[发明专利]室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法

说明书

本发明涉及室内VLC‑WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法，属于光无线通信技术领域。本发明所述的方法首先采用用户中心访问规则确定用户的最大关联VLC AP数目，并采用基于AP负载均衡的用户关联算法确定所有用户的关联AP集合；然后，采用基于干扰抑制的VLC子载波分配算法确定所有VLC AP的已分配子载波集合，抑制室内VLC‑WiFi异构网络的小区间干扰；最后，采用基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法确定所有VLC AP的发射功率控制系数。所述方法通过每个用户关联信噪比高的AP、每个VLC AP使用不对自己的关联用户以外的其他用户产生干扰的子载波和控制VLC AP发射功率，以改善VLC‑WiFi异构网络的小区间干扰问题，提升网络吞吐量和用户满意度。

技术领域

本发明属于光无线通信技术领域，涉及室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication，VLC)-无线保真(WirelessFidelity，WiFi)异构网络由于通信速率高、能耗低、稳定可靠等优势，已经受到广泛的关注和研究。VLC网络通常采用多接入点(Access Point，AP)密集部署方案以实现室内通信的全覆盖。然而，多VLC AP的通信覆盖面积相互重叠会导致小区间干扰(Inter CellInterference，ICI)问题的发生，从而影响用户体验以及系统吞吐量。通过设计有效的干扰管理方法，ICI可以在资源分配的过程中得到抑制，因此，基于干扰管理的资源分配方法能够极大地提升系统吞吐量性能。室内无线通信网络的资源分配即是指用户关联、载波分配和发射功率控制这三项内容，基于干扰管理的思路设计一种联合用户关联、载波分配和功率控制的资源分配方法对于系统性能提升至关重要。

发明内容

本发明的核心在于提供室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法，降低小区间干扰对用户速率的影响，提升系统吞吐量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法包括以下步骤：

S1：定义用户集合、VLC用户集合、VLC AP集合、VLC子载波集合、WiFi子载波集合。定义VLC子载波带宽为1MHz、WiFi子载波带宽为1MHz、VLC噪声功率谱密度为1×10^-21、WiFi噪声功率谱密度为-86dBm。定义VLC AP发射功率为10W。定义WiFi AP发射功率为20dBm。初始化用户集合为{1，2，…，25}、VLC AP集合为{1，2，…，16}、WiFi子载波集合为{1，2，…，22}、VLC用户集合为空集。首先，由VLC朗伯辐射模型计算用户到VLC AP的信道增益，由瑞利衰落信道模型计算用户到WiFi AP的信道增益，VLC子载波带宽乘以VLC噪声功率谱密度得到VLC噪声功率，WiFi子载波带宽乘以WiFi噪声功率谱密度得到WiFi噪声功率。其次，VLCAP发射功率乘以用户到VLC AP的信道增益得到用户到VLC AP的接收功率，WiFi AP发射功率乘以用户到WiFi AP的信道增益得到用户到WiFi AP的接收功率，用户到VLC AP的接收功率除以VLC噪声功率得到用户到VLC AP的信噪比，用户到WiFi AP的接收功率除以WiFi噪声功率得到用户到WiFi AP的信噪比。然后，采用基于AP负载均衡的用户关联算法，确定用户集合中每个用户是关联在WiFi AP集合中，或者用户关联在VLC AP集合中，并将关联到VLCAP集合中的用户保存在VLC用户集合中。