一种室内可见光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法技术

公开了一种光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法，该方法基于正交频分复用调制将所有子载波进行特殊分组，每个子载波组视为一个虚拟子载波集，在可见光通信网络中，通过中心协调器将每个光接入点的这些虚拟的子载波集分配给小区不同区域，不同区域中的用户利用所分配的子载波集中的频带资源实现到可见光接入点的无干扰接入，且中心协调器可以根据用户因移动引起的位置变化、用户的业务需求变化等动态因素对子载波集覆盖的区域进行动态分配，保证网络中所有用户的服务质量。保证网络中所有用户的服务质量。保证网络中所有用户的服务质量。

【技术实现步骤摘要】
一种室内可见光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法


[0001]本申请涉及光通信
，特别涉及一种光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法。

技术介绍

[0002]可见光通信(Visible Light Communication，VLC)是指利用400
‑
700nm可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。VLC可以提供接近400THz的可用带宽，具有不易受电磁干扰、安全保密和不会危害人眼安全等特点，以现有基于LED的基础照明设施作为无线接入点，可为室内无线通信提供一种安全、高速、灵活及绿色的接入方式。室内用户需求多为网页浏览、音视频点播和文件下载等典型非对称业务，下行流量占据绝大部分通信业务，高速VLC技术可为下行链路的大容量通信需求提供有效保障。
[0003]由于光的传播衰减特性和用户接收机的视场角限制导致发射机的覆盖范围受限，所论无论是在可见光独立局域网还是在与其它网络进行融合的无线异构网中，为了最大限度提高系统容量，高密度光小区布局是必然选择。当用户随机分布时，单个光接入点可能需要对其覆盖范围下的多个用户服务，这就要求在服务质量保证的同时优化通信系统容量。同时，高密度接入点布局必然会造成VLC网络中相邻光小区间覆盖范围的相互重叠，位于光重叠区域的用户会接收到来自多个VLC发射机发送的直视信号，这些信号相互叠加，会对用户的正常通信造成严重干扰。现有技术中S.Dimitrov等人将VLC网络中临近小区的工作频段设置为不同的工作波长，如830nm，870nm和940nm，对空间区域信干噪比的研究结果表明，该方法能够有效避免通信“死亡”区域的存在，对于降低邻小区间的干扰效果明显。对于普通白光LED，无法设定其发光波长，但可将白光LED的可用传输带宽分为若干频带，相邻的接入点被分配于不同频带以达到降低邻小区间干扰的效果。这种频率复用方法的优势在于策略简单，但是频谱的强制划分使得频谱利用率较低，再考虑到商用白光LED实际的调制带宽一般只有30MHz，所能划分的频段也非常有限，并不适合于接入人数较多得大规模室内VLC网络。提高小区间的频率复用率是优化频谱利用率的保证，但室内VLC网络下用户随机分布带来的干扰管理是亟待解决的问题。针对该问题，提出了基于用户调度方案的小区间干扰管理策略，通过小区协作使原来位于小区边缘的用户处于融合后逻辑小区的中心，且对通信链路相互干扰的用户依据公平性指标采用时分接入，但该方法不能根据用户的实时信道状态对时域资源进行动态调整，导致移动用户的通信链路对其他用户造成很大的干扰，用户的服务质量很难保证，不适用于动态用户接入场景中小区间干扰的管理。
[0004]多用户接入和光小区间的干扰管理是构建室内VLC网络的关键技术，尤其在VLC技术融入未来室内无线通信网络的背景下，更具重要意义。因此，亟需一种技术方案用来解决可见光通信中邻小区之间的光干扰问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法，以消除了相邻光小区之间的干扰，改善了小区的频谱利用率，提高用户的可达速率，保障用户的服务质量。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]本申请实施例提供了一种光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0008]第一步，网络构建及初始化：
[0009]A：中心协调器根据上行信号确定用户所在的覆盖区域；
[0010]B.VLC交换机发送广播信号；
[0011]第二步，对信号进行串/并转换、正交振幅调制：
[0012]对所述二进制数据流进行串/并转换和正交振幅调制，得到并行信号复向量；
[0013]第三步，共轭对称映射：
[0014]对所述并行的信号复向量进行共轭对称映射，得到共轭对称向量；
[0015]第四步，虚拟子载波分组：
[0016]对所述共轭对称量进行子载波分组，得到μ个子载波集；
[0017]第五步，用户选择光接入点，光接入点在对应虚拟子载波集上加载用户的数据：
[0018]所述用户通过上行链路将自己的位置信息和所选择的光接入点传输到中心协调器，所述中心协调器根据用户的位置信息协调对应的光接入点在对应的虚拟子载波集中分配子载波组传输该用户的数据流；
[0019]第六步，IFFT变化及限幅：
[0020]对所述用户数据的频域信号进行逆傅里叶变换，并对得到的正实值信号进行零偏限幅。
[0021]第七步，驱动光源分组发光：
[0022]所述零偏限幅后得到的单极性信号驱动对应的可见光源分组发光；
[0023]第八步，经过光电探测器、查找子载波索引、进行FFT变化：
[0024]用户终端接收到光信号，并根据所述中心协调器发送的子载波集区域覆盖信息确定所占用的虚拟子载波集索引号，然后对所述接收到的光信号进行傅里叶变换；
[0025]第九步，取出虚拟子载波集上的有用信号，QAM解调：
[0026]用户取出加载在子载波上的有用信号，再进行QAM解调得到恢复出来的二进制数据流。
[0027]可选地，所述复信号向量为：X
D
＝[X1,X2,
…
,X
k
]，其中，k＝1,2,
…
,N/2
‑
1，N为逆傅里叶变换的长度，并且N为大于1的正整数。
[0028]可选地，所述共轭对称向量为：
[0029][0030]可选地，所述μ个子载波集为：
[0031]g1:{1,3,5,
…
,N
‑
1}
[0032]g2:{2,6,10,
…
,N
‑
2}
[0033]g3:{4,12,20,
…
,N
‑
4}
[0034][0035]g
μ
:{2
μ
‑1,3
·2μ
‑1,5
·2μ
‑1,
…
,N
‑2μ
‑1}
[0036]其中，μ＝1,2,3,
…
,log2N
‑
1。
[0037]可选地，所述可见光源为LED光源。
[0038]可选地，所述用户终端内嵌有光电探测器，所述光电探测器将接收到的所述光信号变为电信号向量y＝[y0,y1,y2…
,y
N
‑1]。
[0039]可选地，所述用户终端根据信噪比选择所述光源接入点。
[0040]可选地，根据正交频分复用调制将所有子载波进行分组，得到所述子载波集，所述中心协调器将每个光接入点的这些虚拟子载波集分配给可见光通信网络中每个光小区的不同区域。
[0041]可选地，当所述用户本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，网络构建及初始化：A：中心协调器根据上行信号确定用户所在的覆盖区域；B.VLC交换机发送广播信号；第二步，每个光接入点对广播信号进行串/并转换、正交振幅调制：对所述广播信号进行串/并转换和正交振幅调制，得到并行信号复向量；第三步，共轭对称映射：对所述并行的信号复向量进行共轭对称映射，得到共轭对称向量；第四步，虚拟子载波分组：对所述共轭对称量进行子载波分组，得到μ个子载波集；第五步，用户选择光接入点，光接入点在对应虚拟子载波集上加载用户的数据：所述用户通过上行链路将自己的实时位置信息和所选择的光接入点传输到中心协调器，所述中心协调器根据用户的位置信息协调对应的光接入点在对应的虚拟子载波集中分配子载波组传输该用户的数据流；第六步，IFFT变化及限幅：对所述用户数据的频域信号进行逆傅里叶变换，并对得到的正实值信号进行零偏限幅。第七步，驱动光源分组发光：所述零偏限幅后得到的单极性信号驱动对应的可见光源分组发光；第八步，经过光电探测器、查找子载波索引、进行FFT变化：用户终端接收到光信号，并根据所述中心协调器发送的子载波集区域覆盖信息确定所占用的虚拟子载波集索引号，然后对所述接收到的光信号进行傅里叶变换；第九步，取出虚拟子载波集上的有用信号，QAM解调：用户取出加载在子载波上的有用信号，再进行QAM解调得到恢复出来的二进制数据流。2.根据权利要求1所述的光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法，其特征在于，所述复信号向量为：X
D
＝[X1，X2，
…
，X
k
]，其中，N为逆傅里叶变换的长度，并且N为大于1的正整数。3.根据权利要求1所述的光通信网络中邻小区间光干扰的管理方法，其特征在于，所述共轭对称向量为：4.根据权利要求2所述的光通信网络中邻小区间光干扰的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓莉君，韩丽君，
申请(专利权)人：渭南师范学院，
类型：发明
国别省市：