[发明专利]一种室内VLC-WiFi异构网络服务质量感知的跨层资源分配方法

说明书

本发明涉及一种室内VLC‑WiFi异构网络服务质量(Quality of Service,QoS)感知的跨层资源分配方法，属于光无线通信技术领域。本发明方法的运行过程为：首先，QoS需求级别判定模块从数据包的包头读取目的MAC地址，并由用户签约信息确定数据包的QoS需求级别；然后，对于与数据包目的MAC地址相同的缓冲队列，由QoS感知级别评估模块获得该缓冲队列的QoS感知级别，对于QoS需求级别高于缓冲队列的QoS感知级别的数据包，如果系统剩余带宽大于或等于给定阈值，跨层资源分配模块为缓冲队列分配VLC或者WiFi带宽，否则，跨层资源分配模块为缓冲队列执行非正交多址接入队列匹配与功率分配策略。所述方法将物理层信道状态信息与MAC层队列状态信息相结合以优化异构网络的传输链路选择与带宽分配。

技术领域

本发明属于光无线通信技术领域，涉及一种室内VLC-WiFi异构网络服务质量(Quality of Serves,QoS)感知的跨层资源分配方法。

背景技术

室内可见光通信(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。用户终端设备的数据处理功能日趋强大，各种各样的终端应用软件如雨后春笋般出现，这使得目前室内VLC-WiFi异构网络所承载的业务流量类型已经呈现多样化趋势，用户对于VLC-WiFi异构网络的QoS需求变得参差不齐。因此，针对用户业务类型差异化问题设计QoS感知的跨层资源分配方法对于网络性能的提升以及未来网络的智能化管理至关重要。QoS感知的跨层资源分配方法需要联合物理层与媒体访问控制层的各种信息，评估数据包的QoS需求级别和传输链路的QoS感知级别，并采用非正交多址接入(Non-OrthogonalMultiple Access,NOMA)技术实现网络扩容。

发明内容

本发明的核心在于提供一种室内VLC-WiFi异构网络QoS感知的跨层资源分配方法，提升系统的资源利用率与数据包传输总量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种室内VLC-WiFi异构网络QoS感知的跨层资源分配方法运行包括以下步骤：

S1：一种室内VLC-WiFi异构网络服务质量(Quality of Service,QoS)感知的跨层资源分配方法的运行实体涉及室内VLC-WiFi异构网络控制器与用户设备，室内VLC-WiFi异构网络控制器包含缓冲区、QoS感知级别评估、跨层资源分配、QoS需求级别判定四个模块，用户设备配置接收信干噪比测量模块，每秒钟到达VLC-WiFi网络的数据包数目服从指数为λ的泊松分布，初始化VLC系统剩余带宽、WiFi系统剩余带宽、缓冲区的缓冲队列数目、各缓冲队列长度、各缓冲队列的链路传输带宽、各缓冲队列的传输链路类型；

S2：当数据包到达室内VLC-WiFi异构网络控制器时，QoS需求级别判定模块判定该数据包的QoS需求级别，输出该数据包的QoS需求级别判定结果；

S3：输入缓冲区中的缓冲队列数目、各缓冲队列长度、各缓冲队列的目的媒体访问控制 (Media Access Control,MAC)地址、各缓冲队列的传输链路类型与链路传输带宽，输入用户接收信干噪比，输入VLC系统剩余带宽和WiFi系统剩余带宽，QoS感知级别评估模块评估与该数据包目的MAC地址相同的缓冲队列的QoS感知级别，输出QoS感知级别评估结果；

S4：输入该数据包的QoS需求级别，输入与该数据包目的MAC地址相同的缓冲队列的 QoS感知级别，跨层资源分配模块执行QoS感知的链路选择与带宽分配过程，输出该数据包的缓冲队列长度，输出该缓冲队列的传输链路类型和带宽分配结果。

进一步，所述S2具体方法为：

S201：QoS需求级别判定模块读取新到达数据包的目的媒体访问控制MAC地址，查询该数据包的目的MAC地址所属用户的签约信息；