無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線光通信的技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及在一種多用戶多接入點通信網(wǎng)絡(luò) 中，在單個用戶最大可獲得L邸接入點數(shù)受限和匹配穩(wěn)定性約束下的用戶接入點匹配方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會多樣化的發(fā)展和人類認知水平的提高，人們對通信技術(shù)的要求，已經(jīng)從 過去單一追求速率，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚俾?、高安全性、高能效比的多指標要求，該也是可見光技術(shù) 逐漸成為通信領(lǐng)域研究重點的原因之一。無線光通信利用白光L邸等可見光器件，通過對 光強的調(diào)制來實現(xiàn)信息傳輸，最大的優(yōu)勢是可W在維持照明性能的同時，滿足信息傳輸需 求。此外，它還具有高保密性、低功耗、綠色安全等諸多優(yōu)點。難能可貴的是，相比如今越來 越緊缺的射頻頻譜資源，可見光具有豐富的未利用頻譜資源，可W大大彌補射頻段無限通 信的不足。
[0003] 目前，國內(nèi)外的大專院校和科研機構(gòu)對基于可見光的點對點通信展開了豐富的研 究，并取得不少成果，且已經(jīng)可W實現(xiàn)Gbps級的通信速率。但在多點多用戶可見光通信網(wǎng) 絡(luò)中針對用戶和L邸接入點的的匹配問題，尚缺少有效的研究。本發(fā)明在單個用戶可獲得 最大LED接入點數(shù)受限和系統(tǒng)穩(wěn)定性條件約束下，提出了一種用戶-接入點配對算法，使得 系統(tǒng)的速率得到了最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用 戶多接入點穩(wěn)定配對方法，W實現(xiàn)在單個用戶可獲得最大L邸接入點數(shù)受限和系統(tǒng)穩(wěn)定性 條件約束下最大化系統(tǒng)通信速率的多用戶多接入點配對。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，包括W下步驟：
[0007] (1)系統(tǒng)參數(shù)初始化；設(shè)置每個用戶的暫時配對L邸表為空，設(shè)置每個L邸接入點 的暫時配對者為其自身來表示尚未配對；
[000引 （2)檢測是否存在可優(yōu)化用戶；如存在，繼續(xù)步驟（3);如不存在，跳轉(zhuǎn)至步驟 (5)；
[0009] (3)可優(yōu)化用戶向L邸最佳潛在接入點發(fā)出服務(wù)請求；
[0010] (4)如果LED的最佳潛在接入點服務(wù)可優(yōu)化用戶的比其暫時配對者的公平性指標 大，則將最佳潛在接入點的暫時配對者更改為該可優(yōu)化用戶，在該可優(yōu)化用戶的暫時配對 表中添加該最佳潛在接入點，在其暫時配對者的暫時配對表中刪除該最佳潛在接入點；
[0011] 跳轉(zhuǎn)步驟（2);
[0012] (5)將用戶的實際L邸配對表置為其暫時配對表，將L邸的實際配對者設(shè)置為其暫 時配對者，結(jié)束配對。
[0013] 步驟（2)中，所述可優(yōu)化用戶為：暫時與它配對的L邸數(shù)目小于其最大可獲得LED 數(shù)，且在其視場（FOV)存在它尚未請求過服務(wù)的用戶。
[0014] 步驟（3)中，所述最佳潛在接入點為；在可優(yōu)化用戶的視場（FOV)內(nèi)它尚未請求過 服務(wù)的LED中信道質(zhì)量最好的L邸接入點。
[0015] 步驟（3)中，可優(yōu)化用戶的視場（FOV)內(nèi)的LED接入點的信道質(zhì)量由下面的公式 計算得到：
[0016]
【主權(quán)項】
1. 一種無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，其特征在于：包括以 下步驟： (1) 系統(tǒng)參數(shù)初始化：設(shè)置每個用戶的暫時配對LED表為空，設(shè)置每個LED接入點的暫 時配對者為其自身來表示尚未配對； (2) 檢測是否存在可優(yōu)化用戶；如存在，繼續(xù)步驟（3);如不存在，跳轉(zhuǎn)至步驟（5); (3) 可優(yōu)化用戶向LED最佳潛在接入點發(fā)出服務(wù)請求； (4) 如果LED的最佳潛在接入點服務(wù)可優(yōu)化用戶的比其暫時配對者的公平性指標大， 則將最佳潛在接入點的暫時配對者更改為該可優(yōu)化用戶，在該可優(yōu)化用戶的暫時配對表中 添加該最佳潛在接入點，在其暫時配對者的暫時配對表中刪除該最佳潛在接入點； 跳轉(zhuǎn)步驟（2); (5) 將用戶的實際LED配對表置為其暫時配對表，將LED的實際配對者設(shè)置為其暫時配 對者，結(jié)束配對。
2. 如權(quán)利要求1所述的無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，其特 征在于：步驟（2)中，所述可優(yōu)化用戶為：暫時與它配對的LED數(shù)目小于其最大可獲得LED 數(shù)，且在其視場存在它尚未請求過服務(wù)的用戶。
3. 如權(quán)利要求1所述的無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，其特 征在于：步驟（3)中，所述最佳潛在接入點為：在可優(yōu)化用戶的視場內(nèi)它尚未請求過服務(wù)的 LED中信道質(zhì)量最好的LED接入點。
4. 如權(quán)利要求3所述的無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，其特 征在于：步驟（3)中，可優(yōu)化用戶的視場內(nèi)的LED接入點的信道質(zhì)量由下面的公式計算得 到：
其中，i表示可優(yōu)化用戶，k表示LED接入點，pk表示LED接入點k的發(fā)射光功率，h^表 示從LED接入點k到可優(yōu)化用戶i的信道增益，（Ki表示LED接入點k到可優(yōu)化用戶i的 光源輻射角，力ki表示接入點k到可優(yōu)化用戶i的光源入射角，Ts (?)表示光學(xué)濾波器增益 函數(shù)，g(?)表示光學(xué)濾波器和聚光器增益函數(shù)，m表示光源輻射指數(shù)，S表示用戶接收機接 收面積，dki表示第k個LED接入點到第i個用戶接收機的直射距離；pkhki越大，則LED接入 點k的信道質(zhì)量越好。
5. 如權(quán)利要求1所述的無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，其特 征在于：步驟（4)中，最佳潛在接入點服務(wù)用戶時的公平性指標由下面的式子計算得到：
其中，1表示服務(wù)用戶，j表示最佳潛在接入點，PI^l)表示服務(wù)用戶1時的公平性指 標，d(l)表示與服務(wù)用戶1在同一個LED接入點的視場內(nèi)的用戶個數(shù)，g表示服務(wù)用戶1的 平均數(shù)據(jù)吞吐量。
6. 如權(quán)利要求5所述的無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，其特 征在于：LED接入點總是傾向于服務(wù)至少一個用戶，約定所有接入點服務(wù)自己時的公平性 指標為0。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線可見光通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶多接入點穩(wěn)定配對方法，包括：系統(tǒng)參數(shù)初始化；檢測是否存在可優(yōu)化用戶；如存在，則繼續(xù)，如不存在，跳轉(zhuǎn)至最后步驟；可優(yōu)化用戶向LED最佳潛在接入點發(fā)出服務(wù)請求；如果LED的最佳潛在接入點服務(wù)可優(yōu)化用戶的比其暫時配對者的公平性指標大，則將最佳潛在接入點的暫時配對者更改為該可優(yōu)化用戶，在該可優(yōu)化用戶的暫時配對表中添加該最佳潛在接入點，在其暫時配對者的暫時配對表中刪除該最佳潛在接入點，跳轉(zhuǎn)至檢測可優(yōu)化用戶步驟；將用戶的實際LED配對表置為其暫時配對表，將LED的實際配對者設(shè)置為其暫時配對者。本發(fā)明具有不依賴于調(diào)制方法、計算復(fù)雜度小、易于構(gòu)建分步式實現(xiàn)等優(yōu)點。
【IPC分類】H04W48-20, H04W48-16, H04W12-08
【公開號】CN104822171
【申請?zhí)枴緾N201510278323
【發(fā)明人】王家恒, 陳凌蛟, 梁霄, 趙春明
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月27日