fuera de banda esquemas D2D. Por otra parte, los estndares tales como 802.21

    [102] estn buscando en el traspaso hacia y desde diferentes plataformas

    (Por ejemplo, WiMAX y LTE) que podra reducir significativamente el

    complejidad de la coordinacin entre las diferentes interfaces inalmbricas

    en D2D fuera de banda. Tabla IV resume el mencionado anteriormente

    mritos y desventajas.

    C. Madurez de D2D en Redes Celulares

    Creemos que la comunicacin D2D en redes celulares es un

    relativamente joven tema y hay mucho por hacer / explorado

    en este campo. Apoyamos esta creencia mirando en la analtica

    tcnicas y mtodos de evaluacin que se utilizan en el

    literatura disponible.

    Tcnicas Analticas: en comparacin con otros campos como

    como la programacin oportunista [103], el nmero de tcnicas

    utilizado en la literatura y su popularidad es muy baja. La

    mayora de la literatura slo se propone las ideas, las arquitecturas, o

    algoritmos heursticos simples. Algunos de los documentos de formular sus

    objetivos como problemas de optimizacin, pero los dejan sin resolver

    debido a NP-dureza. Por lo tanto, creemos que hay espacio para

    la investigacin de soluciones ptimas para la coordinacin de la interferencia,

    administracin de energa, y la seleccin de modo. Resume la Tabla V

    las tcnicas matemticas utilizadas en la literatura relacionada D2D.

    Mtodo de evaluacin: Otra mtrica para la madurez de un campo

    es el mtodo de evaluacin. El ms realista de la evaluacin

    mtodo, el ms maduro el estudio de la materia. La Tabla VI muestra

    diferentes mtodos de evaluacin utilizados en la literatura. Como podemos

    ver, la mayora de los peridicos utilizan evaluacin numrica y algunos

    utilizar simuladores de cosecha propia simples. No hay papel utilizando

    Evaluacin experimental. Esto se debe principalmente al hecho de que

    bancos de pruebas experimentales para la red celular son extremadamente costosos

    y no tienen soporte para D2D todava. La literatura utiliza raramente

    simuladores de redes populares como NS3 [106], OPNET [107],

  • Omnet ++ [108]. A su vez, los simuladores de red disponibles actualmente

    no son compatibles con las comunicaciones D2D.

    D. Hasta dnde es D2D Desde una Aplicacin Real World?

    Aunque la comunicacin D2D no est maduro todava, ya es

    que se estudia en el organismo de normalizacin 3GPP [18], [19].

    3GPP decidi recientemente que el foco de D2D en LTE hara

    estar en las redes de seguridad pblica [20]. Adems, Qualcomm tiene

    mostrado inters en esta tecnologa y tambin construyeron un prototipo

    para las comunicaciones D2D en red celular que pueden utilizarse

    en diferentes escenarios como las redes sociales, el intercambio de contenidos,

    y as sucesivamente [111]. Esto confirma que la comunicacin D2D

    no slo es un nuevo tema de investigacin en el mbito acadmico, sino tambin que

    hay inters en tal tecnologa en la industria. Ya Est

    son varios los obstculos para implementar D2D en redes celulares.

    Por ejemplo, los operadores estn acostumbrados a tener el control de su

    espectro y la forma en que se utiliza. Como resultado, un exitoso

    Aplicacin D2D debe permitir comunicaciones D2D en

    de manera que los operadores no se despojaron de su poder para

    controlar su red. Por otra parte, hay desafos fsicos

    tales como formato de modulacin adecuado y la adquisicin CSI que

    deberan abordarse de manera eficiente. Por lo tanto, creemos que

    Comunicaciones D2D se convertirn en una parte esencial de celular

    comunicaciones