一種基于Android和JXTA協(xié)議模型的無線D2D通信技術

摘要：移動通信系統(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用小區(qū)資源直接進行通信的新型技術。它能減少小區(qū)網(wǎng)絡的負載，還能支持新型的小范圍點對點數(shù)據(jù)通信，是未來綠色通信發(fā)展的趨勢。針對這一新型的通信技術，提出了基于Android OS平臺，以JXTA協(xié)議為模型的無線D2D通信技術，使得移動終端之間能夠進行通信與資源共享，并通過網(wǎng)絡實驗驗證了其有效性。
關鍵詞：Android；D2D；JXTA；WiFi；P2P

0 引言
隨著移動通信系統(tǒng)的演進和發(fā)展，帶來需求帶寬的迅速增大，但是由于移動通信系統(tǒng)頻譜資源非常有限，可分配的帶寬滿足不了實際的應用需要，所以亟需研究更有效的帶寬分配和利用的技術。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用小區(qū)資源直接進行通信的新型技術。它不依賴中心節(jié)點而是依靠網(wǎng)絡邊緣節(jié)點，實現(xiàn)自組織與對等協(xié)作的資源發(fā)現(xiàn)和共享，因此擁有自組織、可擴展性、魯棒性、容錯性以及負載均衡等優(yōu)點，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，同時它還能減少小區(qū)網(wǎng)絡的負載、減少移動終端的電池功耗、增加比特率等，它是未來綠色通信發(fā)展的趨勢。
針對這一新型的通信技術，本文提出了基于WiFi的自組織網(wǎng)絡的D2D通信模型，能以現(xiàn)有的數(shù)臺近距離智能終端為基礎，使得這些終端之間能夠進行通信與資源共享。本文基于Android操作系統(tǒng)，以JXTA協(xié)議為模型，最終實現(xiàn)了基于WiFi的D2D通信，并通過網(wǎng)絡實驗驗證了其有效性。

1 D2D通信系統(tǒng)模型
該系統(tǒng)實現(xiàn)手機等智能終端之間進行通信和資源的共享，任務包括實現(xiàn)D2D網(wǎng)絡服務的架設、Android平臺的JXTA技術、網(wǎng)絡節(jié)點之間的通信、網(wǎng)絡節(jié)點之間的資源共享。
D2D網(wǎng)絡主要由3個部分組成，分別是Android平臺節(jié)點、PC平臺節(jié)點和Peer集合點，其中Peer集合點負責收集和發(fā)送節(jié)點列表信息，起到系統(tǒng)調(diào)度的作用，各節(jié)點可以通過集合點獲取存在的節(jié)點列表，通過該列表，即可對該對等網(wǎng)絡中的任意節(jié)點進行通信，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)議構建一個D2D網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡中設置有若干個PC機節(jié)點和手機節(jié)點，每個節(jié)點中都有共享文件，任意節(jié)點可通過D2D網(wǎng)絡集合點訪問其他節(jié)點的共享資源。系統(tǒng)啟動時首先進行初始化，初始化過程會檢查手機用戶是否通過WiFi連入網(wǎng)絡、檢查緩存情況、啟動JXTA網(wǎng)絡連接，啟動之后將搜索JXTA網(wǎng)絡集合點RDV，讀取集合點上的Peer列表。待初始化完畢之后，各個Peer節(jié)點就可以利用JXTA網(wǎng)絡提供的管道服務互相通信了，Peer節(jié)點也可以向RDV節(jié)點請求所有節(jié)點共享的資源文件，資源集合點將相應的節(jié)點所共享的資源列表以XML文件的形式反饋給請求節(jié)點，接到反饋的資源列表之后，通信系統(tǒng)根據(jù)用戶的選擇，向相應的節(jié)點發(fā)送文件傳輸請求，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。