CN105744625A - 用于无线通信的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了用于无线通信的装置和方法，该装置包括：接收单元，被配置为接收来自源通信设备的中继建立请求；确定单元，被配置为获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及发送单元，被配置为向该一个或更多个中继通信设备、源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

Description

用于无线通信的装置和方法

技术领域

本发明的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地涉及协作通信技术，更具体地涉及一种基于候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息来选择中继通信设备的无线通信装置和方法。

背景技术

随着通信行业的快速发展，未来网络对于通信技术提出了更高的技术挑战，节约资源与提高效率成为了未来网络发展的主题。绿色通信(GreenCommunication)在这种背景下应运而生。传统的无线网络由于其所处外界环境或自身设备硬件条件等限制，具有信道衰落大、系统功耗大和接收信号质量差等弊端，协作通信技术可以充分利用无线设备终端在收发端建立多条通信链路，通过传统多天线技术中的空间分集来克服无线信道的衰落，从而提高无线网络系统的性能和鲁棒性。在协作通信中，如何进行中继选择和功率分配是影响系统性能的重要因素。

协作通信技术可以在不影响用户服务质量的前提下有效减少网络系统功率能量消耗，提高网络能量利用效率。此外，还可以通过D2D技术来提高蜂窝频谱复用，改善频谱效率和提高网络系统容量等。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于无线通信的装置，包括：接收单元，被配置为接收来自源通信设备的中继建立请求；确定单元，被配置为获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及发送单元，被配置为向该一个或更多个中继通信设备、源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信的方法，包括：接收来自源通信设备的中继建立请求；获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及向该一个或更多个中继通信设备、源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

根据本申请的另一个方面，提供了一种用于无线通信系统中的装置，包括：接收单元，被配置为接收来自控制节点的能量信息采集请求；检测单元，被配置为响应于能量信息采集请求检测该装置所在的电子设备的当前能量信息值；以及发送单元，被配置为将检测的当前能量信息值发送到控制节点。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种用于无线通信系统中的方法，包括：接收来自控制节点的能量信息采集请求；响应于能量信息采集请求检测执行该方法的电子设备的当前能量信息值；以及将检测的当前能量信息值发送到控制节点。

依据本申请的其它方面，还提供了用于实现上述用于无线通信的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述用于无线通信的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。

根据本申请的用于无线通信的装置和方法通过根据候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息来选择中继通信设备，可以实现随网络的变化而动态选择通信链路的功能，从而能够有效提高网络通信效率，延长网络生命周期。

通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其他优点将更加明显。

附图说明

为了进一步阐述本发明的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解，这些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：

图1是示出了协作网络通信的模型的示意图；

图2是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；

图3是示出了D2D中继通信网络的示意图；

图4是示出了根据本申请的实施例的用于D2D中继网络通信的信令交互的过程图；

图5是示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；

图6是示出了根据本申请的又一个实施例的用于无线通信的装置的结构框图；

图7是示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图；

图8是示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的方法的流程图；以及

图9是其中可以实现根据本发明的实施例的方法和/或装置和/或系统的通用个人计算机的示例性结构的框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

<第一实施例>

如上所述，在协作通信中，可以在源通信设备和目的通信设备之间建立多条通信链路以实现空间分集。图1示出了协作网络通信的模型的示意图，其中，S表示源通信设备，D表示目的通信设备，中间的虚线框代表中继选择区域，例如包括R₁至R_N多个可作为中继通信设备的候选通信设备。这里的协作通信网络可以为各种类型，包括但不限于AF(放大转发)协作通信网络和DF(直接转发)协作通信网络等。

目前，一般采用随机选择中继算法，即从空闲的候选通信设备中随机选择一个或多个通信设备作为中继通信设备从而实现对源信号的转发。这种算法易于实现，复杂度低，但是由于其没有考虑源节点到中继节点以及中继节点到目的节点的信道质量，且由于随机性而易受无线信道衰落、干扰及外界环境噪声的影响，因此通信质量难以保证。而在本申请中，采用下文中所述的方法从中继选择区域中选择中继通信设备。

图2示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的装置100的结构框图，该装置100包括：接收单元101，被配置为接收来自源通信设备的中继建立请求；确定单元102，被配置为获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及发送单元103，被配置为向该一个或更多个中继通信设备、源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

装置100例如可以位于通信网络的控制节点中，例如在LTE的场景下，可以位于增强型节点B(eNB)中，但是并不限于此，装置100也可以作为单独的设备存在。此外，装置100所能应用的场景也不限于上述协作通信网络，而是可以应用于任何需要选择中继通信设备的通信环境中。

仍以图1的模型为例，源通信设备S需要与目的通信设备D进行通信，但是二者之间没有直接链路传输。源通信设备S向装置100发出中继建立请求，装置100的接收单元101接收该请求。确定单元102例如将中继选择区域中空闲的通信设备作为候选通信设备，并获取这些中继候选的历史能量信息和当前能量信息，然后基于这些信息来确定选择哪一个或哪一些候选通信设备作为中继通信设备来实现源通信设备S与目的通信设备D之间的通信。在选定之后，发送单元103向选定的中继通信设备、源通信设备S与目的通信设备D发送有关中继建立的信息，其中，该信息例如用于指示将要进行的通信过程的标识。

作为一个示例，发送单元103被配置为响应于中继建立请求而向候选通信设备发送能量信息采集请求，并且接收单元101被配置为接收来自候选通信设备的能量信息采集响应。

其中，能量信息采集响应可以包括相应候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息。即，历史能量信息和当前能量信息两者均由候选通信设备提供。

可替选地，能量信息采集响应可以包括相应候选通信设备的当前能量信息，返回参照图2，如图中的虚线框所述，装置100还可以包括存储单元104，被配置为将所获取的当前能量信息与获取时间和相应候选通信设备的标识相关联地存储，其中，确定单元102被配置为从存储单元104获取候选通信设备的历史能量信息。通过采用该配置，可以进一步减少需要在候选通信设备和装置100之间交换的信息量，提高网络效率。

在一个示例中，确定单元102被配置为采用时间序列预测模型基于历史能量信息和当前能量信息来预测下一个时间点各个候选通信设备的能量值，并将能量值最大的前N个候选通信设备确定作为中继通信设备，其中，N≥1。

时间序列预测模型例如可以为自回归(AR)模型、自回归滑动平均(ARMA)模型、滑动平均(MA)模型、非参数自回归滑动平均(FARMA)模型中的一个。

为了便于理解，下面以ARMA模型为例给出确定单元102的一个具体示例，但是应该理解，确定单元102的实施方式并不限于此。

假设候选通信设备的集合为对所有确定单元102获取其历史能量信息值和当前时刻t的能量信息值，将其代入ARMA模型，求出t+1时刻各个候选通信设备的预测能量值，并按预测能量值的降序来排列候选通信设备，将前N个候选通信设备确定为中继通信设备。例如，当N为1时，可以通过以下公式(1)来描述上述选择过程：

其中，为候选通信设备R_i的预测能量值，R_s为所选定的中继通信设备。

可以看出，通过根据候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息来选择中继通信设备，可以适当地选择中继通信设备，尽可能地提高网络效率，延长网络生命周期。

此外，在另一个示例中，接收单元101还被配置为接收来自源通信设备的中继请求，确定单元102还被配置为确定源通信设备和中继通信设备的发射功率，以使得在满足QoS条件下总能耗最小，并且发送单元103被配置为将确定的发射功率的信息分别发送至源通信设备和中继通信设备。

具体地，在源通信设备接收到来自发送单元103的有关中继建立的信息之后，确定可以开始进行中继通信，从而向装置100的接收单元101发送中继请求以开始通信。

确定单元102对源通信设备和中继通信设备的发射功率进行优化，以使得在满足QoS的条件下尽量减小总能耗。发送单元103将优化后的发射功率的信息分别发送给源通信设备和中继通信设备，以使其按照该发射功率执行通信。

此外，发送单元103还可以被配置为向源通信设备和中继通信设备发送资源分配信息，比如所使用的频带、时隙等。

下面以AF协作通信网络和选择一个中继通信设备为例来给出确定单元102优化发射功率的一种具体实现，但是应该理解，装置100所能应用的通信网络并不限于AF协作通信网络，且选择的中继通信设备的数目并不限于一。

仍然使用上文中提及的候选通信设备集合假设x和x'分别为源通信设备和确定单元102所选择的中继通信设备功率归一化后的发射信号，E[|x|²]＝E[|x'|²]＝1，P_s和P_i分别为源通信设备和中继通信设备R_i的发射功率，h_si和h_id分别为源通信设备和中继通信设备R_i之间和中继通信设备R_i与目的通信设备之间的信道衰落系数，它们都是均值为0的相互独立的循环对称复高斯随机变量，方差分别为和，n_si和n_id分别是对应信道的独立零均值加性高斯白噪声，且方差都为σ²，则中继通信设备R_i和目的通信设备通过中继通信设备R_i接收到的信号分别如下式(2)和(3)所示：

$y_{\mathrm{si}}=\sqrt{P_s}{h}_{\mathrm{si}}x+n_{\mathrm{si}}---\left(2\right)$

$y_d=\sqrt{P_i}{h}_{\mathrm{id}}{x}^{\&prime;}+n_{\mathrm{id}}---\left(3\right)$

当采用AF协议时，在中继通信设备R_i处接收信号放大增益为：

$G=1/\sqrt{P_s{\left|h_{\mathrm{si}}\right|}^2+{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{si}}^2}---\left(4\right)$

并且，x'＝Gy_si(5)

此时，目的通信设备接收到的信号(3)式变为：

$\begin{array}{c}{y}_d=\sqrt{P_i}{h}_{\mathrm{id}}{x}^{\&prime;}+n_{\mathrm{id}}\\ =\sqrt{\frac{P_s{P}_i}{p_s{\left|h_{\mathrm{si}}\right|}^2+{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{si}}^2}}{h}_{\mathrm{si}}{h}_{\mathrm{id}}x+\sqrt{\frac{P_i}{p_s{\left|h_{\mathrm{si}}\right|}^2+{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{si}}^2}}{h}_{\mathrm{id}}{n}_{\mathrm{si}}\\ +n_{\mathrm{id}}\end{array}---\left(6\right)$

目的通信设备的接收信号的信噪比为：

$\mathrm{\&gamma;}=\frac{{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{si}}{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{id}}}{{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{si}}+{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{id}}+1}---\left(7\right)$

其中，γ_si＝P_s|h_si|²/σ²和γ_id＝P_i|h_id|²/σ²，为了表述简便，可以假定信道方差σ²＝1。

然后，根据下行(或上下行)链路信道状态信息，建立如下优化问题：

式(8)中，P是中继链路的总功率，是满足QoS的最小信噪比，其他符号分别具有上文中定义的含义。

结合式(7)和(8)，为解决式(8)中的凸优化问题，确定单元102可以使用拉格朗日乘子法(LagrangeMultiplier)来进行发射功率的确定。例如，可以求得满足式(8)的源通信设备和中继通信设备的最优功率表达式分别为：

此时，最优中继情况下的链路最小总功率消耗为

换言之，确定单元102按照式(9)和(10)对源通信设备和所确定的中继通信设备进行功率分配，可以获得最小的总能耗。

应该理解，以上虽然使用了拉格朗日乘子法对发射功率的确定进行优化，但是并不限于此，也可以使用其他的优化方法，比如人工智能、无限逼近等。

作为一个应用示例，上述装置100例如可以用于D2D中继网络中。在D2D中继网络中，一般情况下，直接传输有着较大的优势。然而，在一定通信范围内，与中继链路相比，直接链路可能受环境影响而具有较大的路径衰落。在同样的通信速率和系统性能情况下，D2D中继能够减小传输功率和能量消耗。

图3示出了D2D中继通信网络的一个示意图，其中，包括增强型节点B(eNB)和多个用户设备UE，其中，本申请的装置100可以位于eNB中。例如，UE1和UE2工作在蜂窝模式，UEn+1工作在空闲模式，UE4和UE5工作在D2D模式，其它UE(也可以包括eNB)作为候选通信设备。实线表示工作通信链路，虚线表示可选择的通信链路，连线上的“×”则表示链路中断。

当UE4和UE5之间的直接链路中断时，UE4将执行中继选择过程寻找合适中继从而保证通信的正常进行，如果不存在合适的UE完成中继通信过程，UE4可以向基站eNB处的装置100发送中继建立请求。当然，在直接链路中断时，UE4也可以直接向装置100发送中继建立请求。

图4示出了UE与eNB之间的信令交互过程，可以看出，该信令交互过程与之前在描述装置100的过程中体现的信令交互类似，只是将应用场景限制在了D2D中继通信中。最初，源UE与目的UE之间采用D2D直接链路通信，在链路传输失败的情况下，源UE启动D2D中继模式。即，源UE向装置100发送D2D中继建立请求帧。如前所述，装置100中的发送单元103响应于该请求帧向所有候选UE发送能量信息采集请求帧。候选UE接收到能量信息采集请求后，向装置100发送能量信息采集响应帧，以至少向装置100报告其当前能量信息。随后，装置100的确定单元根据历史能量信息和当前能量信息例如采用ARMA模型来选择作为中继通信设备的UE。发送单元103将有关中继建立的信息、即中继确认帧分别发送至源UE、被选择的中继UE和目的UE。有关中继建立的信息(中继确认帧)例如可以包括D2D标识。

接下来，收到中继确认帧后，源UE在开始数据通信时发送D2D中继请求帧至装置100。通过上述源和中继通信设备功率分配方法，确定单元102确定源UE和中继UE的发射功率。发送单元103可以通过控制信令将功率分配命令帧发送至源UE和中继UE。此外，发送单元103还可以通过控制信令向源UE和中继UE发送资源分配信息。作为一个示例，发送单元103还可以向目的UE发送报告功率信令，以将功率(和资源)分配信息告知目的UE。此后，D2D中继通信开始。

综上所述，根据本申请的装置100通过根据候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息来选择中继通信设备，能够选择出最优的中继集合，有效提高网络效率，延长网络生命周期。此外还可以通过优化源通信设备与中继通信设备之间的功率分配，来降低网络能量消耗，进一步延长网络生命周期。

<第二实施例>

图5示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的装置200的结构框图，装置200包括：接收单元201，被配置为接收来自控制节点的能量信息采集请求；检测单元202，被配置为响应于所述能量信息采集请求检测装置200所在的电子设备的当前能量信息值；以及发送单元203，被配置为将检测的当前能量信息值发送到控制节点。

在一个示例中，发送单元203还可以被配置为向控制节点发送中继建立请求或中继请求。例如，当装置200所在的电子设备需要进行中继通信时，发送单元203可以发送中继建立请求。而当控制节点选择好中继链路并通知了该电子设备时，发送单元203可以发送中继请求，以请求开始中继通信。

此外，接收单元201可以被配置为接收来自控制节点的关于中继建立的信息。例如，当电子设备自身作为源通信设备时，或者作为被控制节点选定的中继通信设备或者作为目的通信设备时，接收单元201将接收该信息。

返回参照图5，如图中的虚线框所示，在另一个示例中，装置200还包括：存储单元204，被配置为存储电子设备的历史能量信息值，其中，发送单元203还被配置为将历史能量信息值发送到控制节点。在这种情况下，装置200可以向控制节点提供当前能量信息和历史能量信息两者。

作为示例，装置200可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)，还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外，装置200可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。

如上所述，根据该实施例的装置200可以响应于能量信息采集请求来向控制节点提供装置200所对应的电子设备的能量信息值。

<第三实施例>

图6示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的装置300的结构框图，与图5相比，装置300还包括：确定单元301，被配置为在电子设备为源通信设备时获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备，其中，发送单元203还被配置为向一个或更多个中继通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

其中，确定单元301与第一实施例中描述的确定单元102具有相同的结构和功能。换言之，在该实施例中，对中继通信设备的选择由源通信设备侧来进行。

作为一个示例，发送单元203还被配置为向候选通信设备发送能量信息采集请求，并且接收单元201还被配置为接收来自候选通信设备的能量信息采集响应。能量信息采集响应可以包括相应候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息。

确定单元301可以被配置为采用时间序列预测模型基于历史能量信息以及当前能量信息来预测下一个时间点各个候选通信设备的能量值，并将能量值最大的前N个候选通信设备确定作为中继通信设备，N≥1。

如前所述，时间序列预测模型包括但不限于自回归(AR)模型、自回归滑动平均(ARMA)模型、滑动平均(MA)模型、非参数自回归滑动平均(FARMA)模型等。

此外，确定单元301还可以被配置为确定电子设备和中继通信设备的发射功率，以使得在满足QoS条件下总能耗最小，并且发送单元203还被配置为将所确定的发射功率的信息发送至中继通信设备。例如，确定单元301可以使用拉格朗日乘子法进行发射功率的确定。在一个示例中，发送单元203还被配置为向中继通信设备发送资源分配信息。

如前所述，在D2D中继通信的场景下，有关中继建立的信息可以包括D2D标识。

以上有关确定单元301的细节可以参照第一实施例中对确定单元102的描述，在此不再重复。

<第四实施例>

在上文的实施方式中描述用于无线通信的装置的过程中，显然还公开了一些处理或方法。下文中，在不重复上文中已经讨论的一些细节的情况下给出这些方法的概要，但是应当注意，虽然这些方法在描述用于无线通信的装置的过程中公开，但是这些方法不一定采用所描述的那些部件或不一定由那些部件执行。例如，用于无线通信的装置的实施方式可以部分地或完全地使用硬件和/或固件来实现，而下面讨论的用于无线通信的方法可以完全由计算机可执行的程序来实现，尽管这些方法也可以采用用于无线通信的装置的硬件和/或固件。

图7示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信的方法的流程图，该方法包括如下步骤：接收来自源通信设备的中继建立请求(S11)；获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备(S12)；以及向该一个或更多个中继通信设备、源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息(S13)。

作为一个示例，在步骤S12中，响应于中继建立请求来向候选通信设备发送能量信息采集请求，并接收来自候选通信设备的能量信息采集响应。其中，能量信息采集响应可以包括相应候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息。

可替选地，能量信息采集响应包括相应候选通信设备的当前能量信息，在这种情况下，如图7的虚线框所示，上述方法还包括步骤S14：将所获取的当前能量信息与获取时间和相应候选通信设备的标识相关联地存储。并且，在步骤S12中，基于所获取的当前能量信息和之前存储的相应候选通信设备的历史能量信息来确定中继通信设备。

作为一个示例，在步骤S12中，可以采用时间序列预测模型基于历史能量信息和当前能量信息来预测下一个时间点各个候选通信设备的能量值，并将能量值最大的前N个候选通信设备确定作为中继通信设备，N≥1。

时间序列预测模型例如可以是自回归模型、自回归滑动平均模型、滑动平均模型、非参数自回归滑动平均模型中的一个。

在D2D中继通信网络的场景下，在步骤S13中发送的有关中继建立的信息例如可以包括D2D标识。当然，该方法应用的场景并不限于此，且该信息的配置也不限于此。

该方法通过基于候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息来进行中继通信设备的选择，可以对中继链路进行优化，提高通信效率，延长网络生命周期。

返回参照图7，上述方法还可以包括如下步骤：接收来自源通信设备的中继请求(S15)；确定源通信设备和中继通信设备的发射功率，以使得在满足QoS条件下总能耗最小(S16)；将所确定的发射功率的信息分别发送至源通信设备和中继通信设备(S17)。

此外，在步骤S17中还可以向源通信设备和中继通信设备发送资源分配信息。

在一个示例中，在步骤S16中使用拉格朗日乘子法进行发射功率的确定。

该方法通过优化源通信设备和中继通信设备之间的功率分配，在满足QoS要求的条件下有效地降低了网络能量消耗，进一步延长了网络生命周期。

图8示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信的方法的流程图，包括如下步骤：接收来自控制节点的能量信息采集请求(S21)；响应于能量信息采集请求检测执行该方法的电子设备的当前能量信息值(S22)；以及将检测的当前能量信息值发送到控制节点(S23)。

在一个示例中，该方法还可以包括步骤S24(如图8的虚线框所示)：存储该电子设备的历史能量信息值，在这种情况下，在步骤S23中还将历史能量信息值发送至控制节点。

此外，如图8中的虚线框所示，在控制节点选定该电子设备作为中继通信设备时，该方法还包括如下步骤S25：接收来自控制节点的关于中继建立的信息。

虽然图8中未示出，但是当电子设备作为源通信设备时，将执行向控制节点发送中继建立请求的步骤。并且当控制节点选定中继链路时，执行接收来自控制节点的关于中继建立的信息的步骤以及发送中继请求以开始中继通信的步骤。

作为另一个示例，在电子设备作为源通信设备的上述情况下，还可以由电子设备而非控制节点来执行中继通信设备的选择。即，执行如下步骤：获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及向一个或更多个中继通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

其中，可以通过向候选通信设备发送能量信息采集请求并且接收来自候选通信设备的能量信息采集响应来获取所需的能量信息。能量信息采集响应可以包括相应候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息。

在一个示例中，可以采用时间序列预测模型基于历史能量信息以及当前能量信息来预测下一个时间点各个候选通信设备的能量值，并将能量值最大的前N个候选通信设备确定作为中继通信设备，N≥1。

如前所述，时间序列预测模型包括但不限于自回归模型、自回归滑动平均模型、滑动平均模型、非参数自回归滑动平均模型等。

此外，还可以执行如下步骤：确定电子设备和中继通信设备的发射功率，以使得在满足QoS条件下总能耗最小；以及将所确定的发射功率的信息发送至中继通信设备。

例如，可以使用拉格朗日乘子法进行发射功率的确定。此外，还可以向中继通信设备发送资源分配信息。

在D2D中继通信的场景下，有关中继建立的信息可以包括D2D标识。

注意，上述各个方法可以结合或单独使用，其细节在第一至第三实施例中已经进行了详细描述，在此不再重复。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者其组合的形式实现，这是本领域的技术人员在阅读了本发明的描述的情况下利用其基本电路设计知识或者基本编程技能就能实现的。

本领域的技术人员可以理解，上文所述的装置中的例如确定单元、存储单元、检测单元等，可以由一个或更多个处理器来实现，而例如接收单元、发送单元等，可以由天线、滤波器、调制解调器及编解码器等电路元器件实现。

因此，本发明还提出了一种电子设备(1)，包括：一种电路，被配置为：接收来自源通信设备的中继建立请求；获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及向该一个或更多个中继通信设备、源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

本发明还提出了一种电子设备(2)，包括：一种电路，被配置为：接收来自控制节点的能量信息采集请求；响应于能量信息采集请求检测该电子设备的当前能量信息值；以及将检测的当前能量信息值发送到控制节点。

而且，本发明还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。

相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。

在通过软件或固件实现本发明的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图9所示的通用计算机900)安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。

在图9中，中央处理单元(CPU)901根据只读存储器(ROM)902中存储的程序或从存储部分908加载到随机存取存储器(RAM)903的程序执行各种处理。在RAM903中，也根据需要存储当CPU901执行各种处理等等时所需的数据。CPU901、ROM902和RAM903经由总线904彼此连接。输入/输出接口905也连接到总线904。

下述部件连接到输入/输出接口905：输入部分906(包括键盘、鼠标等等)、输出部分907(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分908(包括硬盘等)、通信部分909(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分909经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器910也可连接到输入/输出接口905。可移除介质911比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器910上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分908中。

在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可移除介质911安装构成软件的程序。

本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图9所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可移除介质911。可移除介质911的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM902、存储部分908中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。

还需要指出的是，在本发明的装置、方法和系统中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (24)

1.一种用于无线通信的装置，包括：

接收单元，被配置为接收来自源通信设备的中继建立请求；

确定单元，被配置为获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及

发送单元，被配置为向所述一个或更多个中继通信设备、所述源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述发送单元还被配置为响应于所述中继建立请求而向所述候选通信设备发送能量信息采集请求，并且所述接收单元还被配置为接收来自所述候选通信设备的能量信息采集响应。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述能量信息采集响应包括相应候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述能量信息采集响应包括相应候选通信设备的当前能量信息，所述装置还包括：

存储单元，被配置为将所获取的当前能量信息与获取时间和相应候选通信设备的标识相关联地存储，

其中，所述确定单元被配置为从所述存储单元获取所述候选通信设备的历史能量信息。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述确定单元被配置为采用时间序列预测模型基于所述历史能量信息以及当前能量信息来预测下一个时间点各个候选通信设备的能量值，并将能量值最大的前N个候选通信设备确定作为所述中继通信设备，N≥1。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述时间序列预测模型为自回归模型、自回归滑动平均模型、滑动平均模型、非参数自回归滑动平均模型中的一个。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述有关中继建立的信息包括D2D标识。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接收单元还被配置为接收来自所述源通信设备的中继请求，所述确定单元还被配置为确定所述源通信设备和所述中继通信设备的发射功率，以使得在满足QoS条件下总能耗最小，并且所述发送单元被配置为将所确定的发射功率的信息分别发送至所述源通信设备和所述中继通信设备。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述发送单元还被配置为向所述源通信设备和所述中继通信设备发送资源分配信息。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述确定单元使用拉格朗日乘子法进行所述发射功率的确定。

11.一种用于无线通信的装置，包括：

接收单元，被配置为接收来自控制节点的能量信息采集请求；

检测单元，被配置为响应于所述能量信息采集请求检测所述装置所在的电子设备的当前能量信息值；以及

发送单元，被配置为将检测的所述当前能量信息值发送到所述控制节点。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括：

存储单元，被配置为存储所述电子设备的历史能量信息值，

其中，所述发送单元还被配置为将所述历史能量信息值发送到所述控制节点。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述发送单元还被配置为向所述控制节点发送中继建立请求或中继请求。

14.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述接收单元还被配置为接收来自所述控制节点的关于中继建立的信息。

15.根据权利要求11或12所述的装置，还包括：

确定单元，被配置为在所述电子设备为源通信设备时获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备，

其中，所述发送单元还被配置为向所述一个或更多个中继通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述发送单元还被配置为向所述候选通信设备发送能量信息采集请求，并且所述接收单元还被配置为接收来自所述候选通信设备的能量信息采集响应。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述能量信息采集响应包括相应候选通信设备的历史能量信息和当前能量信息。

18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述确定单元被配置为采用时间序列预测模型基于所述历史能量信息以及当前能量信息来预测下一个时间点各个候选通信设备的能量值，并将能量值最大的前N个候选通信设备确定作为所述中继通信设备，N≥1。

19.根据权利要求15所述的装置，其中，所述有关中继建立的信息包括D2D标识。

20.根据权利要求15所述的装置，其中，所述确定单元还被配置为确定所述电子设备和所述中继通信设备的发射功率，以使得在满足QoS条件下总能耗最小，并且所述发送单元还被配置为将所确定的发射功率的信息发送至所述中继通信设备。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述发送单元还被配置为向所述中继通信设备发送资源分配信息。

22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述确定单元使用拉格朗日乘子法进行所述发射功率的确定。

23.一种用于无线通信的方法，包括：

接收来自源通信设备的中继建立请求；

获取作为中继候选的候选通信设备的历史能量信息以及当前能量信息，并基于所获取的信息确定要作为中继的一个或更多个中继通信设备；以及

向所述一个或更多个中继通信设备、所述源通信设备以及目的通信设备发送有关中继建立的信息。

24.一种用于无线通信的方法，包括：

接收来自控制节点的能量信息采集请求；

响应于所述能量信息采集请求检测执行所述方法的电子设备的当前能量信息值；以及

将检测的所述当前能量信息值发送到所述控制节点。