[发明专利]一种分布式组网光通信系统的灯组协同调度方法

说明书

技术领域

本发明属于光通信传输控制领域，具体涉及一种室内分布式组网光通信系统的灯组调度方法，主要针对室内光通信下行数据传输中的灯组协作问题。 

背景技术

室内常用的白光LED(LightEmittingDiode，发光二极管)灯具有诸多优点，比如说功耗低，使用寿命长，绿色环保，响应灵敏度高，因此LED适合进行超高速率的通信，以满足人们在室内通信时对速率的需求。在一个典型的室内照明系统中，为了满足照明的需求会安装多个LED灯组，无线光通信系统就是利用这些灯组在照明的同时进行高速数据传输。为了使用户获得更好的使用体验如连续无缝的高速数据传输，需要设计考虑到用户移动状态的平滑的服务灯组过渡方法，通过合理的系统灯组调度来保证高效的数据传输。 

当建立一个VLC(VisibleLightCommunication，可见光通信)系统时，为了保证通信的连续性，灯组之间通常都是有大量重叠覆盖的。不同于一般基于射频的无线基站或无线接入点的覆盖范围，光通信中的灯组的覆盖面积有限，且当用户移动到灯组边缘时，用户的接收信号强度下降很快，影响用户的正常通信，因此，需要采用合理的调度来解决灯组边缘区的通信问题。 

在分布式灯组下，可以通过合理地选择灯组集合联合发送用户数据信息来解决这个问题，通过相邻灯组的协同工作，来保障边缘区用户的通信质量。传统的调度方法是使用下行信道广播灯组的信息，当用户接收到多个灯组的信息后，再通过上行传输，反馈接收到的灯组信息和信号强度信息给调度器，调度器通过此信息选择合适的灯组集，这种调度方式使得灯组的配置过程需要经过上下行两个过程，影响数据的正常传输，耗费系统开销，同时灯组集选择是依据当前的灯组接收信号强度来进行的，没有考虑到用户的移动情况。其中一种调度方法是以灯组接收信号强度最大化为准则进行灯组的选取，这种方式能快速选择可使用灯组，却不能使用户得到多个灯组的协作，另一种方式是以灯组接收信号强度判决可服务的灯组作为灯组集服务用户，这种方式引入了灯组间的协作，但是没有考虑到用户的运动趋势，从而得到的灯组调度结果有一定的局限性。因此需要提供 一种考虑到用户的运动趋势的灯组集合选择方法，根据用户的运动趋势有针对性地选择合适的灯组协同工作，为用户提供高效的数据传输服务，保证用户在移动过程中数据传输的连续性。 

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种室内分布式组网可见光通信系统的灯组协同调度方法，该方法通过引入用户位移信息对信号强度进行修正，从而解决原先光通信系统在灯组覆盖边缘中用户误码率高的问题，实现用户在灯组覆盖边缘区进行平滑的灯组调用过渡。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：首先利用获取的灯组反向信道接收信号强度值，计算出终端用户相对于各灯组的位移，并利用该位移信息将所有灯组分为靠近灯组集和远离灯组集。在对靠近灯组集中的灯组进行接收信号强度修正后，再根据所有灯组接收信号强度值决定灯组配置方案。该方法解决了室内光通信分布式灯组通信时边缘区用户误码率较高的问题，提高了用户在边缘区的通信质量，该分布式组网下的灯组协同调度方法按以下步骤进行： 

第一步，调度器获得各灯组的反向信道接收信号强度信息； 

第二步，选取一个未进行灯组配置的用户，如果每个灯组的接收信号强度变化都在门限值P_thn之内，则直接使用原灯组配置，并进入第八步，如果存在一个灯组的接收信号强度变化超过门限值P_thn则清空原灯组配置信息； 

门限值P_thn为灯组接收噪声功率的3倍，取值范围为1.5e-5w到2e-5w； 

第三步，找出当前反向信道接收信号强度最大的灯组A，若灯组A的接收信号强度值大于给定阀值P_th，则将灯组配置方案设定为只使用灯组A，进入第八步；否则，若灯组A的接收信号强度值小于等于给定阀值P_th，调度器根据当前的接收信号强度测量结果和前一次灯组配置时的接收信号强度测量结果，通过下式计算出用户在这段判决周期中相对于灯组i移动的位移ΔD_i： 

ΔD_i＝LD_i-ND_i