CN106936478B - 一种能量传输激励方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种能量传输激励方法及装置，该方法包括：在当前周期开始的时隙，获取控制器通信范围内的各用户设备在当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态，在当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。在本发明实施例中，通过获取各用户设备在当前周期的前一周期的设备标记状态，在当前周期向奖励状态的用户设备传输能量，能够及时给予上一周期内被标记为服务状态和/或待奖励状态的用户设备能量补偿，从而有效激励用户设备参与设备间通信，帮助分担无线接入网的内容传输流量，降低无线接入网的流量负载。

Description

一种能量传输激励方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种能量传输激励方法及装置。
背景技术
近年来，用户对移动数据业务的需求量呈爆炸式增长，而通信网络的成本则需要进一步减小。到2020年，全球移动业务数据总量将比2010年增长1000倍，而网络的频谱效率和成本效率将比第四代移动通信网络提升百倍以上。为了应对以上挑战，基于内容缓存的设备间通信技术作为第五代移动通信系统的一种重要实现技术受到业界的广泛关注。这种方式的优点在于：部分用户请求内容不需要通过无线接入网传输，可以直接从周围用户设备的缓存中通过设备间通信的方式获得，能减轻无线接入网负载，能提升系统吞吐量，降低网络成本。
然而，由于大多数用户设备基于电池供电,可用电量有限,考虑到用户设备的自私性，缺乏消耗自身电池电量帮助分担无线接入网内容传输流量的动机，所以，现有的基于内容缓存的设备间通信技术对系统吞吐量的提升，受限于用户设备有限的电池电量。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种能量传输激励方法及装置，通过对参与设备间通信的用户设备进行能量补偿，能够实现有效激励用户设备参与设备间通信，帮助分担无线接入网的内容传输流量。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种能量传输激励方法，应用于控制器，所述方法包括：
在当前周期开始的时隙，获取控制器通信范围内的各用户设备在当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，该设备标记状态包括：待奖励状态、服务状态、奖励状态、普通状态，其中，待奖励状态为服务状态的用户设备在当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态，服务状态为与控制器建立合作、能够参与设备间通信的用户设备的设备标记状态，奖励状态为用户设备接收能量奖励时的设备标记状态，普通状态为控制器通信范围内的各用户设备中，除服务状态的用户设备、奖励状态的用户设备、待奖励状态的用户设备之外的用户设备的设备标记状态；
将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态；
在当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
可选的，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量包括：
在当前周期的下行传输阶段，发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
可选的，本发明实施例的一种能量传输激励方法还包括：
在上行传输阶段，接收到普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，判断第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值，其中，第一用户设备为普通状态的用户设备中的任一个用户设备；
在电池电量大于预设电量门限值时，通过公式
计算第一用户设备缓存内容的流行度，其中，pj为将所有缓存内容按访问次数由高到低排序、访问次数排在第j位的缓存信息的流行度，N为缓存内容的内容总数，c为常数且大于0，j为大于或等于1的自然数，n为访问次数排在第j位的缓存内容；
在第一用户设备缓存内容的流行度之和大于流行度门限值时，选择第一用户设备为建立合作的用户设备，并将第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态。
可选的，在选择第一用户设备为建立合作的用户设备，并将第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态之后，本发明实施例的能量传输激励方法还包括：
在接收到普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，在下行传输阶段，获取缓存有该内容的多个服务状态的用户设备并获取对应的位置信息及普通状态的用户设备的位置信息；
计算普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离；
在存在至少两个与普通状态的用户设备的距离小于距离门限值的服务状态的用户设备时，选择至少两个服务状态的用户设备中的任一用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信；
在多个服务状态的用户设备没有缓存内容或者普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备之间的距离均大于距离门限值时，选择与普通状态的用户设备距离最近的无线接入节点进行通信。
可选的，选择距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的任一用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信，包括：
选择距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的第二用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信，其中，第二用户设备为与普通状态的用户设备距离最近的用户设备。
可选的，在当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量之前，本发明实施例的能量传输激励方法还包括：
在当前周期的前一周期结束的时隙，接收到奖励状态的用户设备发送的请求保持奖励状态的请求指令时，判断奖励状态的用户设备的设备标记状态连续为奖励状态的周期数是否小于周期数门限值；
若周期数小于或等于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙将奖励状态的用户设备的设备标记状态仍标记为奖励状态，并将奖励状态的用户设备的周期数加1；
若周期数大于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙，将奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为普通状态，并且将周期数设置为0。
另一方面，本发明实施例提供了一种能量传输激励装置，应用于控制器，所述装置包括：
设备标记状态获取模块，用于在当前周期开始的时隙，获取控制器通信范围内的各用户设备在当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，该设备标记状态包括：待奖励状态、服务状态、奖励状态、普通状态，其中，待奖励状态为服务状态的用户设备在当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态，服务状态为与控制器建立合作、能够参与设备间通信的用户设备的设备标记状态，奖励状态为用户设备接收能量奖励时的设备标记状态，普通状态为控制器通信范围内的各用户设备中，除服务状态的用户设备、奖励状态的用户设备、待奖励状态的用户设备之外的用户设备的设备标记状态；
设备标记状态标记模块，用于将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态；
能量传输模块，用于在当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
可选的，能量传输模块，具体用于在当前周期的下行传输阶段，发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
可选的，本发明实施例的能量传输激励装置还包括：
判断模块，用于在上行传输阶段，接收到普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，判断第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值，其中，第一用户设备为普通状态的用户设备中的任一个用户设备；
流行度计算模块，用于在电池电量大于预设电量门限值时，通过公式
计算第一用户设备缓存内容的流行度，其中，pj为将所有缓存内容按访问次数由高到低排序、访问次数排在第j位的缓存信息的流行度，N为缓存内容的内容总数，c为常数且大于0，j为大于或等于1的自然数，n为访问次数排在第j位的缓存内容；
相应的，设备标记状态标记模块，还用于在第一用户设备缓存内容的流行度之和大于流行度门限值时，选择第一用户设备为建立合作的用户设备，并将第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态。
可选的，本发明实施例的能量传输激励装置，还包括：
位置信息获取模块，用于在接收到普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，在下行传输阶段，获取缓存有内容的多个服务状态的用户设备并获取对应的位置信息及普通状态的用户设备的位置信息；
距离计算模块，用于计算普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离；
调用模块，用于在存在至少两个与普通状态的用户设备的距离小于距离门限值的服务状态的用户设备时，选择至少两个服务状态的用户设备中的任一用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信；
在多个服务状态的用户设备没有缓存内容或者普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备之间的距离均大于距离门限值时，选择与普通状态的用户设备距离最近的无线接入节点进行通信。
可选的，调用模块，还具体用于选择距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的第二用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信，其中，第二用户设备为与普通状态的用户设备距离最近的用户设备。
可选的，本发明实施例的能量传输激励装置，还包括：
周期数判断模块，用于在当前周期的前一周期结束的时隙，接收到奖励状态的用户设备发送的请求保持奖励状态的请求指令时，判断奖励状态的用户设备的设备标记状态连续为奖励状态的周期数是否小于周期数门限值；
若周期数小于或等于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙将奖励状态的用户设备的设备标记状态仍标记为奖励状态，并将奖励状态的用户设备的周期数加1；
若周期数大于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙，将奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为普通状态，并且将周期数设置为0。
本发明实施例提供的一种能量传输激励方法及装置，通过获取各用户设备在当前周期的前一周期的设备标记状态，在当前周期向奖励状态的用户设备传输能量，能够及时给予上一周期内被标记为服务状态和/或待奖励状态的用户设备能量补偿，从而有效激励用户设备参与设备间通信，帮助分担无线接入网的内容传输流量，降低无线接入网的流量负载。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的一种C-RAN系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的一种能量传输激励方法的流程图；
图3为本发明实施例的一种能量传输激励方法应用于用户设备的结构图；
图4为本发明实施例的一种能量传输激励方法中各个设备标记状态的状态转移示意图；
图5为本发明实施例的一种能量传输激励装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种能量传输激励方法及装置，通过对参与设备间通信的用户设备的进行能量补偿，能够实现有效激励用户设备参与设备间通信，帮助分担无线接入网的内容传输流量。
需要说明的是，本发明实施例的一种能量传输激励方法及装置可以用于多种网络系统，例如，C-RAN(Cloud Radio Access Network，云无线接入网)系统、H-C-RAN(Heterogeneous Cloud Radio Access Network，异构云接入网)系统、蜂窝网络。下面，以C-RAN系统为例对本发明实施例进行介绍，如图1所示，为现有的一种C-RAN系统的结构示意图。
该系统至少可以包括：BBU(Building Base band Unit，基带处理单元)池101、去程链路102、RRH(Remote Radio Head，射频拉远头)103、用户设备集合104、无线信道105，其中，用户设备集合104中可以包括多个用户设备，BBU池101与RRH103通过去程链路102建立通信，RRH103与用户设备集合104通过无线信道105建立通信，用户设备集合104中的各用户设备之间通过无线信道105建立通信。
本发明实施例的一种能量传输激励方法及装置可以应用于控制器，该控制器可以部署在BBU池101中。
下面首先对本发明实施例提供的一种能量传输激励方法进行介绍，如图2所示，为本发明实施例的一种能量传输激励方法的流程图，所述的方法可以包括：
S201，在当前周期开始的时隙，获取控制器通信范围内的各用户设备在当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，该设备标记状态包括：待奖励状态、服务状态、奖励状态、普通状态，其中，待奖励状态为服务状态的用户设备在当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态，服务状态为与控制器建立合作、能够参与设备间通信的用户设备的设备标记状态，奖励状态为用户设备接收能量奖励时的设备标记状态，普通状态为控制器通信范围内的各用户设备中，除服务状态的用户设备、奖励状态的用户设备、待奖励状态的用户设备之外的用户设备的设备标记状态。
首先，控制器可以在本地保存有各设备标记状态列表，然后获取通信范围内的所有用户设备的设备信息，将各用户设备的设备信息保存在对应的设备标记状态列表中，每种设备标记状态中可以保存多个用户设备的设备信息。其中，该设备信息可以包括：所有用户设备的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址、IP地址，该用户设备可以是笔记本计算机、还可以是手机、掌上电脑，这里不作限定，凡是能够进行无线通信的设备都应当属于本发明实施例所述的用户设备，这里的设备信息是为了有效区分各个用户设备。
在实施本发明实施例的一种能量传输激励方法的起始阶段，控制器可以将所有通信范围内的用户设备的设备信息保存在普通状态列表中，假设，在实施本发明实施例的一种能量传输激励方法的起始阶段，控制器与通信范围内的用户设备都没有建立合作，那么，将控制器范围内的所有用户设备都标记为普通状态，然后，可以将所有用户设备的设备信息保存在普通状态列表中，例如，在图1所示的结构示意图中，用户设备集合104中包括的用户设备1041、用户设备1042、用户设备1043、用户设备1044在起始阶段均为普通状态，则将用户设备1041的设备信息、用户设备1042的设备信息、用户设备1043的设备信息、用户设备1044的设备信息都保存在普通状态列表中。
在实施本发明实施例的方法的某一周期的前一周期结束的时隙，控制器通信范围内的各用户设备均具有对应的设备标记状态，那么，在当前周期开始的时隙，可以获取该设备标记状态。
需要说明的是，本发明实施例的周期可以根据实际应用进行设置，可以包括至少1个时隙，这里不作限定，其中，时隙指的是时间间隔。
具体地，在本发明实施例中，待奖励状态为服务状态的用户设备在当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态包括：
在当前周期的前一周期结束的时隙，将服务状态的用户设备的设备标记状态更换为待奖励状态，或者
在当前周期的前一周期内的任一时隙，接收到服务状态发送的请求更换状态的指令时，将服务状态的用户设备的设备标记状态更换为待奖励状态，应当理解的是，该请求更换状态的指令是由于该服务状态的用户设备的电量不足而相应产生的指令。
S202，将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态。
具体地，将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态可以是：将待奖励状态列表中的该用户设备的设备信息转移到奖励状态列表中。
通过上述步骤，能够将当前周期的前一周期中处于服务状态和/或待奖励状态的用户设备的设备标记状态在当前周期开始的时隙及时更换为奖励状态，以实现在后续步骤中及时向奖励状态的用户设备传输能量。
在本发明实施例中，假设当前周期是第十周期，当前周期的前一周期是第九周期。
在第九周期开始的时隙之后，用户设备1041的设备标记状态为普通状态，用户设备1042的设备标记状态为服务状态，用户设备1043的设备标记状态为服务状态，用户设备1044的设备标记状态为奖励状态。
在第九周期内的任一时隙，接收到用户设备1043发送的请求更换状态的指令时，将用户设备1043的设备标记状态更换为待奖励状态，并将用户设备1043的设备信息转移到待奖励状态列表中。
在第九周期结束的时隙，将用户设备1042的设备标记状态更换为待奖励状态，并将用户设备1042的设备信息转移到待奖励状态列表中。
在第十周期开始的时隙，将用户设备1042的设备标记状态更换为奖励状态，并将用户设备1043的设备标记状态更换为奖励状态。
可以理解的是，这里的待奖励状态可以作为服务状态与奖励状态之间的过渡状态，有利于对用户设备能量激励的管理。具体的，在下一个周期开始之前，服务状态的用户设备的设备标记状态只会更换为待奖励状态，不会直接更换为奖励状态，因此，奖励状态的用户设备的数量在下一个周期开始之前不会改变。
S203，在当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
需要强调的是，为了方便对用户设备能量激励的管理，在向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量，是在当前周期的整个周期内传输能量。
具体地，控制器可以首先获取该奖励状态的用户设备的设备信息，然后根据设备信息向该用户设备发送一条准备接收能量的指令，使该用户设备准备接收能量，然后再进行能量传输。
例如，在图1所示的C-RAN系统的结构示意图，控制器可以通过RRH103向该用户设备发送一条准备接收能量的指令，使该用户设备准备接收能量，然后再进行能量传输。
应当理解的是，控制器是通过向该奖励状态的用户设备发送无线射频信号实现传输能量的。
其中，控制器可以通过公式
xm＝xm,I+xE
计算该无线射频信号，xm为第m个无线接入节点发送的无线射频信号信号，xm,I为该无线射频信号中承载信息的信号，xE为预设的能量信号，该能量信号可以是一种伪随机序列的信号。
通过本发明实施例的一种能量传输激励方法，能够及时给予上一周期内设备标记状态为服务状态和/或待奖励状态的用户设备能量补偿，从而有效激励用户设备参与设备间通信，帮助分担无线接入网的内容传输流量，降低无线接入网的流量负载。
在本发明实施例的一种可能的实现方式中，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量包括：
在当前周期的下行传输阶段，发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
具体地，控制器首先向该用户设备发送一条准备接收能量的指令，使该用户设备准备接收能量，然后向该用户设备发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，该奖励状态用户设备，将接收到的无线射频信号输入整流设备，经过整流设备将该无线射频信号能量转化为电能，并存储在自身电池中。
为了更清楚的说明本发明实施例的一种能量传输激励方法，下面，结合图1和图3进行说明，如图3所示，为本发明实施例的一种能量传输激励方法应用于用户设备的结构图，该用户设备至少包括：接收模块301、切换模块302、整流模块303、电池304、信号处理模块305。
在图1所示的C-RAN系统的结构示意图，控制器通过无线接入节点103分别向用户设备1042和用户设备1043发送一条准备接收能量的指令，然后控制无线接入节点103发送同时承载有信息和能量的无线射频信号。用户设备1042的接收模块301在接收到该准备接收能量的指令后，该用户设备的切换模块302将接收模块301连接至整流模块303，然后，在整流模块303中将无线接入节点103发送的无线射频信号转化为电能，再存储在电池304中。
由于该无线射频信号是承载有信息和能量的无线射频信号，用户设备在接收到无线射频信号后，可以移交给信号处理模块305，转化为频带信号并解码出所需信息，也可以移交给整流模块303，将射频信号的信号能量转化为电能使用，这应当是允许的。
通过上述步骤，可以在一个周期内，传输能量的次数尽可能多，从而尽可能多的增加用户设备的电池电量，提高用户参与设备间通信的积极性。
在本发明实施例中，为了重点说明本发明实施例的用户设备接收能量的过程，没有对用户设备的其他模块进行说明，但并不能说明该用户设备仅包括上述模块，该用户设备还应当包括CPU、内存模块等其他模块，这应当是允许的。
具体地，在将无线射频信号转化为电能时，可以通过公式
计算转化为电能的电量，其中，c表示奖励状态的用户设备的标号，Pc表示标号为c的奖励状态的用户设备获得的直流电能，η为常数，表示将射频信号能量转化为直流电能的能量转化效率，0≤η≤1，hmc表示第m个无线接入节点与标号为c的奖励状态设备之间的信道衰落系数，gac表示标号为a的服务状态设备与标号为c的奖励状态设备之间的信道衰落系数，sa表示标号为a的服务状态设备发送的无线射频信号，该信号承载了与其进行设备间通信的普通状态的用户设备的请求缓存内容，zc表示标号为c的奖励状态设备处的接收噪声，|| ||2表示求二阶范数操作。
在实施本发明实施例的能量传输激励方法的过程中，上述的各设备标记状态之间在不同的周期或时隙是可以进行相互转化的。下面介绍本发明实施例的普通状态的用户设备的设备标记状态更换为服务状态的方法，该方法可以包括：
第一步，在上行传输阶段，接收到普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，判断第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值，其中，第一用户设备为普通状态的用户设备中的任一个用户设备。
首先，需要强调的是，本发明实施例中的普通状态的用户设备可以有多个，图1所示的C-RAN系统的结构示意图中，为了方便说明本发明实施例，示出了1个普通状态的用户设备1041。
控制器在接收到普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，首先获取该第一用户设备的电池电量，判断第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值。
这里，设置预设电量门限值是为了筛选出电池电量比较充足的用户设备，保证控制器与该第一用户设备建立合作后能够合作较长的时间，其中，预设电量门限值是在实际应用中预先设置的。
第二步，在电池电量大于预设电量门限值时，通过公式
计算第一用户设备缓存内容的流行度，其中，pj为将所有缓存内容按访问次数由高到低排序、访问次数排在第j位的缓存信息的流行度，N为缓存内容的内容总数，c为常数且大于0，j为大于或等于1的自然数，n为访问次数排在第j位的缓存内容。
需要说明的是，流行度门限值是在实际应用中，根据实际需要预先进行设置的。
通过确定建立合作的用户设备，能够在预设区域内筛选出愿意分享自身缓存的用户设备，用来分担系统数据传输业务的流量，提高本发明实施例的能量传输激励方法的使用效果，降低无线接入网的流量负载。
第三步，在第一用户设备缓存内容的流行度之和大于流行度门限值时，选择第一用户设备为建立合作的用户设备，并将第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态。
具体地，控制器在选择该第一用户设备建立合作时，可以将该用户设备的设备信息从普通状态列表中转移到服务状态列表中，从而可以实现将该第一用户设备的设备标记状态转换为服务状态。
通过判断该第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值和缓存内容的流行度之和是否流行度门限值，能够筛选出符合预设电量门限值要求和流行度门限值要求的用户设备，提高本发明实施例的能量传输激励方法的使用效果，降低无线接入网的流量负载。
在实施本发明实施例的能量传输激励方法的过程中，服务状态的用户设备可以通过设备间通信共享自身缓存的内容，从而实现帮助分担无线接入网的内容传输流量。
下面，介绍实施本发明实施例的能量传输激励方法的又一种可能的实施方式，控制器在选择第一用户设备为建立合作的用户设备，并将第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态之后，该方法可以包括：
第一步，在接收到普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，在下行传输阶段，获取缓存有该内容的多个服务状态的用户设备并获取对应的位置信息及普通状态的用户设备的位置信息。
其中，控制器获取缓存有该内容的多个服务状态的用户设备时，获取的是与该多个服务状态的用户设备对应的设备信息。
控制器在接收到普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，首先从服务状态列表中获取各用户设备的设备信息，然后根据设备信息发送查询指令，查询缓存有该内容的用户设备，再获取缓存有该内容的用户设备的设备信息。最后发送位置查询指令，获取该普通状态的用户设备的位置信息和缓存有该内容的用户设备的位置信息。
为了更清楚的说明本发明实施例，这里举例说明：
假设，普通状态的用户设备为用户设备A、服务状态的用户设备有用户设备B、用户设备C、用户设备D、用户设备E、用户设备F，用户设备B缓存有图像2、用户设备C缓存有图像1、用户设备D缓存有图像3、用户设备E缓存有图像1、用户设备F缓存有图像1。
用户设备A发送的请求指令请求的是图像1，控制器在接收到该请求指令后，首先从多个服务状态的用户设备中获取缓存有图像1的用户设备C的设备信息、用户设备E的设备信息、用户设备F的设备信息，然后，根据各设备信息，分别发送位置查询指令给用户设备A、用户设备C、用户设备E、用户设备F，最后获取用户设备A、用户设备C、用户设备E、用户设备F分别对应的位置信息。
第二步，计算普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离。
其中，计算普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离可以通过现有的计算距离的方式进行计算，可以是平面距离，也可以空间距离。这里不作限定。
第三步，在存在至少两个与普通状态的用户设备的距离小于距离门限值的服务状态的用户设备时，选择至少两个服务状态的用户设备中的任一用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信。
其中，距离门限值可以根据实际需求进行设置，这里不作限定，需要说明的是，距离门限值为普通状态的用户设备与服务状态的用户设备之间的空间距离的门限值。
假设，计算得到的用户设备A与用户设备C的距离为10m，用户设备A与用户设备E的距离为15m，用户设备A与用户设备F的距离为7m，距离门限值为20m，则控制器可以选择用户设备C、用户设备E、用户设备F中的任一个用户设备与用户设备A建立设备间通信。
通过上述步骤，可以使控制器选择小于距离门限值的任一用户进行设备间通信，可以增加普通状态的用户设备的可选择性，提高设备间通信的发生概率，通过基于缓存的设备间通信来分担无线接入网的内容传输流量，从而降低无线接入网的流量负载。
第四步，在多个服务状态的用户设备没有缓存内容或者普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备之间的距离均大于距离门限值时，选择与普通状态的用户设备距离最近的无线接入节点进行通信。
通过本步骤，在普通状态的用户设备无法通过设备间通信从服务状态的用户设备获取需要的内容时，可以通过无线接入节点获取需要的内容，从而保证普通状态的用户设备能够及时获取到需要的内容。
例如，在图1所示的C-RAN系统的结构示意图中，普通状态的用户设备1041可以通过RRH103与服务状态的用户设备1042建立设备间通信，获取需要的内容，或者通过RRH103从BBU池101中获取需要的内容。
在本发明实施例的又一种可能的实施方式中，为了降低普通状态的用户设备与服务状态的用户设备之间的信号衰落，减少信号传输的时间开销，可以在选择距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的任一用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信时，选择距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的第二用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信，其中，第二用户设备为与普通状态的用户设备距离最近的用户设备。
具体地，为了更清楚的说明本发明实施例的设备标记状态，下面结合图4进行说明，如图4所示，为本发明实施例的一种能量传输激励方法中各个设备标记状态的状态转移示意图，设备标记状态包括：普通状态401、服务状态402，待奖励状态403和奖励状态404。
普通状态的用户设备在周期中的上行传输阶段，在与控制器建立合作，愿意共享自身缓存信息时，设备标记状态由普通状态401更换为服务状态402，否则其设备标记状态不变。
服务状态的用户设备在周期结束的时隙，设备标记状态由服务状态402更换为待奖励状态403，或者
服务状态的用户设备在周期中的上行传输阶段因电量过低申请退出服务状态，则在该上行传输阶段结束时，设备标记状态由服务状态402更换为待奖励状态403。
待奖励状态的用户设备在周期开始时隙，设备标记状态由待奖励状态403更换为奖励状态404。
奖励状态的用户设备在周期结束的时隙，设备标记状态由奖励状态404更换为普通状态401。
或者奖励状态的用户设备需要继续接收能量传输，并在周期结束的时隙上报给控制器，则其设备标记状态不变。
在本发明实施例的又一种可能的实施方式中，在当前周期的前一周期结束的时隙，当控制器接收到奖励状态的用户设备发送的请求保持奖励状态的请求指令时，可以判断奖励状态的用户设备的设备标记状态连续为奖励状态的周期数是否小于周期数门限值。
其中，控制器可以根据该请求指令识别对应的奖励状态的用户设备的设备信息，然后判断该用户设备保存在奖励状态列表中的周期数。还可以根据接收到该用户设备发送的请求保持奖励状态的请求指令的次数，判断该用户设备的设备标记状态连续为奖励状态的周期数是否小于周期数门限值。
在这里，设置周期数门限值的目的是为了限制奖励状态的用户设备获取能量的周期数，避免奖励状态的用户设备长时间获取能量，占用无线资源，降低信息传输质量。
若周期数小于或等于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙将奖励状态的用户设备的设备标记状态仍标记为奖励状态，并将奖励状态的用户设备的周期数加1。
具体地，控制器在判断该用户设备的设备标记状态连续处于奖励状态的周期数小于或等于周期数门限值后，可以继续将该用户设备的设备信息保存在奖励状态列表中，从而实现保持该用户设备的设备标记状态为奖励状态。
若周期数大于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙，将奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为普通状态，并且将周期数设置为0。
具体地，控制器在判断该用户设备的设备标记状态连续处于奖励状态的周期数大于周期数门限值后，可以将该用户设备的设备信息从奖励状态列表中转移到普通状态列表中，并且将与该用户设备的设备信息对应的连续处于奖励状态地周期数重新设置为0，从而实现将该奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为普通状态，并且实现将周期数设置为0。
通过本发明实施例，能够使得奖励状态的用户设备在有限的周期内获取能量，限制奖励状态的用户设备获取能量的周期，避免奖励状态的用户设备长时间获取能量，占用无线资源，降低信息传输质量。
相应于上述方法实施例，本发明实施例提供了一种能量传输激励装置，应用于控制器，如图5所示，为本发明实施例的一种能量传输激励装置的结构图，所述装置可以包括：
设备标记状态获取模块501，用于在当前周期开始的时隙，获取控制器通信范围内的各用户设备在当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，该设备标记状态包括：待奖励状态、服务状态、奖励状态、普通状态，其中，待奖励状态为服务状态的用户设备在当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态，服务状态为与控制器建立合作、能够参与设备间通信的用户设备的设备标记状态，奖励状态为用户设备接收能量奖励时的设备标记状态，普通状态为控制器通信范围内的各用户设备中，除服务状态的用户设备、奖励状态的用户设备、待奖励状态的用户设备之外的用户设备的设备标记状态。
设备标记状态标记模块502，用于将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态。
能量传输模块503，用于在当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
本发明实施例提供的一种能量传输激励装置，通过获取各用户设备在当前周期的前一周期的设备标记状态，在当前周期向奖励状态的用户设备传输能量，能够及时给予上一周期内被标记为服务状态和/或待奖励状态的用户设备能量补偿，从而有效激励用户设备参与设备间通信，帮助分担无线接入网的内容传输流量，降低无线接入网的流量负载。
具体地，能量传输模块503，具体用于在当前周期的下行传输阶段，发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
具体地，本发明实施例的能量传输激励装置还可以包括：
判断模块，用于在上行传输阶段，接收到普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，判断第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值，其中，第一用户设备为普通状态的用户设备中的任一个用户设备。
流行度计算模块，用于在电池电量大于预设电量门限值时，通过公式
计算第一用户设备缓存内容的流行度，其中，pj为将所有缓存内容按访问次数由高到低排序、访问次数排在第j位的缓存信息的流行度，N为缓存内容的内容总数，c为常数且大于0，j为大于或等于1的自然数，n为访问次数排在第j位的缓存内容；
相应的，设备标记状态标记模块502，还用于在第一用户设备缓存内容的流行度之和大于流行度门限值时，选择第一用户设备为建立合作的用户设备，并将第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态。
具体地，本发明实施例的能量传输激励装置还可以包括：
位置信息获取模块，用于在接收到普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，在下行传输阶段，获取缓存有内容的多个服务状态的用户设备并获取对应的位置信息及普通状态的用户设备的位置信息。
距离计算模块，用于计算普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离。
调用模块，用于在存在至少两个与普通状态的用户设备的距离小于距离门限值的服务状态的用户设备时，选择至少两个服务状态的用户设备中的任一用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信；
在多个服务状态的用户设备没有缓存内容或者普通状态的用户设备分别与多个服务状态的用户设备之间的距离均大于距离门限值时，选择与普通状态的用户设备距离最近的无线接入节点进行通信。
具体地，调用模块，还具体用于选择距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的第二用户设备与普通状态的用户设备进行设备间通信，其中，第二用户设备为与普通状态的用户设备距离最近的用户设备。
具体地，本发明实施例的能量传输激励装置还可以包括：
周期数判断模块，用于在当前周期的前一周期结束的时隙，接收到奖励状态的用户设备发送的请求保持奖励状态的请求指令时，判断奖励状态的用户设备的设备标记状态连续为奖励状态的周期数是否小于周期数门限值；
若周期数小于或等于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙将奖励状态的用户设备的设备标记状态仍标记为奖励状态，并将奖励状态的用户设备的周期数加1；
若周期数大于周期数门限值，则在当前周期开始的时隙，将奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为普通状态，并且将周期数设置为0。
需要说明的是，本发明实施例的能量传输激励装置是应用上述能量传输激励方法的装置，则上述能量传输激励方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。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。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种能量传输激励方法，其特征在于，应用于控制器，所述方法包括：
在当前周期开始的时隙，获取所述控制器通信范围内的各用户设备在所述当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，所述设备标记状态包括：待奖励状态、服务状态、奖励状态、普通状态，其中，所述待奖励状态为服务状态的用户设备在所述当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态，所述服务状态为与所述控制器建立合作、能够参与设备间通信的用户设备的设备标记状态，所述奖励状态为用户设备接收能量奖励时的设备标记状态，所述普通状态为所述控制器通信范围内的各用户设备中，除所述服务状态的用户设备、所述奖励状态的用户设备、所述待奖励状态的用户设备之外的用户设备的设备标记状态；
将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态；
在所述当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量包括：
在所述当前周期的下行传输阶段，发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，向所述设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在上行传输阶段，接收到所述普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，判断所述第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值，其中，所述第一用户设备为所述普通状态的用户设备中的任一个用户设备；
在所述电池电量大于预设电量门限值时，通过公式
计算所述第一用户设备缓存内容的流行度，其中，所述pj为将所有缓存内容按访问次数由高到低排序、所述访问次数排在第j位的缓存信息的流行度，所述N为所述缓存内容的内容总数，所述c为常数且大于0，所述j为大于或等于1的自然数，所述n为所述访问次数排在第j位的所述缓存内容；
在所述第一用户设备缓存内容的流行度之和大于流行度门限值时，选择所述第一用户设备为建立合作的用户设备，并将所述第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在选择所述第一用户设备为建立合作的用户设备，并将所述第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态之后，所述方法还包括：
在接收到所述普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，在下行传输阶段，获取缓存有所述内容的多个服务状态的用户设备并获取对应的位置信息及所述普通状态的用户设备的位置信息；
计算所述普通状态的用户设备分别与所述多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离；
在存在至少两个与所述普通状态的用户设备的距离小于距离门限值的服务状态的用户设备时，选择至少两个服务状态的用户设备中的任一用户设备与所述普通状态的用户设备进行设备间通信；
在所述多个服务状态的用户设备没有缓存所述内容或者所述普通状态的用户设备分别与所述多个服务状态的用户设备之间的距离均大于所述距离门限值时，选择与所述普通状态的用户设备距离最近的无线接入节点进行通信。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择所述距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的任一用户设备与所述普通状态的用户设备进行设备间通信，包括：
选择所述距离小于距离门限值的多个服务状态的用户设备中的第二用户设备与所述普通状态的用户设备进行设备间通信，其中，所述第二用户设备为与所述普通状态的用户设备距离最近的服务状态的用户设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在当前周期开始的时隙，获取所述控制器通信范围内的各用户设备在所述当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态之前，所述方法还包括：
在所述当前周期的前一周期结束的时隙，接收到奖励状态的用户设备发送的请求保持奖励状态的请求指令时，判断所述奖励状态的用户设备的设备标记状态连续为奖励状态的周期数是否小于周期数门限值；
在所述在当前周期开始的时隙，获取所述控制器通信范围内的各用户设备在所述当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态之后，所述方法还包括：
若所述周期数小于或等于所述周期数门限值，则在所述当前周期开始的时隙将所述奖励状态的用户设备的设备标记状态仍标记为奖励状态，并将所述奖励状态的用户设备的周期数加1；
若所述周期数大于所述周期数门限值，则在所述当前周期开始的时隙，将所述奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为普通状态，并且将所述周期数设置为0。
7.一种能量传输激励装置，其特征在于，应用于控制器，所述装置包括：
设备标记状态获取模块，用于在当前周期开始的时隙，获取所述控制器通信范围内的各用户设备在所述当前周期的前一周期结束的时隙的设备标记状态，所述设备标记状态包括：待奖励状态、服务状态、奖励状态、普通状态，其中，所述待奖励状态为服务状态的用户设备在所述当前周期的前一周期内结束设备间通信后的设备标记状态，所述服务状态为与所述控制器建立合作、能够参与设备间通信的用户设备的设备标记状态，所述奖励状态为用户设备接收能量奖励时的设备标记状态，所述普通状态为所述控制器通信范围内的各用户设备中，除所述服务状态的用户设备、所述奖励状态的用户设备、所述待奖励状态的用户设备之外的用户设备的设备标记状态；
设备标记状态标记模块，用于将设备标记状态为待奖励状态的用户设备的设备标记状态更换为奖励状态；
能量传输模块，用于在所述当前周期内，向设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述能量传输模块，具体用于在所述当前周期的下行传输阶段，发送同时承载有信息和能量的无线射频信号，向所述设备标记状态为奖励状态的用户设备传输能量。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断模块，用于在上行传输阶段，接收到所述普通状态的用户设备中的第一用户设备发送的携带有缓存内容信息和电池电量的合作请求信息时，判断所述第一用户设备的电池电量是否大于预设电量门限值，其中，所述第一用户设备为所述普通状态的用户设备中的任一个用户设备；
流行度计算模块，用于在所述电池电量大于预设电量门限值时，通过公式
计算所述第一用户设备缓存内容的流行度，其中，所述pj为将所有缓存内容按访问次数由高到低排序、所述访问次数排在第j位的缓存信息的流行度，所述N为所述缓存内容的内容总数，所述c为常数且大于0，所述j为大于或等于1的自然数，所述n所述为访问次数排在第j位的所述缓存内容；
相应的，所述设备标记状态标记模块，还用于在所述第一用户设备缓存内容的流行度之和大于流行度门限值时，选择所述第一用户设备为建立合作的用户设备，并将所述第一用户设备的设备标记状态更换为服务状态。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
位置信息获取模块，用于在接收到所述普通状态的用户设备发送的请求获取内容的请求指令后，在下行传输阶段，获取缓存有所述内容的多个服务状态的用户设备并获取对应的位置信息及所述普通状态的用户设备的位置信息；
距离计算模块，用于计算所述普通状态的用户设备分别与所述多个服务状态的用户设备中每个用户设备之间的距离；
调用模块，用于在存在至少两个与所述普通状态的用户设备的距离小于距离门限值的服务状态的用户设备时，选择至少两个服务状态的用户设备中的任一用户设备与所述普通状态的用户设备进行设备间通信；
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