[发明专利]一种短距离无线光通信系统的切换方法

说明书

本发明公开了一种短距离无线光通信系统的切换算法，适用于短距离无线光通信场景下，基于可见光通信技术创新提出的一种切换算法，常规可见光通信网络中通信的基础是LED照明设备实现的，而LED光照覆盖范围的限制，也限制了正常通信只能在一定光强的覆盖范围中。而一般场景下用户常处于移动状态，在不同的LED光照范围覆盖范围下移动的同时，为保障通信的连续性便尤为重要。本发明基于用户终端对所获取的能量定义获取率并设定面向网络接入点AP的判定规则，实现了用户在可见光通信场景下移动时保持通信的功能，且通信质量得到可靠保障。

技术领域

本发明属于无线光通信领域，适用于短距离无线通信场景下，涉及一种能够在不同网络接入覆盖范围内进行切换的算法。

背景技术

目前可见光通信技术的研究备受国内外瞩目，其中美国、日本、德国等国家致力于高速调制的研究，复旦大学等课题组也已实现Gbps级别的高速可见光通信系统。随着系统速率的提升，使得可见光通信技术的应用更具备市场前景，也已有将可见光通信技术应用在交通系统中的实验案例。随着该技术的不断研究，面临的问题也逐渐复杂，比如多用户信息处理、多网络节点的协调等等。IEEE802.15.7协议对可见光通信技术的MAC层、PHY层进行了框架性的定义，包括网络拓扑结构、帧结构、传输信道、编码方式、调制方式等，但是对于提高网络性能、优化资源管理方面还未尽善尽美。例如，可见光通信网络鉴于可见光通信技术是基于LED照明设备实现，那么LED的光照覆盖范围有限，即在光照覆盖范围内才能保障正常通信，但是一般场景下用户是处于移动状态中，那么在不同的LED光照覆盖范围下走动的同时，保障通信的连续性就尤为重要。

在移动通信中，切换是指移动台在与基站之间进行信息传输时，由于各种原因，需要从原来所用信道上转移到一个更适合的信道上进行信息传输的过程。需要切换的原因主要有两种：一种是移动台在与基站之间进行信息传输时，移动台从一个无线覆盖小区移动到另一个无线覆盖小区，由于原来所用的信道传输质量太差而需要切换。在这种情况下，判断信道质量好坏的依据可以是接收信号功率、接收信噪比或误帧率。另一种是移动台在与基站之间进行信息传输时，处于两个无线覆盖区之中，系统为了平衡业务而需要对当前所用的信道进行切换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种短距离无线工通信系统的切换算法，解决移动通信中信号切换、保障信道传输质量的问题。

本发明实现上述目的的技术解决方案为：一种短距离无线光通信系统的切换算法，基于若干网络接入点AP和各个网络接入点总覆盖范围内具备移动性的若干用户终端实现，其中所述用户终端设有能量采集模块、数据传输模块和处理模块，其特征在于包括步骤：

获得用户终端能量获取率，各个用户终端以采集周期T通过能量采集模块接收并检测所接收的光能，并定义能量获取率P＝E-E’/T，其中E为当前时刻采集的能量，E’为采集周期T 上一时刻采集的能量；

能量获取率二次处理，各个用户终端将当前所得的能量获取率P反馈至光能来源的网络接入点AP，在网络接入点AP中计算平均能量获得率其中∑P为当前网络接入点AP 下N个用户终端的能量获得率总和，N为当前网络接入点AP下用户终端的个数；

切换判定，网络接入点AP将计算所得的平均能量获取率广播给各个用户终端，且用户终端的处理模块根据自身检测所得的能量获取率P和通过广播所接收到的平均能量获取率计算并判断切换门限γ0.5不发起切换指令；γ0.5则发起准备切换新AP网络的指令。

进一步地，所述能量采集模块自定义设有能量阀值E_th，且最小能量E_th需支持信道评估能耗E_CCA和最小分组传输能耗E_packet的两部分总和，用户终端当前时刻采集的能量E≥E_th时正常通信并进行光电转换恢复原始信号，而E＜E_th时通信挂起、光电转换暂停。