[发明专利]VLC-WiFi异构网络中基于势博弈的资源分配方法

权利要求书

1.VLC-WiFi异构网络中基于势博弈的资源分配方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：定义用户集合、接入点集合、VLC接入点集合、VLC多色频谱集合，定义用户请求速率为C、VLC接入点发射功率为D、WiFi接入点发射功率为E、平均满意度阈值为m、时间周期为T、公平性指数α为0、公平性指数增量l为F，初始化用户集合为{1,2,…,N}、接入点集合为{0,1,…,A}，其中0表示为WiFi接入点、VLC接入点集合为{1,2,…,A}、VLC多色频谱集合为{红,绿,蓝,黄}；设置具有重叠覆盖区的VLC接入点采用多色频谱集合中的不同多色频谱，根据VLC朗博辐射模型计算用户到VLC接入点的信道增益，根据瑞利衰落信道模型计算用户到WiFi接入点的信道增益，由VLC接入点发射功率乘以用户到VLC接入点的信道增益得到用户到VLC接入点的接收功率，WiFi接入点发射功率乘以用户到WiFi接入点的信道增益得到用户到WiFi接入点的接收功率，用户选择接入接收功率最大的接入点；

S2：VLC接入点采用基于比例公平函数的资源分配算法计算用户的时间资源因子，WiFi接入点采用基于均分时间资源的资源分配算法计算用户的时间资源因子，由香农公式计算用户的信道容量，由时间资源因子与信道容量的乘积得到用户的吞吐量，由用户的吞吐量与请求速率的比值得到用户的满意度；

S3：对用户集合中所有用户执行基于势博弈的接入点更新算法，计算用户接入VLC或WiFi的势函数值，用户重新接入势函数值较大的VLC或WiFi接入点；

S4：计算WiFi接入点内用户的平均满意度，判断WiFi接入点内用户的平均满意度是否低于平均满意度阈值m并且判断α是否小于2，若是，则使α＝α+l，并转步骤S2；否则，结束算法。

2.如权利要求1所述的VLC-WiFi异构网络中基于势博弈的资源分配方法，其特征在于：所述S1具体方法为：

S101：令用户集合为{1,2,…,N}的用户序号依次为{1,2,…,N}，设u＝1，公平性指数增量l为F；设置VLC接入点集合中接入点以阵列的方式均匀分布在天花板上，其序号由左到右、由上到下依次递增，以序号最小的接入点为起点，对不重叠覆盖的VLC接入点，从多色频谱集合中随机选择一个颜色频谱，对具有重叠覆盖区的VLC接入点分配多色频谱集合中的一个颜色频谱，直至所有接入点均被分配频谱；

S102：根据朗博辐射模型，计算用户u与VLC接入点之间的用户信道增益，用户u的信道增益计算公式为：

其中，A表示光接收机的接收面积，朗伯辐射系数m＝-ln2/log₂[cos(θ_1/2)]，θ_1/2是LED的半功率角，d_u是LED和第u个用户之间的直线距离，θ_u和φ_u分别是LED的发射角和第u个用户的接收角，ψ_FoV是光接收机视场角，T_S(φ_u)是光集中器增益，g(φ_u)是光滤波器增益；

S103：根据瑞利衰落模型，计算用户u与WiFi接入点之间的用户信道增益，用户u的信道增益计算公式为：

其中，H₀表示信道传递函数，服从标准瑞利分布；X_σ是零均值的高斯随机变量，标准偏差为10dB；L(d_u)表示WiFi接入点发射的信息经过自由空间传播后的路径损耗；

S104：由VLC接入点发射功率乘以用户到VLC接入点的信道增益得到用户到VLC接入点的接收功率，WiFi接入点发射功率乘以用户到WiFi接入点的信道增益得到用户到WiFi接入点的接收功率，依据用户u到各个接入点的接收功率由大到小的顺序对接入点进行排序，用户u选择接入接收功率最大的接入点，判断是否已经遍历用户集合，若是，则转步骤S201；否则，令u＝u+1，并转S102步骤。