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终端直通(Device-to-Device,D2D)通信是一种设备到设备的直接通信技术,允许终端用户在蜂窝基站的控制下,通过共享小区频谱资源进行直接通信。作为3GPP长期演进(LTE)研究项目中的关键技术,D2D通信可以有效地提高网络容量和频谱利用率。相比于传统的蜂窝通信,D2D通信不需要经过基站的转发,两个距离较近的终端用户通过复用蜂窝频谱资源直接进行信息传输,可以解决蜂窝网络中频谱资源紧缺的问题,且可以减少通信时延,节约终端能耗,扩展蜂窝通信的覆盖范围。但当D2D通信复用蜂窝用户频谱资源时,D2D通信与蜂窝通信不可避免地存在频谱干扰。本文结合网络编码技术,研究蜂窝网络中的D2D通信,获得的主要研究成果如下:1.基于复数域网络编码的D2D中继传输算法。在蜂窝网络中,当D2D通信复用蜂窝下行链路频谱资源进行通信时,通过引入合适的中继节点,并且在中继节点处对接收到的蜂窝信号和D2D信号进行复数域网络编码,然后再将复数域网络编码信号转发给蜂窝用户和D2D接收端,D2D接收端和蜂窝用户通过联合最大似然检测均可正确恢复出所需信号。理论分析和实验仿真表明,该算法的系统可达速率明显优于传统的D2D传输算法,中断概率小于传统的D2D传输算法,且接收端的符号错误概率也有所降低。2.基于网络编码的D2D干扰消除和协作转发方案。当两对D2D用户对复用同一蜂窝用户上行链路频谱资源时,为了消除蜂窝信号对D2D用户的干扰以及D2D用户对之间的干扰,在D2D发送端将D2D信号与蜂窝信号进行网络编码,并且为每个D2D发送端分配复数域网络编码系数,然后将该系数与网络编码信号相乘后发送到两个D2D接收端,在D2D接收端根据接收到的蜂窝信号与网络编码信号可以恢复出D2D信号。性能分析表明,提出方案的中断概率与传统的D2D通信相比有所降低,其链路可达速率明显优于传统D2D传输方案。