CN114222274B - 一种通信方法与电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种应用于电子设备的通信方法，其特征在于，所述方法包括：通过所述电子设备的蜂窝通信模块检测到蜂窝网络信号与基站断开时，通过所述电子设备的短距通信模块扫描所述电子设备周边与该短距通信模块对应的短距信号；检测到扫描到的短距信号的强度小于预设值，开启所述电子设备的热点功能，其中所述热点功能与所述短距通信模块对应；通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信，其中，所述第一电子设备通过所述热点功能与所述电子设备连接，且所述第一电子设备未开启所述热点功能；通过所述蜂窝通信模块发现第二电子设备，其中所述第二电子设备为开启了所述热点功能的设备；通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信。本申请提供的一种应用于电子设备的通信方法，有助于降低通信的功耗，提高传输距离和吞吐量。

Description

一种通信方法与电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备通信领域，并且更具体地，涉及一种自组织网络通信的方法和电子设备。
背景技术
在地震、洪水等灾难情况下，无线接入点(基站，AP等)可能受到破坏，或者在沙漠、海洋等场景下没有无线接入点覆盖，使得移动终端处于无网络状态。如何实现终端无网络通信是急需解决的问题。
发明内容
本申请提供一种通信的方法和电子设备，有助于降低通信的功耗，提高传输距离和吞吐量，增强数据传输的安全性。
第一方面，提供一种应用于电子设备的通信方法，所述方法包括：通过所述电子设备的蜂窝通信模块检测到蜂窝网络信号与基站断开时，通过所述电子设备的短距通信模块扫描所述电子设备周边与该短距通信模块对应的短距信号；检测到扫描到的短距信号的强度小于预设值，开启所述电子设备的热点功能，其中所述热点功能与所述短距通信模块对应；通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信，其中，所述第一电子设备通过所述热点功能与所述电子设备连接，且所述第一电子设备未开启所述热点功能；通过所述蜂窝通信模块发现第二电子设备，其中所述第二电子设备为开启了所述热点功能的设备；通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信。
例如，电子设备可以分为普通终端与热点终端，其中热点终端与普通终端通过短距频段通信，热点终端之间采用蜂窝频段通信。
电子设备根据本机在无网络通信时的角色，选择不同的通信方式，可以降低通信功耗。
可选的，所述蜂窝频段通信可以为D2D。
例如，热点终端之间可以通过D2D进行通信。由于只有热点终端使用D2D通信，这种方法可以减少D2D链路及链路上的干扰，提高了D2D通信的距离和容量
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述短距通信模块，包括：WIFI通信模块。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，在开启所述电子设备的热点功能之后，通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信之前，所述方法还包括：收集邻近设备的RIS信息，其中，所述邻近设备包括所述第一电子设备和所述第二电子设备。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述收集邻近设备的RIS信息，包括：广播RIS请求信息，并接收所述邻近设备发送的RIS请求响应信息，或者接收所述邻近设备发送的RIS信息。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述RIS请求信息包括以下信息中的至少一种：
所述邻近设备的位置信息、所述邻近设备的RIS的大小、所述邻近设备的RIS的单元数目、所述邻近设备的RIS的波束赋形增益。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述RIS请求响应信息包括以下信息中的至少一种：所述邻近设备的位置信息、所述邻近设备的RIS的大小、所述邻近设备的RIS的单元数目、所述邻近设备的RIS的波束赋形增益。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述电子设备通过选择RIS进行信号增强，与所述第二电子设备通信。
通过RIS增强D2D传输，进一步提高D2D通信的距离和容量。其次，由于RIS的无源特性，控制其相位等参数的控制电路的功耗也很低，因此进行RIS辅助的邻近设备(中继节点)辅助D2D通信时的功耗很低，并且仅仅对D2D信号进行反射，不对D2D信号进行其他处理，保证了通信的安全性，同时不需要额外时隙转发，可以提高D2D通信的容量。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信，包括：通过所述电子设备的波束赋形能力，向至少一个含有RIS信息的邻近设备发送信号，判断所述第二电子设备接收信号的信号强度，选择所述第二电子设备接收信号强度最大路径上的邻近设备作为辅助RIS设备，与所述第二电子设备通信，其中，所述信号被所述含有RIS信息的邻近设备反射至所述第二电子设备。
根据第一方面的某一些可能的实现方式，所述通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信，包括：根据所述邻近设备的RIS信息、位置信息和所述第二电子设备的位置信息，选择RIS波束赋形增益最大的邻近设备作为辅助RIS设备，向含有RIS信息的邻近设备发送信号，与所述第二电子设备通信，其中，所述信号被所述含有RIS信息的邻近设备反射至所述第二电子设备。
由于不同的热点终端，D2D通信的能力可能不同，有的可能有波束赋形的能力，也可能没有波束赋形的能力。在辅助RIS选择时，根据热点终端的波束赋形能力进行，可以提高通信的稳定性，并且增强抗干扰能力。
第二方面，提供一种终端无网络通信的方法，所述方法包括：终端检测信标信号，确定其在无网络通信的角色，所述角色包括热点终端和普通终端；所述终端根据所述角色，使用相应的通信技术进行通信，所述通信技术包括短距通信技术和蜂窝通信技术。
根据第二方面的第一种可能的实现方式，所述终端确定其在无网络通信的角色的方法包括：终端检测到的信标信号强度小于等于预设门限，或者没有检测到信标信号，则成为热点终端。
根据第二方面第二种可能的实现方式，所述终端确定其在无网络通信的角色的方法还包括：如果所述终端检测到的信标信号强度大于预设门限，则为普通终端。
根据第二方面的第三种可能的实现方式，所述终端根据所述角色，使用相应的通信技术进行通信的方法包括：普通终端采用短距通信技术与热点终端通信，热点终端采用蜂窝通信技术与其他热点终端通信。
根据第二方面或第二方面的第一至第三种可能的实现方式汇总的任意一种可能的实现方式，第二方面的第四种可能的实现方式提供以下方法：发送方热点终端选择辅助的RIS节点，向辅助RIS节点方向发送信号，所述RIS节点可以是热点终端或普通终端。
第三方面，提供了一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：蜂窝通信模块、短距通信模块；至少一个处理器；存储器，存储有指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述电子设备执行上述第一方面及第一方面的可能的实现方向的通信方法。本申请实施例提供了一种网络设备，该网络设备具有实现上述任一方法实施例中网络设备的行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能中各个子功能相对应的模块
本申请实施例提供了一种终端设备，该终端设备具有实现上述任一方法实施例中终端设备的行为的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能中各个子功能相对应的模块。可选的，该终端设备可以是用户设备。
本申请实施例还提供了一种通信系统，该系统包括上述任一实施例所述的网络设备和终端设备。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机执行时实现上述任一方法实施例中与终端设备相关的方法流程。具体地，该计算机可以为上述终端设备。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机执行时实现上述任一方法实施例中与网络设备相关的方法流程。具体地，该计算机可以为上述网络设备。
本申请实施例还提供了一种计算机程序或包括计算机程序的一种计算机程序产品，该计算机程序在某一计算机上执行时，将会使所述计算机实现上述任一方法实施例中与终端设备相关的方法流程。具体地，该计算机可以为上述终端设备。
本申请实施例还提供了一种计算机程序或包括计算机程序的一种计算机程序产品，该计算机程序在某一计算机上执行时，将会使所述计算机实现上述任一方法实施例中与网络设备相关的方法流程。具体地，该计算机可以为上述网络设备。
本申请实施例还提供了一种芯片，包括：处理模块与通信接口，所述处理模块能执行上述任一方法实施例中与终端设备相关的方法流程。进一步地，所述芯片还包括存储模块(如，存储器)，所述存储模块用于存储指令，所述处理模块用于执行所述存储模块存储的指令，并且对所述存储模块中存储的指令的执行使得所述处理模块执行上述任一方法实施例中与终端设备相关的方法流程。
本申请实施例还提供了一种芯片，包括：处理模块与通信接口，所述处理模块能执行上述任一方法实施例中与网络设备相关的方法流程。进一步地，所述芯片还包括存储模块(如，存储器)，所述存储模块用于存储指令，所述处理模块用于执行所述存储模块存储的指令，并且对所述存储模块中存储的指令的执行使得所述处理模块执行上述任一方法实施例中与网络设备相关的方法流程。
附图说明
图1所示是为RIS的示例性工作原理图。
图2所示是电子设备自组织网络通信的一个示例性图。
图3所示是电子设备自组织网络通信的一个示例性图。
图4所示是电子设备自组织网络通信的一个示例性图。
图5所示是电子设备自组织网络通信的示例性流程图。
图6所示是电子设备选择辅助RIS进行通信的示例性图。
图7所示是电子设备收集邻近设备的RIS信息的示例性流程图。
图8所示是电子设备进行邻居发现的示例性流程图。
图9所示是电子设备选择RIS进行通信的一个示例性流程图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在地震、洪水等灾难情况下，无线接入点(基站，Access Point等)可能受到破坏，或者在沙漠、海洋等场景下没有无线接入点覆盖，使得移动终端处于无网络状态。
对于奥运会、世界杯这类大型的体育赛事，由于规模大、竞技水平高、观赏性强等因素吸引了大量的人参与。在比赛期间，体育场馆会涌入大量的观众，人们之间的频繁通信导致话务量激增，这给体育场馆周边的通信网络带来了巨大的压力。
如果终端之间能够相互组网通信，并利用现有智能终端丰富的功能(语音，视频，定位等)，就可以快速打通原本瘫痪的通信链路；同时，考虑到终端普及率，这种方案将具有极大的实用性。
D2D(Device-to-Device)技术，也叫邻近服务功能(Proximity Service,ProSe)，主要是用来定义两个或多个终端之间不通过基站进行的直接连接。
实现终端无网络通信的常用的技术手段包括卫星通信、终端自组织网络。
使用卫星通信虽然可实现长距离的无网络通信，但是卫星终端成本和比特通信成本较高，卫星通信的利用率相对不高。
本申请实施例提出一种长距和安全的终端无网络通信的方法。
本申请实施例提出一种用超材料实现低功耗、长距和安全的终端无网络通信的方法。
在进行本申请实施例的讲解之前，先对超材料的原理进行介绍。
超材料是由大量亚波长尺寸(结构尺寸小于波长)的电磁单元按一定的宏观排列方式(周期性或非周期性)形成的人工复合结构，由于其基本单元和排列方式都可任意设计，因此能突破传统材料在原子或分子层面难以精确操控的限制，构造出传统材料与传统技术不能实现的超常规媒质参数，例如既包括正介电常数和负介电常数的媒质参数。在一些实施例中，具有超常规媒质参数的材料也可以称为超构材料。
可重配智能表面RIS(Reconfigurable Intelligent meta-Surface)作为超材料的一种，是一种数字式可重构的人工电磁表面，由大量亚波长的数字可重构人工电磁单元按一定的宏观排列方式(周期性或非周期性)形成的人工复合结构。由于是通过改变数字编码单元的空间排布可以改变可重配智能表面RIS的状态，因此可以通过改变基本单元的状态分布可以控制特定空间位置的电磁场的特性，从而控制电磁波的反射(关于可重配智能表面RIS的更详细信息可以参考Information Theory of Metasurfaces.NationalScience Review,nwz195)。
示例性的，图1为RIS的工作原理示意图。如图1所示，RIS可以包括多个RIS单元。不同的RIS单元之间通过驱动元件连接。应理解，在一些实施例中，驱动元件也可以被称为开关。例如，驱动元件可以是PIN二极管、变容二极管等。通过改变驱动元件的状态，可以改变RIS单元的状态。例如，变容二极管的电容值不同，RIS单元的参数不同。应理解，RIS单元对入射电磁波的改变可以包括改变反射电磁波的角度、反射电磁波的增益、反射电磁波的极化、或者反射电磁波的模式(例如TM模式、TE模式)等。在一些实施例中，RIS单元可以为矩形、圆形或者其他形状，本申请实施例对RIS的单元形状不做具体限定。在一些实施例中，控制RIS单元工作状态，可以对接收到无线电磁波进行反射。在一些实施例中，电磁波在RIS单元上，除了发生反射还会发生折射。在一些实施例中，RIS可以改变无线波的反射相位差。也可以理解为，RIS使得无线波在反射或折射界面上遵循广义斯涅耳定律。也就是RIS可使得无线波的反射角可以不等于入射角。相对于传统表面(无线波的反射角是反射角1)来说，RIS可使得无线波的反射角为反射角2。相对于传统表面，RIS具有根据广义斯涅尔斯定律对无线波整形的能力。
具体的，控制RIS单元对接收的信号进行幅度和/或相位的调整，可控制每个RIS单元的反射系数。RIS单元对接收的信号进行幅度和/或相位的调整也可以认为是调整RIS单元的幅度和/或相位。应理解，每个RIS单元的反射系数不同，该RIS单元对无线波的反射角或者折射角也有所不同。也就是控制多个RIS单元分别对接收的信号进行幅度和/或相位的调整，可调整RIS对无线波的反射角或者折射角，从而协同地实现用于定向信号增强或零陷的精细的三维(3D)无源波束形成。应理解，在一些实施例中，所述通过控制多个RIS单元分别对接收的信号进行幅度和/或相位的调整，实现用于定向信号增强或零陷的精细的三维(3D)无源波束形成的过程，也可以被称为波束赋形。
在一些实施例中，可通过控制连接RIS单元的PIN二极管的通断状态(开启状态或关闭状态)来控制RIS单元对接收的信号进行幅度和/或相位的调整。例如通过为PIN二极管施加不同的偏压，使得该PIN二极管处于开启状态或关闭状态，也就使得与该PIN二极管连接的RIS单元处于开启状态或关闭状态。RIS包括的多个RIS单元处于不同状态，RIS对接收信号的幅度和/或相位的调整量不同，使得RIS的反射系数也所有不同。所以通过控制RIS单元的状态可控制RIS模块对接收信号的幅度和/或相位的调整，例如使得RIS对无线波的反射相位相差180°，进而控制RIS的反射系数。这样可使得RIS对无线波的反射角不等于入射角，实现定向波束形成。RIS对无线波的不同反射角，导致波束方向也有所不同，从而可提升无线网络的覆盖和系统容量，所以RIS可广泛应用于通信系统。例如在本申请实施例中，可在终端中设置RIS，利用RIS实现通信业务。因此，可以通过控制连接RIS单元的PIN二极管的通断状态来进行波束赋形，不同的PIN二极管的通断状态可以生成不同的波束赋形参数(例如，增益等)。
可重配智能表面因其成本低、易于集成、功耗低和调控灵活等特点，在通信、雷达、隐身等领域具有广阔的应用前景。在通信领域，可重配智能表面可以用于无线网络。通过利用可重配智能表面的散射特性，反射无线信号，可以提升无线网络的覆盖和容量；利用可重配智能表面的辐射特性，直接调制发送数据，可以省去传统通信链路中的混频、放大等射频前端模块，降低功耗和成本。
在一些实施例中，可重配智能表面可以是集成到电子设备上的一个模块，其中所述模块包括硬件模块。应理解，本申请实施例所述的电子设备包括但不限于具有LTE(LongTerm Evolution)、5G NR(New Radio)以及后续的无线制式的终端和基站。
图2所示是用户设备UE(user equipment)通过短距频段自组织网络进行通信的示例性图。UE(User Equipment)之间可以通过短距频段连接。例如，UE1可以通过短距频段与UE2连接，UE2可以通过短距频段与UE3连接。应理解，所述用户设备也可以被称为终端。
基于短距频段的自组织网络可实现短距离的无网络通信，但是这种自组织网络使用短距通信技术(WIFI、蓝牙、Zigbee等)，无法承载大量的连接，并且通信质量差，功耗大，通信距离短。
图3所示是终端自组织网络的另外一个实施例。
通过判断终端间距离是否在预设距离内，采取不同的通信方式进行通信。例如，如果终端间距离在预设距离内，则直接采用D2D(Device to Device)的方式实现通信。终端间距离不在预设距离，则采用终端中继的方式实现通信，通过中间节点的转发实现通信。
如图3所示，UE1与UE2距离在预设距离内，则直接采用D2D(Device to Device)的方式实现通信；UE1与UE3距离不在预设距离内，则采用终端UE2中继的方式实现通信,或者通过终端UE3和UE5分别中继的方式实现通信。
通过检测终端之间的距离来选择是否进行中继通信，进行自组织网络进行通信，可以实现在无网络接入点的情况下进行通信无网络通信，获得良好的通信质量。
在一些实施例中，在终端之间通信时，可以通过预设密钥加密数据，保证无网络通信的安全。
但是，通过终端间的距离来选择是否通过中继通信，D2D通信链路过多，导致干扰，通信质量不能保证；其次，受终端能耗限制，每跳链路通信距离有限，多跳则导致系统容量以2的倍数下降和安全问题，因为中继节点需要先接收信号，在下一个时隙再转发。
图4所示是终端自组织网络的另外一个实施例。
图4所示实施例中，可以通过将终端的角色进行分类，根据终端的不同角色可以在自组织网络通信中采用不同的通信方式。例如，可以将终端分为普通终端O-UE(OrdinaryUser Equipment)(例如O-UE1,O-UE2,O-UE3,O-UE4,O-UE5,O-UE6)和热点终端H-UE(HotUser Equipment)(例如H-UE1,H-UE2)，可以将自组织网络通信分为簇内通信(例如，H-UE1与O-UE1通信，H-UE1与O-UE2通信，H-UE1与O-UE3通信)与簇间通信(例如，H-UE1与H-UE2通信)。应理解，在一些实施例中，簇内通信也可以被称为组内通信，簇间通信也可以被称为组间通信。
终端根据其在无网络通信时的角色，选择相应的通信方式，可以降低通信功耗。
图5所示是终端组成图4所示自组织网络并且进行通信的示例性流程图。
终端检测到所述终端处于无网络状态(例如，与基站断开连接，或者没有接入无线网络)时，可以通过信标信号确定自己在无网络中的角色。可选的，终端可以通过短距通信模块扫描广播信号，确定自己在无网络中的角色。
通常终端设备可以具有多种无线通信接口，如WIFI(Wireless Fidelity,无线高保真)，蓝牙，Zigbee模块、4G和5G等。例如，终端检测到本机处于无网络状态，可以使用WiFi模块扫描Beacon信号，所述终端根据扫描的Beacon信号的强度，确定自己在无网络通信中的角色。
终端可以通过判断检测到的短距广播信号强度是否大于预设门限来判断本机在自组织网络中的角色。
如果终端没有检测到短距广播信号或检测到的广播信号强度小于等于预设门限，则所述终端充当热点终端。例如，终端采用WIFI模块扫描Beacon信号，如果所述终端没有检测到Beacon信号或终端检测到的Beacon信号强度小于等于预设门限，则充当热点终端。
可选的，所述终端作为热点终端后，可以打开热点功能，并收集邻近节点的RIS信息。其中所述邻近节点可以包括其他热点终端和普通终端。
终端充当热点终端后，热点终端之间可以进行D2D邻居发现。
如果终端检测到的短距广播信号强度大于预设门限，则所述终端作为普通终端。
所述终端作为普通终端后，可以连接发送短距广播信号的热点。例如，终端WIFI模块检测到的Beacon信号强度大于预设门限，则所述终端作为普通终端，并连接发送短距广播信号的终端。
可选的，当终端为普通终端时，且所述普通终端具有RIS能力时，可以上报RIS信息。
终端根据自己在无网络通信中的角色，进行通信。
在一些实施例中，簇内通信与簇间通信可以采用不同的通信频段进行通信，其中所述不同的通信频段可以包括短距通信频段和蜂窝通信频段。例如，簇内通信可以通过短距通信频段实施通信，簇间通信可以通过蜂窝通信频段进行D2D通信，如图4所示。
只有热点终端使用蜂窝通信频段进行D2D通信，大大减少了D2D链路及干扰，提高可以D2D通信的距离和容量。
在一些实施例中，簇内通信与簇间通信也可以采用相同的方式进行通信。例如，簇内通信与簇间通信可以通过短距通信频段实施通信，或者簇内通信与簇间通信可以通过蜂窝通信频段实施通信。
可选的，热点终端可以选择辅助RIS，使用蜂窝通信频段与其他热点终端进行通信。
图6所示是热点终端选择辅助RIS并使用蜂窝通信频段与其他热点终端进行通信的示例性图。示例性的，热点终端H-UE1可以选择具有辅助RIS的O-UE3，通过O-UE3上的辅助RIS反射，并使用蜂窝通信技术与热点终端H-UE2进行通信。
在一些实施例中，热点终端也可以通过多个具备辅助RIS的普通终端与热点终端进行D2D通信。例如，热点终端H-UE1可以同时选择具有辅助RIS的O-UE1、O-UE2或者O-UE3的一个或者多个，通过辅助RIS反射，并使用D2D蜂窝频段与热点终端H-UE2进行通信。应理解，所述多个具备辅助RIS的普通终端可以不在同一簇内。例如，热点终端H-UE1可以同时选择具有辅助RIS的O-UE1、O-UE2、O-UE3、O-UE4、O-UE5、O-UE6的一个或者多个，通过辅助RIS反射，并使用蜂窝通信技术与热点终端H-UE2进行通信。
通过RIS增强D2D传输，可以进一步提高D2D通信的传输距离和容量(吞吐量)。
由于RIS的无源特性，不需要RF前端，只需控制RIS的相位。控制RIS相位等参数的控制电路的功耗也很低，因此进行RIS辅助的邻近设备(中继节点)辅助D2D通信时的功耗很低。
不同于传统中继通信需要多个时隙传输数据，RIS辅助通信是同一时隙的协作传输，从而对系统容量至少提高了一倍。
RIS辅助节点并不处理所接收到的D2D信号，从而保证了数据传输的安全性。
本申请实施例在设备上集成可重配智能表面RIS(Reconfigurable Intelligentmeta-Surface)，并利用RIS实现低功耗、长距和安全终端无网络通信，通过选择合适的中继节点提升系统容量。
图7所示是热点终端收集邻近设备的RIS信息的示例性流程。在一些实施例中，图7所示可以是图5中的步骤“充当热点，并收集RIS信息”的示例性流程。
在一些实施例中，热点终端可以作为发射设备，通过广播RIS请求信息，并接收邻近RIS节点的RIS请求响应信息来收集邻近节点的RIS信息。应理解，所述RIS请求信息可以包括所述RIS请求信息包括以下信息中的至少一种：所述邻近节点的位置信息、所述邻近节点的RIS的大小、所述邻近节点的RIS的单元数目、所述邻近节点的RIS的波束赋形增益。例如，发送设备可以首先广播RIS请求信息，RIS请求信息被邻近设备(例如图7中的邻近设备1与邻近设备2)接收。应理解，邻近设备的数量可以为多个。接收到RIS请求信息的邻近设备做出响应，发出RIS请求响应信息。发送设备接收到邻近设备发出的RIS请求响应信息。其中所述RIS请求响应信息可以包括有邻近设备的位置信息和RIS信息。在一些实施例中，RIS信息也可以包括RIS的大小、单元数目或波束赋形增益(或者，RIS最大增益)等。
图8所示是热点终端之间进行D2D邻居发现的示例性流程。在一些实施例中，图7所示示例性过程可以是图5中的步骤“D2D邻居发现”。
在一些实施例中，热点终端可以在预设资源上广播同步信号和配置信息，所述配置信息可以包括邻居发现所用的资源。收到同步信号的热点终端做出响应，在邻居发现资源上发送邻居发现请求信息，其中所述邻居发现请求信息可以包括热点终端的位置信息。在一些实施例中，所述邻居发现请求信息还可以包括所述热点终端的RIS信息。收到邻居发现请求信息的热点终端做出响应，发送邻居发现响应。应理解，所述热点终端的数量可以为多个。
如图9所示可以是图5中的步骤“选择RIS，进行通信”的一个示例性流程图。
在一些实施例中，在选择具有RIS模块的普通终端对D2D信号进行反射时，可以需要根据热点终端的波束赋形能力进行选择。对于不同的热点终端，D2D通信的能力可能不同，有的可能有波束赋形的能力，有的热点终端没有波束赋形的能力。应理解，具备RIS模块的邻近设备具有波束赋形能力。
如果发送信号的热点终端有波束赋形的能力，发送信号的热点终端可以通过波束赋形，向含有RIS信息的邻近设备(包括普通终端和热点终端)发送信号。通过判断接收设备接收到的信号强度，选择联合波束赋形增益最大路径上的含有RIS信息的邻近设备(包括普通终端和热点终端)作为辅助RIS设备。
假设第i个RIS邻近设备辅助下，热点终端发送信号为s，则接收信号的热点终端接收到的信号为：
Figure GDA0003843942410000081
其中，θi为第i个RIS邻近设备的RIS反射系数(波束赋形参数)，ω为发送信号的热点终端的波束赋形增益，Gi为RIS到接收的热点终端的信道增益，
Figure GDA0003843942410000082
为发送的热点终端到第i个RIS邻近设备的信道增益，
Figure GDA0003843942410000083
是发送的热点终端到接收的热点终端的信道增益，z为噪声。
则接收到的信号强度为：
Figure GDA0003843942410000091
假设联合波束赋形增益最大的路径上的RIS邻近设备为j*，则选取所述RIS邻近设备作为辅助RIS设备。
(j*,ω*,θ*)＝arg max(γi)
其中ω*和θ*分别为发送的热点终端和RIS辅助节点j*的波束赋形参数。
热点终端发送时，选择具备辅助RIS信息的邻近设备，对信号进行反射后，将信号传输给接收方热点终端，可以进一步提升接收方热点终端接收到的信号强度。
如果发送信号的热点终端没有波束赋形的能力，发送信号的热点终端可以根据邻近设备的RIS信息和位置信息，以及接收设备的位置信息，选择RIS波束赋形增益最大的邻近设备作为辅助RIS设备。
假设在第i个RIS邻近设备协作下，发送S信号，则接收设备接收到的信号为：
Figure GDA0003843942410000092
其中，θi为第i个RIS邻近设备(例如，图6中的O-UE3)的RIS反射系数(波束赋形参数)，Gi为RIS到接收的热点终端的信道增益，
Figure GDA0003843942410000093
为发送的热点终端到第i个RIS邻近设备的信道增益，
Figure GDA0003843942410000094
发送的热点终端到接收的热点终端的信道增益，Z为噪声。
则接收信号强度为：
Figure GDA0003843942410000095
则优化增益最大的RIS邻近设备为j：
(j*，θ*)＝argmax(γi)
其中θ*为RIS辅助节点j*的波束赋形参数。
例如，发送信号的热点终端H-UE1根据O-UE1、O-UE2、O-UE3等邻近设备的RIS信息和位置信息，以及接收设备H-UE2的位置信息，计算在O-UE1、O-UE2、O-UE3等邻近设备协作下，接收设备H-UE2接收到的信号强度，选择RIS波束赋形增益最大的邻近设备作为辅助RIS设备。
根据发送的热点终端的波束赋形能力，自适应选择RIS辅助节点，可以增强D2D通信的信号，从而提高D2D传输的距离和吞吐量。
另外，本申请提供的实施例还可以包括以下：
实施例1.一种终端无网络通信的方法，所述方法包括：终端检测信标信号，确定其在无网络通信的角色，所述角色包括热点终端和普通终端；所述终端根据所述角色，使用相应的通信技术进行通信，所述通信技术包括短距通信技术和蜂窝通信技术。
实施例2.根据实施例1记载的内容，所述终端确定其在无网络通信的角色的方法包括：终端检测到的信标信号强度小于等于预设门限，或者没有检测到信标信号，则成为热点终端。
实施例3.根据实施例1，所述终端确定其在无网络通信的角色的方法还包括：终端检测到的信标信号强度大于预设门限，则为普通终端。
实施例4.根据实施例1，所述终端根据所述角色，使用相应的通信技术进行通信的方法包括：普通终端采用短距通信技术与热点终端通信，热点终端采用蜂窝通信技术与其他热点终端通信。
实施例5.根据实施例1和实施例4记载的内容，所述热点终端之间进行蜂窝通信的方法包括：发送方热点终端选择辅助的RIS节点，向辅助RIS节点方向发送信号，所述RIS节点可以是热点终端或普通终端。
应理解，本申请实施例中提及的处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
还应理解，本申请实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DR RAM)。
应注意，本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
还应理解，本文中涉及的第一、第二以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的范围。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，网络设备或者终端设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请各方法实施例之间相关部分可以相互参考；各装置实施例所提供的装置用于执行对应的方法实施例所提供的方法，故各装置实施例可以参考相关的方法实施例中的相关部分进行理解。
本申请各装置实施例中给出的装置结构图仅示出了对应的装置的简化设计。在实际应用中，该装置可以包含任意数量的发射器，接收器，处理器，存储器等，以实现本申请各装置实施例中该装置所执行的功能或操作。
本申请各实施例中提供的消息/帧/指示信息、模块或单元等的名称仅为示例，可以使用其他名称，只要消息/帧/指示信息、模块或单元等的作用相同即可。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”或“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可以存储于一个设备的可读存储介质中，该程序在执行时，包括上述全部或部分步骤，所述的存储介质，如：FLASH、EEPROM等。

Claims (16)

1.一种应用于电子设备的通信方法，其特征在于，所述方法包括：
通过所述电子设备的蜂窝通信模块检测到蜂窝网络信号与基站断开时，通过所述电子设备的短距通信模块扫描所述电子设备周边与该短距通信模块对应的短距信号；
检测到扫描到的短距信号的强度小于预设值，开启所述电子设备的热点功能，其中所述热点功能与所述短距通信模块对应；
通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信，其中，所述第一电子设备通过所述热点功能与所述电子设备连接，且所述第一电子设备未开启所述热点功能；
通过所述蜂窝通信模块发现第二电子设备，其中所述第二电子设备为开启了所述热点功能的设备；
通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述短距通信模块，包括：
WIFI通信模块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在开启所述电子设备的热点功能之后，通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信之前，所述方法还包括：
收集邻近设备的RIS信息，其中，所述邻近设备包括所述第一电子设备和所述第二电子设备。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述收集邻近设备的RIS信息，包括：
广播RIS请求信息，并接收所述邻近设备发送的RIS请求响应信息，或者
接收所述邻近设备发送的RIS信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述RIS请求信息包括以下信息中的至少一种：
所述邻近设备的位置信息、所述邻近设备的RIS的大小、所述邻近设备的RIS的单元数目、所述邻近设备的RIS的波束赋形增益。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述RIS请求响应信息包括以下信息中的至少一种：
所述邻近设备的位置信息、所述邻近设备的RIS的大小、所述邻近设备的RIS的单元数目、所述邻近设备的RIS的波束赋形增益。
7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信，包括：
通过所述电子设备的波束赋形能力，向至少一个含有RIS信息的邻近设备发送信号，判断所述第二电子设备接收信号的信号强度，选择所述第二电子设备接收信号强度最大路径上的邻近设备作为辅助RIS设备，与所述第二电子设备通信，其中，所述信号被所述含有RIS信息的邻近设备反射至所述第二电子设备。
8.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信，包括：
根据邻近设备的RIS信息、位置信息和所述第二电子设备的位置信息，选择RIS波束赋形增益最大的邻近设备作为辅助RIS设备，向含有RIS信息的邻近设备发送信号，与所述第二电子设备通信，其中，所述信号被所述含有RIS信息的邻近设备反射至所述第二电子设备。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
蜂窝通信模块、短距通信模块；
至少一个处理器；
存储器，存储有指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，所述电子设备用于执行以下操作：
所述电子设备通过本机的蜂窝通信模块检测到蜂窝网络信号与基站断开时，通过本机的短距通信模块扫描所述电子设备周边与该短距通信模块对应的短距信号；
所述电子设备检测到扫描到的短距信号的强度小于预设值，开启所述电子设备的热点功能，其中所述热点功能与所述短距通信模块对应；
所述电子设备通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信，其中，所述第一电子设备通过所述热点功能与所述电子设备连接，且所述第一电子设备未开启所述热点功能；
所述电子设备通过所述蜂窝通信模块发现第二电子设备，其中所述第二电子设备为开启了所述热点功能的设备；
所述电子设备通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述短距通信模块，包括：
WIFI通信模块。
11.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备在开启所述电子设备的热点功能之后，所述电子设备通过与所述短距通信模块对应的短距频段与第一电子设备通信之前，所述电子设备还执行以下操作：
所述电子设备收集邻近设备的RIS信息，其中，所述邻近设备包括所述第一电子设备和所述第二电子设备。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备收集邻近设备的RIS信息，包括：
所述电子设备广播RIS请求信息，并接收所述邻近设备发送的RIS请求响应信息，或者
所述电子设备接收所述邻近设备发送的RIS信息。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述RIS请求信息包括以下信息中的至少一种：
所述邻近设备的位置信息、所述邻近设备的RIS的大小、所述邻近设备的RIS的单元数目、所述邻近设备的RIS的波束赋形增益。
14.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述RIS请求响应信息包括以下信息中的至少一种：
所述邻近设备的位置信息、所述邻近设备的RIS的大小、所述邻近设备的RIS的单元数目、所述邻近设备的RIS的波束赋形增益。
15.根据权利要求9至14任一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信，包括：
所述电子设备通过本机的波束赋形能力，向至少一个含有RIS信息的邻近设备发送信号，选择所述第二电子设备接收信号的信号强度最大路径上的邻近设备作为辅助RIS设备，与所述第二电子设备通信，其中，所述信号被所述含有RIS信息的邻近设备反射至所述第二电子设备。
16.根据权利要求9至14任一所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备通过与所述蜂窝通信模块对应的蜂窝频段，与所述第二电子设备通信，包括：
所述电子设备根据邻近设备的RIS信息、位置信息和所述第二电子设备的位置信息，选择RIS波束赋形增益最大的邻近设备作为辅助RIS设备，向含有RIS信息的邻近设备发送信号，与所述第二电子设备通信，其中，所述信号被所述含有RIS信息的邻近设备反射至所述第二电子设备。
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