一种基于Android和JXTA协议模型的无线D2D通信技术

摘要：移动通信系统的快速发展使得频谱资源日益紧缺。D2D通信是一种在系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术。它能减少小区网络的负载，还能支持新型的小范围点对点数据通信，是未来绿色通信发展的趋势。针对这一新型的通信技术，提出了基于Android OS平台，以JXTA协议为模型的无线D2D通信技术，使得移动终端之间能够进行通信与资源共享，并通过网络实验验证了其有效性。
关键词：Android；D2D；JXTA；WiFi；P2P

0 引言
随着移动通信系统的演进和发展，带来需求带宽的迅速增大，但是由于移动通信系统频谱资源非常有限，可分配的带宽满足不了实际的应用需要，所以亟需研究更有效的带宽分配和利用的技术。D2D(Device to Device)通信是一种在系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术。它不依赖中心节点而是依靠网络边缘节点，实现自组织与对等协作的资源发现和共享，因此拥有自组织、可扩展性、鲁棒性、容错性以及负载均衡等优点，在一定程度上解决无线通信系统的频谱资源匮乏的问题，同时它还能减少小区网络的负载、减少移动终端的电池功耗、增加比特率等，它是未来绿色通信发展的趋势。
针对这一新型的通信技术，本文提出了基于WiFi的自组织网络的D2D通信模型，能以现有的数台近距离智能终端为基础，使得这些终端之间能够进行通信与资源共享。本文基于Android操作系统，以JXTA协议为模型，最终实现了基于WiFi的D2D通信，并通过网络实验验证了其有效性。

1 D2D通信系统模型
该系统实现手机等智能终端之间进行通信和资源的共享，任务包括实现D2D网络服务的架设、Android平台的JXTA技术、网络节点之间的通信、网络节点之间的资源共享。
D2D网络主要由3个部分组成，分别是Android平台节点、PC平台节点和Peer集合点，其中Peer集合点负责收集和发送节点列表信息，起到系统调度的作用，各节点可以通过集合点获取存在的节点列表，通过该列表，即可对该对等网络中的任意节点进行通信，接收和发送数据。系统模型如图1所示。

该系统主要通过JXTA协议构建一个D2D网络，在网络中设置有若干个PC机节点和手机节点，每个节点中都有共享文件，任意节点可通过D2D网络集合点访问其他节点的共享资源。系统启动时首先进行初始化，初始化过程会检查手机用户是否通过WiFi连入网络、检查缓存情况、启动JXTA网络连接，启动之后将搜索JXTA网络集合点RDV，读取集合点上的Peer列表。待初始化完毕之后，各个Peer节点就可以利用JXTA网络提供的管道服务互相通信了，Peer节点也可以向RDV节点请求所有节点共享的资源文件，资源集合点将相应的节点所共享的资源列表以XML文件的形式反馈给请求节点，接到反馈的资源列表之后，通信系统根据用户的选择，向相应的节点发送文件传输请求，经握手后即开始传输数据。系统的主要流程图如图2所示。