一种室内VLC-WiFi混合通信系统接入选择方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109474338A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201910060428.8(22)申请日2019.01.22(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区黄桷垭崇文路2号(72)发明人刘焕淋吴兰陈勇朱平鑫蒲欣(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之(51)Int.Cl.H04B10/116(2013.01)H04B17/382(2015.01)H04W48/16(2009.01)权利要求书3页说明书9页附图5页(54)发明名称一种室内VLC-WiFi混合通信系统接入选择方法(57)摘要本发明涉及一种室内VLC-WiFi混合通信系统接入选择方法，属于光通信技术领域。该方法基于引力理论改进收-发端的关联关系，在级联VLC与WiFi构成的混合系统中，基于引力理论优化用户的接入选择决策。利用WiFi作为VLC的补充技术，为所有可用VLCAP均被遮挡和处于视距链路盲区的极端VLC信道状况下用户设计优先接入原则；为剩余用户在发射端设计动态负载评估公式以及基于自适应QoS权重的接入点质量评估公式。在接收端设计用户质量评估权重公式；评估权值改进引力理论确定接入点和用户的双向通信选择。本发明能有效改善VLC-WiFi混合通信系统的吞吐量，优化室内VLC-WiFi通信用户接入选择决策。CN109474338ACN109474338A权利要求书1/3页1.一种室内VLC-WiFi混合通信系统接入选择方法，其特征在于：为抑制VLC级联系统发射光路易被遮挡问题以及光视距链路盲区，根据VLC信道状况，为VLC极端信道状况下的用户设计优先接入原则；为加强用户与AP之间的相互选择，基于引力理论改进收-发端的关联关系，设计改进的用户质量评估权重与接入点AP质量评估权重，找到用户与AP之间的最强吸引来优化用户的AP接入决策；包括以下步骤：步骤1：输入室内系统参数包括：根据室内环境的尺寸、发射端LED阵列的数目、初始的LED发射功率、LED被遮挡概率、LED阵列的器件参数、接收机位置、接收机的参数和接收点数目参数，为每个用户统计可用VLCAP集合，并计算信道增益，接收功率，信干噪比等室内VLC-WiFi混合通信系统参数；输入算法执行所需要的参数包括：混合通信系统服务质量QoS衡量个数和干扰指示系数门限值；步骤2：依据用户在VLC系统下信道增益与用户位置，将用户进行分类，将用户分为：极端VLC信道状况下用户，即可用VLC发射光路全部被遮挡或处于光视距链路盲区以及用户不受VLC相邻小区间干扰，以及剩余用户，并为极端VLC信道状况下用户优先选择接入点；步骤3：为剩余用户在接收端建立面向系统服务质量QoS的加权信息矩阵，为用户评估可用AP质量评估权重，根据用户的偏好，提供高信干噪比、高接收功率和低负载、低历史中断概率的VLCAP，在发射端为VLCAP设计可服务用户的用户质量评估权重，使VLCAP偏好选择抗干扰性强的用户服务；步骤4：由AP质量评估权重和用户质量评估权重计算用户与AP之间的相互吸引力；步骤5：由用户与AP之间的最大相互吸引力，为用户选择合理VLC接入点。2.根据权利要求1所述的一种室内VLC-WiFi混合通信系统接入选择方法，其特征在于：所述步骤2具体通过以下方式实现：结合VLCAP与WiFiAP覆盖范围与用户位置，划分两类极端信道；第一种为VLC信道极差情况，此类用户受遮挡干扰影响或用户处于VLC视距链路盲区，导致不能接收到VLC信号，为使此类用户在调度过程中不被抛弃，此类用户在初始分配过程中执行弱者保护原则即选择WiFiAP接入；第二种为VLC信道极好情况，若在考虑遮挡状况后，用户接收信号仅来自单一VLCAP或WiFiAP，表明该用户在当前网络中信道状况最优，不受VLC相邻小区间干扰，此类用户是潜在的精英用户，此时分析单一VLC信号形成原因，将精英用户分为两类，若去除被遮挡VLCAP后用户满足精英条件，但实际上距可用剩余VLCAP较远，处于WiFiAP覆盖中心处，此时WiFiAP可能提供更强SINR，精英优先准则为此类用户评估接收到的VLC等效信噪比和WiFi信噪比，若VLC等效信干噪比ξWiFi(VLC)＞WiFi信噪比ξWiFi，则为用户选择VLCAP接入；反之，选择WiFiAP接入；第二类用户在可用VLCAP覆盖中心，此类用户利用精英优先准则直接接入VLCAP，抢占资源。3.根据权利要求1所述的一种室内VLC-WiFi混合通信系统接入选择方法，其特征在于：所述步骤3中，在接收端为用户uj检测出在当前调度周期N的可用AP集合Sj，并根据可用AP集合为待分配用户uj收集系统服务质量QoS信息，建立面向系统服务质