室內(nèi)可見光-家庭基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的資源分配方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明特別涉及一種室內(nèi)可見光-家庭基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的資源分配方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 可見光通信是一項(xiàng)將信息耦合在LED照明設(shè)備上以有機(jī)結(jié)合照明功能和通信功 能的新興無(wú)線通信技術(shù)。
[0003] 眾所周知，可見光通信具有高傳輸速率、與傳統(tǒng)電磁頻段無(wú)干擾等特點(diǎn)，但是，可 見光通信的信號(hào)能量90%以上集中在直射徑上，因此很容易受到障礙物的遮擋產(chǎn)生中斷； 同時(shí)，由于路徑損耗較大（正比于傳輸距離的平方）且會(huì)受到接收器接收角（FOV:fieldof view)的限制，使得可見光通信的覆蓋范圍有限，在室內(nèi)，一個(gè)可見通信LED接入點(diǎn)的光源 僅可信號(hào)覆蓋半徑〇. 5m-l. 5m的圓形區(qū)域，因此需要陣列部署可見通信LED光源以滿足區(qū) 域網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。相對(duì)而言，傳統(tǒng)無(wú)線電磁頻段覆蓋范圍較大，但網(wǎng)絡(luò)干擾受限，傳輸速率 難以滿足用戶日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)速率需求。因此，可見光通信與傳統(tǒng)無(wú)線通信融合組網(wǎng)，優(yōu)勢(shì) 互補(bǔ)（速率和覆蓋范圍），是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究方向之一。
[0004] 然而，現(xiàn)有技術(shù)側(cè)重對(duì)可見光通信中異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)的容量進(jìn)行理論分析，而在實(shí) 際系統(tǒng)中，則缺少一種實(shí)用的可見光異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合資源分配方法，尤其是針對(duì)室內(nèi)可 見光與無(wú)線家庭異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的資源分配方法，以優(yōu)化資源配置，提高資源效用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種室內(nèi)可見光-家庭基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的資源分配方法及 裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少可實(shí)用的可見光與無(wú)線家庭基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合資源分 配方法，進(jìn)而造成的此異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的資源配置差以及資源效用低的問(wèn)題。技術(shù)方案如下：
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種室內(nèi)可見光-家庭基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的資源分配方法，應(yīng) 用于調(diào)度器，所述調(diào)度器連接室內(nèi)可見通信LED接入點(diǎn)和無(wú)線家庭基站；其特征在于，包括 以下步驟：
[0007] S1 :隨機(jī)或按照預(yù)設(shè)的算法生成多個(gè)二維矩陣PMK，得到由所述多個(gè)二維矩陣PMK構(gòu) 成的第一信道分配解集；其中，每一個(gè)二維矩陣PMK均為一個(gè)信道分配解，所述二維矩陣PMK 由處于可見光光源照射區(qū)域內(nèi)的Μ個(gè)終端設(shè)備對(duì)應(yīng)的一維矩陣構(gòu)成，任一所述一維矩陣均 由該一維矩陣對(duì)應(yīng)的終端設(shè)備的所有信道分配指示因子ρ構(gòu)成，其中，可見光和家庭基 站兩種信道資源共包含有Κ個(gè)信道資源，對(duì)于me{1，2，···，M}，ke{1，2,…，Κ}，其滿足 Pnae 1〇,Π，且對(duì)于任意一個(gè)k，ΣΡΡηΑ二1，使得二維矩陣Ρ?(由二進(jìn)制碼構(gòu)成；
[0008] S2 :以優(yōu)化目作為適應(yīng)度對(duì)第一信道分配解集進(jìn)行遺傳算法中的選擇 運(yùn)算，得到第二信道分配解集，其中，表示為終端設(shè)備m的資源效用；
[0009] S3:對(duì)由步驟S2得到的第二信道分配解集中的每個(gè)信道分配解，以預(yù)設(shè)的交叉概 率選擇兩個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，交換相同信道資源位置上的信道分配指示因子Ρ"α，得到 第三信道分配解集；
[0010]S4:判斷是否滿足遺傳算法預(yù)設(shè)的終止條件，如果是，則解碼輸出所述第三信道分 配解集中能使最大的信道分配解，根據(jù)解碼輸出的信道分配解分配可見光和家庭基 站兩種信道資源中的信道資源；否則將第三信道分配解集作為第一信道分配解集返回步驟S2〇
[0011] 較優(yōu)的，所述隨機(jī)或按照預(yù)設(shè)的算法生成多個(gè)二維矩陣PMK包括：
[0012] 隨機(jī)生成多個(gè)所述二維矩陣PMK;
[0013] 或，對(duì)處在單光源照射區(qū)域的終端設(shè)備按照資源效用Uni分配可見光子信道，對(duì)多 光源重疊照射區(qū)域的終端設(shè)備按照資源效用分配家庭基站子信道，具體分配方法為一個(gè) 迭代的過(guò)程：對(duì)每個(gè)信道資源，分配給效用函數(shù)最大的終端設(shè)備后，更新資源效用IV然后 以同樣的方法分配下一個(gè)信道資源，直到所有信道資源分配完畢，得到一個(gè)二維矩陣PMK，復(fù) 制所述二維矩陣？"<生成多個(gè)相同的所述二維矩陣PMK;其中，單光源照射區(qū)域表示該區(qū)域僅 被一個(gè)可見通信LED的光源照射覆蓋，多光源重疊照射區(qū)域表示該區(qū)域被至少兩個(gè)可見通 信LED的光源照射覆蓋。
[0014] 較優(yōu)的，所述以優(yōu)化目標(biāo)Σ?1 Um作為適應(yīng)度對(duì)第一信道分配解集中進(jìn)行遺傳算法 中的選擇運(yùn)算，得到第二信道分配解集具體為：
[0015] 對(duì)第一信道分配解集中的多個(gè)信道分配解，按照其對(duì)應(yīng)的大小由高到低 進(jìn)行排序，并選擇排在前面的預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)信道分配解；對(duì)所述預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)信道分配解采用 輪盤賭選擇法復(fù)制出多個(gè)信道分配解構(gòu)成第二信道分配解集，第二信道分配解集中信道分 配解的個(gè)數(shù)與第一信道分配解集中的信道分配解的個(gè)數(shù)相等。
[0016] 較優(yōu)的，所述步驟S3和步驟S4之間還包括步驟：
[0017] S3. 1 :對(duì)從步驟S3得到的第三信道分配解集中的每個(gè)信道分配解進(jìn)行變異運(yùn)算： 在每個(gè)信道分配解中，以預(yù)設(shè)的變異概率對(duì)同一終端設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)為零值的信道分配 指示因子Ρ"α進(jìn)行取反運(yùn)算，并將進(jìn)行了取反運(yùn)算的信道分配指示因子Ρ對(duì)應(yīng)所在的 信道資源中其他移動(dòng)終端的信道分配指示因子Ρ的值變?yōu)榱阒担玫阶儺愡\(yùn)算后的第三 信道分配解集。
[0018] 較優(yōu)的，所述判斷是否滿足遺傳算法預(yù)設(shè)的終止條件包括：
[0019] 判斷整個(gè)算法的進(jìn)化代數(shù)是否已達(dá)預(yù)定的最大代數(shù)，其中，執(zhí)行步驟S2的次數(shù)為 整個(gè)算法的進(jìn)化代數(shù)；
[0020] 或，判斷第三信道分配解集中信道分配解對(duì)應(yīng)的最大的值是否已經(jīng)趨于 穩(wěn)定。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種室內(nèi)可見光-家庭基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的資源分配裝置， 應(yīng)用于調(diào)度器，所述調(diào)度器連接室內(nèi)可見通信LED接入點(diǎn)和無(wú)線家庭基站，其特征在于，所 述裝置包括：
[0022] 初始信道分配解集生成模塊，用于隨機(jī)或按照預(yù)設(shè)的算法生成多個(gè)二維矩陣PMK， 得到由所述多個(gè)二維矩陣PMK構(gòu)成的第一信道分配解集；其中，每一個(gè)二維矩陣PMK均為一 個(gè)信道分配解，所述二維矩陣PMK由處于可見光光源照射區(qū)域內(nèi)的Μ個(gè)終端設(shè)備對(duì)應(yīng)的一 維矩陣構(gòu)成，任一所述一維矩陣均由該一維矩陣對(duì)應(yīng)的終端設(shè)備的所有信道分配指示因子 0|^構(gòu)成，其中，可見光和家庭基站兩種信道資源共包含有1(個(gè)信道資源，對(duì)于111￡{1，2，··· ，1}，1^{1，2，*"，1(}，其滿足0"1,1^{〇，1}，且對(duì)于任意一個(gè)1^，25^^1< = 1，使得二維矩 陣PMI(由二進(jìn)制碼構(gòu)成；
[0023]選擇運(yùn)算模塊，用于以優(yōu)化目標(biāo)Σ?1Um作為適應(yīng)度對(duì)第一信道分配解集進(jìn)行遺傳 算法中的選擇運(yùn)算，得到第二信道分配解集，其中，11"表示為終端設(shè)備m的資源效用；
[0024] 交叉運(yùn)算模塊，用于對(duì)由選擇運(yùn)算模塊得到的第二信道分配解集中的每個(gè)信道分 配解，以預(yù)設(shè)的交叉概率選擇兩個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，交換相同信道資源位置上的信道分 配指示因子Ρ"α，得到第三信道分配解集；
[0025] 終止條件判斷模塊，用于判斷是否滿足遺傳算法預(yù)設(shè)的終止條件，如果是，則解碼 輸出所述第三信道分配解集中能使Σ?^?ηα最大的信道分配解，根據(jù)解碼輸出的信道分配解 分配可見光和家庭基站兩種信道資源中的信道資源；否則將第三信道分配解集作為第一信 道分配解集輸出到選擇運(yùn)算模塊中。
[0026]較優(yōu)的，所述初始信道分配解集生成模塊具體用于：
[0027] 隨機(jī)生成多個(gè)所述二維矩陣ΡΜΚ，得到由所述多個(gè)二維矩陣ΡΜΚ構(gòu)成的第一信道分 配解集；
[0028] 或，對(duì)處在單光源照射區(qū)域的終端設(shè)備按照資源效用Uni分配可見光子信道，對(duì)多 光源重疊照射區(qū)域的終端設(shè)備按照資源效用分配家庭基站子信道，具體分配方法為一個(gè) 迭代的過(guò)程：對(duì)每個(gè)信道資源，分配給效用函數(shù)最大的終端設(shè)備后，更新資源效用IV然后 以同樣的方法分配下一個(gè)信道資源，直到所有信道資源分配完畢，得到一個(gè)二維矩陣PMK，復(fù) 制所述二維矩陣PMK生成多個(gè)相同的所述二維矩陣PMK，得到由所述多個(gè)二維矩陣PMK構(gòu)成的 第一信道分配解集；其中，單光源照射區(qū)域表示該區(qū)域僅被一個(gè)可見通信LED的光源照射