CN113038615B

CN113038615B - 室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法

Info

Publication number: CN113038615B
Application number: CN202110258713.8A
Authority: CN
Inventors: 刘焕淋; 蒲欣; 陈勇; 黄冰川; 黄美娜
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: China Mobile IoT Co Ltd
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: CN113038615A

Abstract

本发明涉及室内VLC‑WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法，属于光无线通信技术领域。本发明所述的方法首先采用用户中心访问规则确定用户的最大关联VLC AP数目，并采用基于AP负载均衡的用户关联算法确定所有用户的关联AP集合；然后，采用基于干扰抑制的VLC子载波分配算法确定所有VLC AP的已分配子载波集合，抑制室内VLC‑WiFi异构网络的小区间干扰；最后，采用基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法确定所有VLC AP的发射功率控制系数。所述方法通过每个用户关联信噪比高的AP、每个VLC AP使用不对自己的关联用户以外的其他用户产生干扰的子载波和控制VLC AP发射功率，以改善VLC‑WiFi异构网络的小区间干扰问题，提升网络吞吐量和用户满意度。

Description

室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法

技术领域

本发明属于光无线通信技术领域，涉及室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法。

背景技术

可见光通信(Visible Light Communication，VLC)-无线保真(WirelessFidelity，WiFi)异构网络由于通信速率高、能耗低、稳定可靠等优势，已经受到广泛的关注和研究。VLC网络通常采用多接入点(Access Point，AP)密集部署方案以实现室内通信的全覆盖。然而，多VLC AP的通信覆盖面积相互重叠会导致小区间干扰(Inter CellInterference，ICI)问题的发生，从而影响用户体验以及系统吞吐量。通过设计有效的干扰管理方法，ICI可以在资源分配的过程中得到抑制，因此，基于干扰管理的资源分配方法能够极大地提升系统吞吐量性能。室内无线通信网络的资源分配即是指用户关联、载波分配和发射功率控制这三项内容，基于干扰管理的思路设计一种联合用户关联、载波分配和功率控制的资源分配方法对于系统性能提升至关重要。

发明内容

本发明的核心在于提供室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法，降低小区间干扰对用户速率的影响，提升系统吞吐量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法包括以下步骤：

S1：定义用户集合、VLC用户集合、VLC AP集合、VLC子载波集合、WiFi子载波集合。定义VLC子载波带宽为1MHz、WiFi子载波带宽为1MHz、VLC噪声功率谱密度为1×10^-21、WiFi噪声功率谱密度为-86dBm。定义VLC AP发射功率为10W。定义WiFi AP发射功率为20dBm。初始化用户集合为{1，2，…，25}、VLC AP集合为{1，2，…，16}、WiFi子载波集合为{1，2，…，22}、VLC用户集合为空集。首先，由VLC朗伯辐射模型计算用户到VLC AP的信道增益，由瑞利衰落信道模型计算用户到WiFi AP的信道增益，VLC子载波带宽乘以VLC噪声功率谱密度得到VLC噪声功率，WiFi子载波带宽乘以WiFi噪声功率谱密度得到WiFi噪声功率。其次，VLCAP发射功率乘以用户到VLC AP的信道增益得到用户到VLC AP的接收功率，WiFi AP发射功率乘以用户到WiFi AP的信道增益得到用户到WiFi AP的接收功率，用户到VLC AP的接收功率除以VLC噪声功率得到用户到VLC AP的信噪比，用户到WiFi AP的接收功率除以WiFi噪声功率得到用户到WiFi AP的信噪比。然后，采用基于AP负载均衡的用户关联算法，确定用户集合中每个用户是关联在WiFi AP集合中，或者用户关联在VLC AP集合中，并将关联到VLCAP集合中的用户保存在VLC用户集合中。

S2：定义用户请求速率，用户请求速率的取值范围为{20，40，60，80，100}。初始化用户请求速率。定义用户的关联VLC AP集合。判断用户与VLC AP集合中的VLC AP是否关联，若是，将该VLC AP保存在用户的关联VLC AP集合中。定义光电转换系数为0.53A/W。由公式

计算VLC用户集合中所有用户的优先级系数，η表示用户优先级系数；r表示用户请求速率；B表示子载波带宽；N₀表示VLC噪声功率谱密度；γ表示光电转换系数；.j表示VLC AP的编号；A表示用户的关联VLC AP集合；P表示VLC AP发射功率；H_j表示用户到编号为j的VLCAP的信道增益。然后，按照VLC用户集合中用户的优先级系数由大到小的顺序对VLC用户集合中用户进行排序，并依次采用基于干扰抑制的VLC子载波分配算法对用户的关联VLC AP分配子载波。

S3：定义用户的候选VLC AP集合。计算用户的候选VLC AP集合。将用户到VLC AP的信噪比值不为零的VLC AP保存在该用户的候选VLC AP集合中，对用户的候选VLC AP，采用基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法优化VLC AP集合中的VLC AP发射功率。

进一步，所述S1具体方法为：

S11：若用户到所有VLC AP的信噪比均小于该用户到WiFi AP的信噪比，则将该用户保存在VLC用户集合中，采用用户中心访问规则确定该用户的最大关联VLC AP数目，设用户的最大关联VLC AP数目为s，按照该用户到VLC AP的信噪比由大到小的顺序对VLC AP进行排序，使该用户关联前s个VLC AP；否则，判断WiFi子载波集合是否为空。

S12：若WiFi子载波集合是空集，则将该用户保存在VLC用户集合中，采用用户中心访问规则确定该用户的最大关联VLC AP数目，设用户的最大关联VLC AP数目为s，按照该用户到VLC AP的信噪比由大到小的顺序对VLC AP进行排序，该用户关联前s个VLC AP；否则，从WiFi子载波集合中随机选择一个子载波分配给该用户，并将该子载波从WiFi子载波集合中删除。

S13：定义量化单位为20。定义用户请求速率，用户请求速率的取值范围为{20，40，60，80，100}。初始化用户请求速率。对用户请求速率除以量化单位的计算结果向上取整数得到用户请求关联VLC AP数目。定义用户的候选VLC AP集合。将用户到VLC AP的信噪比值不为零的VLC AP保存在用户的候选VLC AP集合中。若用户的请求关联VLC AP数目小于或等于用户的候选VLC AP集合中的VLC AP数目，则确定该用户的最大关联VLC AP数目为用户的请求关联VLC AP数目；否则，确定该用户的最大关联VLC AP数目为用户的候选VLC AP集合中的VLC AP数目。

进一步，所述S2具体方法为：

S21：定义VLC AP的已分配子载波集合。初始化所有VLC AP的已分配子载波集合为空集。初始化VLC子载波集合为{1，2，…，40}。选择优先级系数最高的用户的关联VLC AP集合。若用户的关联VLC AP集合中存在已分配子载波集合不是空集的VLC AP，则将已分配子载波集合不是空集的VLC AP从用户的关联VLC AP集合中删除，将该VLC AP的已分配子载波集合中的所有子载波从VLC子载波集合中删除，判断当前用户的关联VLC AP集合是否为空集；否则，判断当前用户的关联VLC AP集合是否为空集。

S22：若用户的关联VLC AP集合是空集，则将用户的优先级系数设置为无穷小，判断VLC用户集合中所有用户的多VLC AP小区优先级是否均为无穷小；否则，从用户的关联VLC AP集合中随机选择一个VLCAP，由公式

计算该VLCAP的子载波请求数目，n表示VLC AP的子载波请求数目，|C|表示VLC子载波集合中的子载波数目；L表示该VLCAP的关联用户请求速率的总和；k表示用户的关联VLC AP集合中除该VLC AP以外的其他VLCAP，L_k表示编号为k的VLC AP的关联用户请求速率的总和，A表示用户的关联VLC AP集合，从集合C中随机选择一个子载波，判断该子载波是否已被分配给该VLC AP的邻居VLC AP。

S23：根据VLC AP在室内的实际布局位置采用几何方法计算VLC AP到室内其他VLCAP的距离，并按照距离由大到小的顺序对其他VLC AP排序，选择前8个VLC AP作为当前VLCAP的邻居VLC AP。若当前VLC AP的任意一个邻居VLC AP的已分配子载波集合中存在当前子载波，判断是否已经遍历VLC子载波集合中的所有子载波；否则，将该子载波分配给该VLCAP，从VLC子载波集合中删除该子载波，判断该VLC AP的已分配子载波集合中的子载波数目是否等于该VLC AP的子载波请求数目。

S24：若已经遍历VLC子载波集合中的所有子载波，则从当前用户的关联VLC AP集合中删除该VLC AP，并判断当前用户的关联VLC AP集合是否为空集；否则，从VLC子载波集合中重新选择一个子载波，并判断该子载波是否已被分配给该VLC AP的邻居VLC AP。

S25：若VLC AP的已分配子载波集合中的子载波数目等于该VLC AP的子载波请求数目，则从当前用户的关联VLC AP集合中删除该VLC AP，并判断当前用户的关联VLC AP集合是否为空集；否则，判断是否已经遍历VLC子载波集合中的所有子载波。

进一步，所述S3具体方法为：

S31：将用户到VLCAP的信噪比值不为零的VLCAP保存在该用户的候选VLCAP集合中，对用户的候选VLC AP，执行下述步骤：从VLC用户集合中随机选择一个用户。若该用户的任意两个候选VLC AP的已分配子载波集合均不存在交集，判断VLC用户集合中的所有用户是否已经被遍历；否则，已分配子载波集合不存在交集的所有候选VLC AP中，用户的非关联VLC AP中信道增益值最大的VLC AP定义为冲突VLC AP，冲突VLC AP的关联用户中定义信道增益值最大用户为当前用户的干扰用户，判断该用户到冲突VLC AP的信道增益是否大于干扰用户到冲突VLC AP的信道增益。

S32：若VLC用户集合中的所有用户已经被遍历，基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法结束；否则，从VLC用户集合中重新选择一个用户，判断该用户的任意两个候选VLC AP的已分配子载波集合是否均不存在交集。

S33：若用户到冲突VLC AP的信道增益大于干扰用户到冲突VLC AP的信道增益，则冲突VLC AP的功率控制系数设置为0，冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的关联用户速率之和的减少量ΔT₁，冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的非关联用户速率之和的增加量ΔT₂，判断ΔT₂-ΔT₁＞0是否成立；否则，冲突VLC AP的功率控制系数设置为用户到冲突VLC AP的信道增益与干扰用户到冲突VLC AP的信道增益的比值，冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的关联用户速率之和的减少量ΔT₁，冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的非关联用户速率之和的增加量ΔT₂，判断ΔT₂-ΔT₁＞0是否成立。

S34：若ΔT₂-ΔT₁＞0，判断VLC用户集合中的所有用户是否已经被遍历；否则，冲突VLC AP的功率控制系数设置为1，判断VLC用户集合中的所有用户是否已经被遍历。

本发明的有益效果在于：本发明提供室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法。首先，对于接入VLC网络的用户，依据用户的请求速率为用户构建多VLC AP小区以合理地规划VLC AP资源；然后，对各用户的多VLC AP小区计算优先级，按优先级由高到低的顺序为VLC AP分配子载波，子载波分配过程遵守载波冲突避免原则以抑制ICI；最后通过衡量干扰VLC AP的发射功率控制效用，设置能够提升系统性能的功率控制系数以抑制子载波复用带来的残余ICI。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图对本发明作详细描述，其中：

图1室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法流程图；

图2基于干扰抑制的VLC子载波分配算法流程图；

图3基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法流程图；

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，图中某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明依据用户请求速率规划每一位用户的最大关联VLC AP数目，用户的最大关联VLCAP数目s的计算方法为：

公式(1)中，r表示用户请求速率；δ表示量化单位，取值为一个整数；

对计算结果向上取整；D表示用户的候选VLCAP集合，若用户到VLCAP的信噪比不为0，就将该VLCAP保存在集合D中；|D|表示用户的候选VLC AP集合中VLC AP的数目。

本发明依据用户请求速率与信道传输速率的差值为用户的多VLCAP小区设置优先级，用户的多VLC AP小区优先级η的计算方法为：

公式(2)中，r表示用户的请求速率；B表示子载波带宽；N表示VLC噪声功率谱密度；γ表示光电转换系数；j表示VLC AP的编号；A表示用户的关联VLC AP集合；P_j表示编号为j的VLC AP的最大发射功率；H_i，j编号为i的用户到编号为j的VLC AP的信道增益。

本发明依据VLC AP的关联用户请求速率为VLC AP设置请求子载波数目，VLC AP的请求子载波数目n的计算方法为：

公式(3)中，C表示VLC子载波集合；|C|表示VLC子载波集合中的子载波数目；L表示VLC AP的关联用户请求速率之和；A表示待分配VLC AP集合；k表示待分配VLC AP集合中的VLC AP编号；∑表示求和符号；

表示对计算结果向下取整数。

下面结合图1详细说明本发明的执行过程：

步骤1：定义用户集合、VLC用户集合、VLC AP集合、VLC子载波集合、WiFi子载波集合，定义VLC子载波带宽为1MHz、WiFi子载波带宽为1MHz、VLC噪声功率谱密度为1×10^-21、WiFi噪声功率谱密度为-86dBm，定义VLC AP发射功率为10W、WiFi AP发射功率为20dBm。

步骤2：初始化用户集合为{1，2，…，N}、VLC AP集合为{1，2，…，A}、VLC子载波集合为{1，2，…，C}、WiFi子载波集合为{1，2，…，E}、VLC用户集合为空集。

步骤3：从用户集合中随机选择一位用户。由VLC朗伯辐射模型计算该用户到VLCAP集合中所有VLC AP的信道增益，由瑞利衰落信道模型计算该用户到WiFi AP的信道增益。VLC子载波带宽乘以VLC噪声功率谱密度得到VLC噪声功率，WiFi子载波带宽乘以WiFi噪声功率谱密度得到WiFi噪声功率。由信道增益与VLC AP发射功率的乘积计算该用户到VLC AP集合中所有VLC AP的接收功率，由信道增益与WiFi AP发射功率的乘积计算该用户到WiFiAP的接收功率。由接收功率与噪声功率的比值计算该用户到VLC AP集合中所有VLC AP的信噪比，同时计算该用户到WiFi AP的信噪比。判断该用户到所有VLC AP的信噪比是否均小于该用户到WiFi AP的信噪比，若是，该用户保存在VLC用户集合中，转步骤4；否则，转步骤6。

步骤4：由公式(1)计算用户的最大关联VLC AP数目s，按照该用户到VLC AP的信噪比由大到小的顺序对VLC AP进行排序，该用户关联前s个VLC AP，转步骤5。

步骤5：判断用户集合中的所有用户是否已经遍历，若是，对VLC用户集合中的用户执行基于干扰抑制的VLC子载波分配算法，转步骤7；否则，转步骤3。

步骤6：判断WiFi子载波集合是否为空集。若是，转步骤3；否则，该用户关联WiFiAP，从WiFi子载波集合中随机选择一个子载波分配给用户i，并将该子载波从WiFi子载波集合中删除，转步骤5。

步骤7：对VLC用户集合中的用户执行基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法。

下面结合图2详细说明本发明之基于干扰抑制的VLC子载波分配算法的执行过程：

步骤1：初始化所有VLC AP的已分配子载波集合为空集。

步骤2：定义并初始化用户请求速率。定义用户的关联VLC AP集合，将用户的所有关联VLC AP保存在该集合内。定义光电转换系数为0.53A/W。采用公式(2)计算得到用户集合中所有用户的优先级系数。

步骤3：初始化VLC子载波集合C＝{1，2，…，40}。选择优先级系数最高的用户的关联VLC AP集合。

步骤4：判断用户的关联VLC AP集合中是否存在已分配子载波为空集的VLC AP，若是，将已分配子载波集合不为空集的VLC AP从当前用户的关联VLC AP集合中删除，并将该VLC AP的已分配子载波集合中的所有子载波从VLC子载波集合中删除，转步骤5；否则，转步骤5。

步骤5：判断用户的关联VLC AP集合是否为空集，若是，当前用户的优先级系数设置为无穷小，转步骤10；否则，从当前用户的关联VLC AP集合中随机选择一个VLC AP，由公式(3)计算VLC AP的子载波请求数目n，定义该VLC AP的邻居VLC AP集合，转步骤6。

步骤6：根据VLC AP在室内的实际布局位置采用几何方法计算VLC AP到室内其他VLC AP的距离，并按照距离由大到小的顺序对其他VLC AP排序，选择前8个VLC AP作为当前VLC AP的邻居VLC AP。从VLC子载波集合中随机选择一个子载波。

步骤7：判断该子载波是否已被分配给该VLC AP的任意一个邻居VLC AP，若是，转步骤8；否则，该子载波分配给该VLC AP，从VLC子载波集合中删除该子载波，转步骤9。

步骤8：判断VLC子载波集合中的所有子载波是否已经遍历，若是，从当前用户的关联VLC AP集合中删除该VLC AP，转步骤5；否则，从VLC子载波集合中重新选择一个子载波，转步骤7。

步骤9：判断该VLC AP的已分配子载波集合中的子载波数目是否等于n，若是，从当前用户的关联VLC AP集合中删除该VLC AP，转步骤5；否则，转步骤8。

步骤10：判断VLC用户集合中所有用户的优先级系数是否均为无穷小，若是，基于干扰抑制的VLC子载波分配算法结束；否则，转步骤3。

下面结合图3详细说明本发明之基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法的执行过程：

步骤1：从VLC用户集合中随机选择一个用户。定义用户到VLC AP的信噪比不为零的VLC AP为用户的候选VLC AP。判断该用户的任意两个候选VLC AP的已分配子载波集合是否均不存在交集，若是，转步骤n；否则，转步骤2。

步骤2：已分配子载波集合不存在交集的所有候选VLC AP中，用户的非关联VLC AP中信道增益值最大的VLC AP定义为冲突VLC AP。冲突VLC AP的关联用户中，定义信道增益值最大用户为当前用户的干扰用户。

步骤3：判断该用户到冲突VLC AP的信道增益是否大于干扰用户到冲突VLC AP的信道增益，若是，冲突VLC AP的功率控制系数设置为0，转步骤4；否则，冲突VLC AP的功率控制系数设置为用户到冲突VLC AP的信道增益与干扰用户到冲突VLC AP的信道增益的比值，转步骤4。

步骤4：冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的关联用户速率之和的减少量ΔT₁。冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的非关联用户速率之和的增加量ΔT₂。判断ΔT₂-ΔT₁＞0是否成立，若是，转步骤5；否则，冲突VLC AP的功率控制系数设置为1，转步骤5。

步骤5：判断VLC用户集合中的所有用户是否已经遍历，若是，基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法结束；否则，转步骤1。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.室内VLC-WiFi异构网络联合子载波分配与功率控制资源分配方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：首先，由VLC朗伯辐射模型计算用户到VLC AP的信道增益，由瑞利衰落信道模型计算用户到WiFi AP的信道增益，VLC子载波带宽乘以VLC噪声功率谱密度得到VLC噪声功率，WiFi子载波带宽乘以WiFi噪声功率谱密度得到WiFi噪声功率；其次，VLC AP发射功率乘以用户到VLC AP的信道增益得到用户到VLC AP的接收功率，WiFi AP发射功率乘以用户到WiFi AP的信道增益得到用户到WiFi AP的接收功率，用户到VLC AP的接收功率除以VLC噪声功率得到用户到VLC AP的信噪比，用户到WiFi AP的接收功率除以WiFi噪声功率得到用户到WiFi AP的信噪比；然后，采用基于AP负载均衡的用户关联算法，确定用户集合中每个用户是关联在WiFi AP集合中，或者用户关联在VLC AP集合中，并将关联到VLC AP集合中的用户保存在VLC用户集合中；

其中，上述基于AP负载均衡的用户关联算法的具体步骤如下：

S101：若用户到所有VLC AP的信噪比均小于该用户到WiFi AP的信噪比，则将该用户保存在VLC用户集合中，采用用户中心访问规则确定该用户的最大关联VLC AP数目，用户的最大关联VLC AP数目记为s，按照该用户到VLC AP的信噪比由大到小的顺序对VLC AP进行排序，使该用户关联前s个VLC AP；否则，判断WiFi子载波集合是否为空，用户访问中心规则如S103；

S102：若WiFi子载波集合是空集，则将该用户保存在VLC用户集合中，采用用户中心访问规则确定该用户的最大关联VLC AP数目，设用户的最大关联VLC AP数目为s，按照该用户到VLC AP的信噪比由大到小的顺序对VLC AP进行排序，该用户关联前s个VLC AP；否则，从WiFi子载波集合中随机选择一个子载波分配给该用户，并将该子载波从WiFi子载波集合中删除；

S103：所述用户中心访问规则，是根据用户请求速率，对用户请求速率除以用户集合中的最小速率值并对计算结果向上取整数，得到用户请求关联VLC AP数目，定义用户的候选VLC AP集合，将用户到VLC AP的信噪比值不为零的VLC AP保存在用户的候选VLC AP集合中，若用户的请求关联VLC AP数目小于或等于用户的候选VLC AP集合中的VLC AP数目，则确定该用户的最大关联VLC AP数目为用户的请求关联VLC AP数目；否则，确定该用户的最大关联VLC AP数目为用户的候选VLC AP集合中的VLC AP数目；

S2：对关联在VLC AP集合中的用户，根据用户的请求速率，由公式

计算VLC用户集合中所有用户的优先级系数，η表示用户优先级系数，r表示用户请求速率，B表示子载波带宽，N₀表示VLC噪声功率谱密度，γ表示光电转换系数，j表示VLC AP的编号，A表示用户的关联VLC AP集合，P表示VLC AP发射功率，H_j表示用户到编号为j的VLC AP的信道增益；然后，按照VLC用户集合中用户的优先级系数由大到小的顺序对VLC用户集合中用户进行排序，并依次采用基于干扰抑制的VLC子载波分配算法对用户的关联VLC AP分配子载波；

其中，基于干扰抑制的VLC子载波分配算法对用户的关联VLC AP分配子载波的具体步骤如下：

S201：根据用户的请求速率，计算用户优先级系数η，并按照VLC集合中用户的优先级系数由大到小的顺序对VLC用户集合中用户进行排序，选择优先级系数最高的用户的关联在VLC AP集合中，若用户的关联VLC AP集合中存在已分配子载波集合不是空集的VLC AP，则将已分配子载波集合不是空集的VLC AP从用户的关联VLC AP集合中删除，将该VLC AP的已分配子载波集合中的所有子载波从VLC子载波集合中删除；否则，判断当前用户的关联VLCAP集合是否为空集；

S202：若用户的关联VLC AP集合是空集，则将用户的优先级系数设置为无穷小，判断VLC用户集合中所有用户的多VLC AP小区优先级是否均为无穷小；否则，从用户的关联VLCAP集合中随机选择一个VLC AP，由公式

计算该VLC AP的子载波请求数目，n表示VLC AP的子载波请求数目，|C|表示VLC子载波集合中的子载波数目；L表示该VLCAP的关联用户请求速率的总和；k表示用户的关联VLC AP集合中除该VLC AP以外的其他VLCAP，L_k表示编号为k的VLC AP的关联用户请求速率的总和，A表示用户的关联VLC AP集合，从集合C中随机选择一个子载波，判断该子载波是否已被分配给该VLC AP的邻居VLC AP；

S203：根据室内VLC AP实际布局确定当前VLC AP的邻居VLC AP，若当前VLC AP的任意一个邻居VLC AP的已分配子载波集合中存在当前子载波，判断是否已经遍历VLC子载波集合中的所有子载波；否则，将该子载波分配给该VLC AP，从VLC子载波集合中删除该子载波，判断该VLC AP的已分配子载波集合中的子载波数目是否等于该VLC AP的子载波请求数目；

S204：若已经遍历VLC子载波集合中的所有子载波，则从当前用户的关联VLC AP集合中删除该VLC AP，并判断当前用户的关联VLC AP集合是否为空集；否则，从VLC子载波集合中重新选择一个子载波，并判断该子载波是否已被分配给该VLC AP的邻居VLC AP；

S205：若VLC AP的已分配子载波集合中的子载波数目等于该VLC AP的子载波请求数目，则从当前用户的关联VLC AP集合中删除该VLC AP，并判断当前用户的关联VLC AP集合是否为空集；否则，判断是否已经遍历VLC子载波集合中的所有子载波；

S3：计算用户的候选VLC AP集合，将用户到VLC AP的信噪比值不为零的VLC AP保存在该用户的候选VLC AP集合中；对用户的候选VLC AP，采用基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法优化VLC AP集合中的VLC AP发射功率；

其中，基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法具体步骤如下：

S301：将用户到VLC AP的信噪比值不为零的VLC AP保存在该用户的候选VLC AP集合中，对用户的候选VLC AP，执行下述步骤：从VLC用户集合中随机选择一个用户，若该用户的任意两个候选VLC AP的已分配子载波集合均不存在交集，判断VLC用户集合中的所有用户是否已经被遍历；否则，已分配子载波集合不存在交集的所有候选VLC AP中，判断该用户到冲突VLC AP的信道增益是否大于该用户的干扰用户到冲突VLC AP的信道增益；

S302：若VLC用户集合中的所有用户已经被遍历，则基于残余干扰消除的VLC AP发射功率控制算法结束；否则，从VLC用户集合中重新选择一个用户，判断该用户的任意两个候选VLC AP的已分配子载波集合是否均不存在交集；

S303：若用户到冲突VLC AP的信道增益大于干扰用户到冲突VLC AP的信道增益，则冲突VLC AP的功率控制系数设置为0，冲突VLC AP以最大发射功率乘功率控制系数服务它的关联用户时，计算冲突VLC AP的关联用户速率之和的减少量ΔT₁，计算冲突VLC AP的非关联用户速率之和的增加量ΔT₂，判断ΔT₂-ΔT₁>0是否成立；否则，冲突VLC AP的功率控制系数设置为用户到冲突VLC AP的信道增益与干扰用户到冲突VLC AP的信道增益的比值，计算冲突VLC AP的关联用户速率之和的减少量ΔT₁，计算冲突VLC AP的非关联用户速率之和的增加量ΔT₂，判断ΔT₂-ΔT₁>0是否成立；

S304：若ΔT₂-ΔT₁>0，判断VLC用户集合中的所有用户是否已经被遍历；否则，冲突VLCAP的功率控制系数设置为1，判断VLC用户集合中的所有用户是否已经被遍历。