本发明专利技术实施例公开了一种室内可见光-家庭基站异构网络中的资源分配方法及装置，应用于调度器，所述调度器连接室内可见通信LED接入点和无线家庭基站，本发明专利技术实施例将遗传算法融合到室内可见光-家庭基站异构网络中去，求得较优的信道分配方案，根据该分配方案分配可见光和家庭基站两种信道资源中信道资源；本发明专利技术实施例中，将信道分配方案转化为二进制码，从而进行遗传运算，优化了网络信道资源配置，降低了分配方法的复杂度，提高了分配效率和网络资源效用，可应用到实际的室内可见光-家庭基站异构网络中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术特别涉及一种室内可见光-家庭基站异构网络中的资源分配方法及装置。
技术介绍
可见光通信是一项将信息耦合在LED照明设备上以有机结合照明功能和通信功 能的新兴无线通信技术。 众所周知，可见光通信具有高传输速率、与传统电磁频段无干扰等特点，但是，可 见光通信的信号能量90%以上集中在直射径上，因此很容易受到障碍物的遮挡产生中断； 同时，由于路径损耗较大（正比于传输距离的平方）且会受到接收器接收角（FOV:fieldof view)的限制，使得可见光通信的覆盖范围有限，在室内，一个可见通信LED接入点的光源 仅可信号覆盖半径〇. 5m-l. 5m的圆形区域，因此需要阵列部署可见通信LED光源以满足区 域网络覆盖需求。相对而言，传统无线电磁频段覆盖范围较大，但网络干扰受限，传输速率 难以满足用户日益增长的数据速率需求。因此，可见光通信与传统无线通信融合组网，优势 互补（速率和覆盖范围），是当前的热点研究方向之一。 然而，现有技术侧重对可见光通信中异构融合网络的容量进行理论分析，而在实 际系统中，则缺少一种实用的可见光异构网络中的联合资源分配方法，尤其是针对室内可 见光与无线家庭异构网络中的资源分配方法，以优化资源配置，提高资源效用。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了一种室内可见光-家庭基站异构网络中的资源分配方法及 装置，用于解决现有技术中缺少可实用的可见光与无线家庭基站异构网络中的联合资源分 配方法，进而造成的此异构网络的资源配置差以及资源效用低的问题。技术方案如下： 本专利技术实施例公开了一种室内可见光-家庭基站异构网络中的资源分配方法，应 用于调度器，所述调度器连接室内可见通信LED接入点和无线家庭基站；其特征在于，包括 以下步骤： S1 :随机或按照预设的算法生成多个二维矩阵PMK，得到由所述多个二维矩阵PMK构 成的第一信道分配解集；其中，每一个二维矩阵PMK均为一个信道分配解，所述二维矩阵PMK 由处于可见光光源照射区域内的Μ个终端设备对应的一维矩阵构成，任一所述一维矩阵均 由该一维矩阵对应的终端设备的所有信道分配指示因子ρ构成，其中，可见光和家庭基 站两种信道资源共包含有Κ个信道资源，对于me{1，2，···，M}，ke{1，2,…，Κ}，其满足 Pnae 1〇,Π，且对于任意一个k，ΣΡΡηΑ二1，使得二维矩阵Ρ?(由二进制码构成； S2 :以优化目作为适应度对第一信道分配解集进行遗传算法中的选择 运算，得到第二信道分配解集，其中，表示为终端设备m的资源效用； S3:对由步骤S2得到的第二信道分配解集中的每个信道分配解，以预设的交叉概 率选择两个终端设备进行配对，交换相同信道资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；S4:判断是否满足遗传算法预设的终止条件，如果是，则解码输出所述第三信道分 配解集中能使最大的信道分配解，根据解码输出的信道分配解分配可见光和家庭基 站两种信道资源中的信道资源；否则将第三信道分配解集作为第一信道分配解集返回步骤S2〇 较优的，所述随机或按照预设的算法生成多个二维矩阵PMK包括： 随机生成多个所述二维矩阵PMK; 或，对处在单光源照射区域的终端设备按照资源效用Uni分配可见光子信道，对多 光源重叠照射区域的终端设备按照资源效用分配家庭基站子信道，具体分配方法为一个 迭代的过程：对每个信道资源，分配给效用函数最大的终端设备后，更新资源效用IV然后 以同样的方法分配下一个信道资源，直到所有信道资源分配完毕，得到一个二维矩阵PMK，复 制所述二维矩阵？"<生成多个相同的所述二维矩阵PMK;其中，单光源照射区域表示该区域仅 被一个可见通信LED的光源照射覆盖，多光源重叠照射区域表示该区域被至少两个可见通 信LED的光源照射覆盖。 较优的，所述以优化目标Σ?1 Um作为适应度对第一信道分配解集中进行遗传算法 中的选择运算，得到第二信道分配解集具体为： 对第一信道分配解集中的多个信道分配解，按照其对应的大小由高到低 进行排序，并选择排在前面的预设数量个信道分配解；对所述预设数量个信道分配解采用 轮盘赌选择法复制出多个信道分配解构成第二信道分配解集，第二信道分配解集中信道分 配解的个数与第一信道分配解集中的信道分配解的个数相等。 较优的，所述步骤S3和步骤S4之间还包括步骤： S3. 1 :对从步骤S3得到的第三信道分配解集中的每个信道分配解进行变异运算： 在每个信道分配解中，以预设的变异概率对同一终端设备的一个或多个为零值的信道分配 指示因子Ρ"α进行取反运算，并将进行了取反运算的信道分配指示因子Ρ对应所在的 信道资源中其他移动终端的信道分配指示因子Ρ的值变为零值，得到变异运算后的第三 信道分配解集。 较优的，所述判断是否满足遗传算法预设的终止条件包括： 判断整个算法的进化代数是否已达预定的最大代数，其中，执行步骤S2的次数为 整个算法的进化代数； 或，判断第三信道分配解集中信道分配解对应的最大的值是否已经趋于 稳定。 本专利技术实施例还公开了一种室内可见光-家庭基站异构网络中的资源分配装置， 应用于调度器，所述调度器连接室内可见通信LED接入点和无线家庭基站，其特征在于，所 述装置包括： 初始信道分配解集生成模块，用于随机或按照预设的算法生成多个二维矩阵PMK， 得到由所述多个二维矩阵PMK构成的第一信道分配解集；其中，每一个二维矩阵PMK均为一 个信道分配解，所述二维矩阵PMK由处于可见光光源照射区域内的Μ个终端设备对应的一 维矩阵构成，任一所述一维矩阵均由该一维矩阵对应的终端设备的所有信道分配指示因子 0|^构成，其中，可见光和家庭基站两种信道资源共包含有1(个信道资源，对于111￡{1，2，··· ，1}，1^{1，2，*"，1(}，其满足0"1,1^{〇，1}，且对于任意一个1^，25^^1< = 1，使得二维矩 阵PMI(由二进制码构成；选择运算模块，用于以优化目标Σ?1Um作为适应度对第一信道分配解集进行遗传 算法中的选择运算，得到第二信道分配解集，其中，11"表示为终端设备m的资源效用； 交叉运算模块，用于对由选择运算模块得到的第二信道分配解集中的每个信道分 配解，以预设的交叉概率选择两个终端设备进行配对，交换相同信道资源位置上的信道分 配指示因子Ρ"α，得到第三信道分配解集； 终止条件判断模块，用于判断是否满足遗传算法预设的终止条件，如果是，则解码 输出所述第三信道分配解集中能使Σ?^?ηα最大的信道分配解，根据解码输出的信道分配解 分配可见光和家庭基站两种信道资源中的信道资源；否则将第三信道分配解集作为第一信 道分配解集输出到选择运算模块中。较优的，所述初始信道分配解集生成模块具体用于： 随机生成多个所述二维矩阵ΡΜΚ，得到由所述多个二维矩阵ΡΜΚ构成的第一信道分 配解集； 或，对处在单光源照射区域的终端设备按照资源效用Uni分配可见光子信道，对多 光源重叠照射区域的终端设备按照资源效用分配家庭基站子信道，具体分配方法为一个 迭代的过程：对每个信道资源，分配给效用函数最大的终端设备后，更新资源效用IV然后 以同样的方法分配下一个信道资源，直到所有信道资源分配完毕，得到一个二维矩阵PMK，复 制所述二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种室内可见光‑家庭基站异构网络中的资源分配方法，应用于调度器，所述调度器连接室内可见通信LED接入点和无线家庭基站；其特征在于，包括以下步骤：S1：随机或按照预设的算法生成多个二维矩阵PMK，得到由所述多个二维矩阵PMK构成的第一信道分配解集；其中，每一个二维矩阵PMK均为一个信道分配解，所述二维矩阵PMK由处于可见光光源照射区域内的M个终端设备对应的一维矩阵构成，任一所述一维矩阵均由该一维矩阵对应的终端设备的所有信道分配指示因子ρm,k构成，其中，可见光和家庭基站两种信道资源共包含有K个信道资源，对于m∈{1,2,…,M},k∈{1,2,…,K}，其满足ρm,k∈{0,1}，且对于任意一个k，使得二维矩阵PMK由二进制码构成；S2：以优化目标作为适应度对第一信道分配解集进行遗传算法中的选择运算，得到第二信道分配解集，其中，um表示为终端设备m的资源效用；S3：对由步骤S2得到的第二信道分配解集中的每个信道分配解，以预设的交叉概率选择两个终端设备进行配对，交换相同信道资源位置上的信道分配指示因子ρm,k，得到第三信道分配解集；S4：判断是否满足遗传算法预设的终止条件，如果是，则解码输出所述第三信道分配解集中能使最大的信道分配解，根据解码输出的信道分配解分配可见光和家庭基站两种信道资源中的信道资源；否则将第三信道分配解集作为第一信道分配解集返回步骤S2。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田辉，张平，范博，白荣林，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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