一種基于Android和JXTA協(xié)議模型的無線D2D通信技術(shù)

摘要：移動(dòng)通信系統(tǒng)的快速發(fā)展使得頻譜資源日益緊缺。D2D通信是一種在系統(tǒng)的控制下，允許終端之間通過復(fù)用小區(qū)資源直接進(jìn)行通信的新型技術(shù)。它能減少小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，還能支持新型的小范圍點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信，是未來綠色通信發(fā)展的趨勢(shì)。針對(duì)這一新型的通信技術(shù)，提出了基于Android OS平臺(tái)，以JXTA協(xié)議為模型的無線D2D通信技術(shù)，使得移動(dòng)終端之間能夠進(jìn)行通信與資源共享，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。
關(guān)鍵詞：Android；D2D；JXTA；WiFi；P2P

0 引言
隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)和發(fā)展，帶來需求帶寬的迅速增大，但是由于移動(dòng)通信系統(tǒng)頻譜資源非常有限，可分配的帶寬滿足不了實(shí)際的應(yīng)用需要，所以亟需研究更有效的帶寬分配和利用的技術(shù)。D2D(Device to Device)通信是一種在系統(tǒng)的控制下，允許終端之間通過復(fù)用小區(qū)資源直接進(jìn)行通信的新型技術(shù)。它不依賴中心節(jié)點(diǎn)而是依靠網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自組織與對(duì)等協(xié)作的資源發(fā)現(xiàn)和共享，因此擁有自組織、可擴(kuò)展性、魯棒性、容錯(cuò)性以及負(fù)載均衡等優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上解決無線通信系統(tǒng)的頻譜資源匱乏的問題，同時(shí)它還能減少小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載、減少移動(dòng)終端的電池功耗、增加比特率等，它是未來綠色通信發(fā)展的趨勢(shì)。
針對(duì)這一新型的通信技術(shù)，本文提出了基于WiFi的自組織網(wǎng)絡(luò)的D2D通信模型，能以現(xiàn)有的數(shù)臺(tái)近距離智能終端為基礎(chǔ)，使得這些終端之間能夠進(jìn)行通信與資源共享。本文基于Android操作系統(tǒng)，以JXTA協(xié)議為模型，最終實(shí)現(xiàn)了基于WiFi的D2D通信，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。

1 D2D通信系統(tǒng)模型
該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手機(jī)等智能終端之間進(jìn)行通信和資源的共享，任務(wù)包括實(shí)現(xiàn)D2D網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的架設(shè)、Android平臺(tái)的JXTA技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的資源共享。
D2D網(wǎng)絡(luò)主要由3個(gè)部分組成，分別是Android平臺(tái)節(jié)點(diǎn)、PC平臺(tái)節(jié)點(diǎn)和Peer集合點(diǎn)，其中Peer集合點(diǎn)負(fù)責(zé)收集和發(fā)送節(jié)點(diǎn)列表信息，起到系統(tǒng)調(diào)度的作用，各節(jié)點(diǎn)可以通過集合點(diǎn)獲取存在的節(jié)點(diǎn)列表，通過該列表，即可對(duì)該對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的任意節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。系統(tǒng)模型如圖1所示。

該系統(tǒng)主要通過JXTA協(xié)議構(gòu)建一個(gè)D2D網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置有若干個(gè)PC機(jī)節(jié)點(diǎn)和手機(jī)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中都有共享文件，任意節(jié)點(diǎn)可通過D2D網(wǎng)絡(luò)集合點(diǎn)訪問其他節(jié)點(diǎn)的共享資源。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先進(jìn)行初始化，初始化過程會(huì)檢查手機(jī)用戶是否通過WiFi連入網(wǎng)絡(luò)、檢查緩存情況、啟動(dòng)JXTA網(wǎng)絡(luò)連接，啟動(dòng)之后將搜索JXTA網(wǎng)絡(luò)集合點(diǎn)RDV，讀取集合點(diǎn)上的Peer列表。待初始化完畢之后，各個(gè)Peer節(jié)點(diǎn)就可以利用JXTA網(wǎng)絡(luò)提供的管道服務(wù)互相通信了，Peer節(jié)點(diǎn)也可以向RDV節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求所有節(jié)點(diǎn)共享的資源文件，資源集合點(diǎn)將相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)所共享的資源列表以XML文件的形式反饋給請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)，接到反饋的資源列表之后，通信系統(tǒng)根據(jù)用戶的選擇，向相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送文件傳輸請(qǐng)求，經(jīng)握手后即開始傳輸數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的主要流程圖如圖2所示。