室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法
【专利摘要】本发明属于可见光通信领域，提供了一种室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，在室内布置多个等距的LED接入点，设定每个接入点的信号发射功率相同，且单个接入点在单一时刻最多只能对一个用户发送信号，所有接入点受一个中央控制节点控制，然后通过对每个时隙接入点与用户之间的信道信息所构成的矩阵进行运算对多用户进行调度。本发明回避了用户间的干扰，得到在室内分布式可见光通信系统下总容量大、公平性好、硬件实现简单、计算复杂度低的调度方法，可以有效体现该系统用户复用率高的特点。
【专利说明】室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可见光通信领域，具体而言涉及一种室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法。
【背景技术】
[0002]可见光通信技术近年来逐渐成为通信领域研究的热点。其拥有独立于射频频谱的宽带频谱资源，无电磁干扰和辐射，绿色安全，易于隔断信号，保密性好等优点。由于可见光通信系统具有可同时实现室内照明和无线通信的功能，可以在室内布置多个LED接入点构成分布式系统。
[0003]由于可见光通信的信道特性和空间位置紧密相关，在室内可见光通信系统中可以实现高复用率的多用户接入。在分布式系统中的多用户场景下，需要有高效的调度算法来进行对多用户的资源分配和调度，实现多用户共同接入，尽量达到高容量并满足一定的公平性。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，这种室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法为室内分布式可见光通信系统在多用户情境下的资源分配和调度提供解决方案，在较低复杂度下增加系统容量且满足公平性原则。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0006]一种室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，在室内布置多个等距的LED接入点，设定每个接入点的信号发射功率相同，且单个接入点在单一时刻最多只能对一个用户发送信号，所有接入点受一个中央控制节点控制，然后通过对每个时隙接入点与用户之间的信道信息所构成的矩阵进行运算对多用户进行调度。
[0007]所述运算步骤为:
[0008]设定N为LED接入点的数目，K为用户数目，接入点所在平面到用户所在平面的垂直距离为h,接入点与接入点的间距为d,
[0009]S1.在每个时隙，所述中央控制节点获得由反向链路送达的各接入点和用户之间的信道信息构成信道矩阵h(kxn)；
[0010]S2.由信道矩阵产生用户和接入点间的连接矩阵(:(1^);
[0011]S3.再由连接矩阵产生用户间邻接矩阵Ν(κχκ);
[0012]S4.根据邻接矩阵Ν(κχκ)产生无向有权重图模型，并将所述无向有权重图模型称作干扰图，图的顶点集为用户集合，当两个用户能同时收到一个共同接入点的信号时，它们对应的顶点间有边连接；
[0013]S5.每个顶点的权重由比例公平因子和该点的邻点数计算产生；
[0014]S6.从顶点集中选取权重最大的用户，将其加入该时隙被调度的用户集合，从候选集合中去掉该用户和它的邻点用户；如此往复，直至候选集合中没有用户剩余。
[0015]在每个时隙，所述中央控制节点从各个接入点获得反向链路反馈回的信道信息，产生信道矩阵H(KXN)，元素hu为从第j个接入点到第i个用户的信道增益。
[0016]在每个时隙，所述中央控制节点根据信道矩阵H(KXN)，产生连接矩阵C(KXN)，其中每个元素定义为
【权利要求】
1.一种室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在室内布置多个等距的LED接入点，设定每个接入点的信号发射功率相同，且单个接入点在单一时刻最多只能对一个用户发送信号，所有接入点受一个中央控制节点控制，然后通过对每个时隙接入点与用户之间的信道信息所构成的矩阵进行运算，从而对多用户进行调度。
2.根据权利要求1所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:所述运算步骤为: 设定N为LED接入点的数目，K为用户数目，接入点所在平面到用户所在平面的垂直距离为h,接入点与接入点的间距为d, 51.在每个时隙，所述中央控制节点获得由反向链路送达的各接入点和用户之间的信道信息构成信道矩阵H(kxn)； 52.由信道矩阵产生用户和接入点间的连接矩阵(^_； 53.再由连接矩阵产生用户间邻接矩阵Ν(κχκ)； 54.根据邻接矩阵Ν(κχκ)产生无向有权重图模型，并将所述无向有权重图模型称作干扰图，图的顶点集为用户集合，当两个用户能同时收到一个共同接入点的信号时，它们对应的顶点间有边连接； 55.每个顶点的权重由比例公平因子和该点的邻点数计算产生； 56.从顶点集中选取权重最大的用户，将其加入该时隙被调度的用户集合，从候选集合中去掉该用户和它的邻点用户；如此往复，直至候选集合中没有用户剩余。
3.根据权利要求2所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，所述中央控制节点从各个接入点获得反向链路反馈回的信道信息，产生信道矩阵H(KXN),元素Iiij为从第j个接入点到第i个用户的信道增益。
4.根据权利要求3所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，所述中央控制节点根据信道矩阵H(KXN)，产生连接矩阵C(KXN)，其中每个元素定义为
5.根据权利要求4所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，所述中央控制节点根据连接矩阵C(KXN)，产生邻接矩阵Ν(κχκ)，其中每个元素定义为
6.根据权利要求5所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，所述中央控制节点根据邻接矩阵Ν(κχκ)，产生无向有权重图GW(V,E)，称为干扰图；所述干扰图中每个用户对应为图中的一个顶点，顶点集V(G)为场景内的用户集合，边集E (G)的生成原则为:若1^ = 1，用户i和j对应的顶点间有一条边连接，反之不相连。
7.根据权利要求6所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，所述中央控制节点计算干扰图Gw (V，E)中每个顶点的权重，用户i在时隙k的权重计算公式为
8.根据权利要求7述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，所述中央控制节点从V(G)中选出该时隙将被服务的用户，其过程为: Al.候选集合为V(G)，已选出的集合为空集； A2.从候选集合V(G)中选出权重最大的点，加入已选出集合，将已选出点和其邻点从候选集合中删除； A3.重复步骤A2直至候选集合V(G)为空集，此时的已选出集合对应为将被服务的用户
9.根据权利要求8所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:在每个时隙，对于每个被选出的用户，对应cu = I的所有接入点发射相同信号。
10.根据权利要求1所述的室内分布式可见光通信系统中的资源调度方法，其特征在于:选取接收机的接收角度为tf
【文档编号】H04B10/116GK103873146SQ201410093494
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】赵春明, 陶于阳, 梁霄, 王家恒 申请人:东南大学