CN113395775A - 室内VLC-WiFi混合网络的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种室内VLC‑WiFi混合网络的控制方法，应用于接入控制装置，其中，接入控制装置为二层网络设备，无线通信控制方法包括：生成用户状态信息表，其中，用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，表征电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度；对用户状态信息表进行处理，生成资源分配表；获取用户数据包；以及根据资源分配表，分发用户数据包。本发明提供的控制方法通过获取资源分配表，并根据资源分配表对多个光接入点进行资源分配，以较低的复杂度提高了资源分配效率。

Description

室内VLC-WiFi混合网络的控制方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种室内VLC-WiFi混合网络的控制方法。

背景技术

作为一种新兴的通信方式，可见光通信技术(Visible Light Communication，VLC)凭借丰富的免授权频带得到广泛关注，有望在不久的将来成为移动通信的补充技术。可见光通信部署成本低、方向性好，能够兼顾照明和通信，非常适合室内短距离传输场景。

在室内可见光通信中，接入控制装置是一个重要的组成部分，承担着用户管理和资源分配等任务。单个光接入点的覆盖范围有限，为了保证室内通信的无缝覆盖和均匀照明，一般会部署多个光接入点。

在实现本发明的过程中发明人发现，相关技术中存在对于多个光接入点进行资源分配的复杂度较高，或者要求的信道状态信息难以获得的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种室内VLC-WiFi混合网络的控制方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括：

作为本发明的一个方面，提供了一种室内VLC-WiFi混合网络的控制方法，包括：

应用于接入控制装置，其中，所述接入控制装置为二层网络设备，所述方法包括：

生成用户状态信息表，其中，所述用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，所述用户状态信息表表征所述电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度；

对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表；

获取用户数据包；以及

根据所述资源分配表，分发所述用户数据包。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种室内VLC-WiFi混合网络的控制装置，包括：

生成模块，用于生成用户状态信息表，其中，所述用户状态信息表基于电子设备发送的反馈数据生成，所述用户状态信息表表征所述电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度；

处理模块，用于对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表；

获取模块，获取用户数据包；以及

分发模块，用于根据所述资源分配表，分发所述用户数据包。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种室内VLC-WiFi混合网络的控制系统，包括：

接入控制装置，所述接入控制装置为二层网络设备，用于：

生成用户状态信息表，其中，所述用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，所述用户状态信息表表征所述电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度；

对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表；

获取用户数据包；以及

根据所述资源分配表，分发所述用户数据包；

光接入点，用于接收所述用户数据包，并将所述用户数据包发送给所述电子设备。

基于上述技术方案，本发明相较于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

本发明提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法基于电子设备与光接入点的通信的信号强度来生成资源分配表，并根据资源分配表对多个光接入点进行资源分配，从而降低了资源分配复杂度，提高了资源分配效率。且利用电子设备与光接入点的通信的信号强度来进行资源分配，相比于相关技术中通过直接获取信号的信噪比等其他信道状态信息进行资源分配的方法，本发明提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的应用难度更低。

附图说明

图1示意性示出了本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的应用场景图；

图2示意性示出了根据本发明实施例的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的流程图；

图3示意性示出了根据本发明实施例的光接入点布局示意图；

图4示意性示出了在数据标识信息以及数据信息之间插入控制字段的示意图；

图5示意性示出了控制字段作用的范围的示意图；

图6示意性示出了本发明实施例的初始化操作流程图；以及

图7示意性示出了本发明实施例的室内VLC-WiFi混合网络的控制装置框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法适用于VLC-WiFi混合通信系统中，以实现移动用户访问互联网的功能。图1示意性示出了本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的应用场景图。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本发明实施例的场景图的示例，以帮助本领域技术人员理解本发明的技术内容，但并不意味着本发明实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。

如图1所示，本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的应用场景中可以包括光接入点、射频接入点、电子设备、接入控制装置和路由器。光接入点和射频接入点构成局域网络，为用户提供无缝网络覆盖。用户可以使用电子设备与光接入点和射频接入点交互，以接收或发送数据，其中，光接入点负责下行链路，射频接入点负责上行链路。电子设备上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端和/或社交平台软件等(仅为示例)。

接入控制装置可以应用于单一用户移动场景，但不限于此，还可以应用于多用户移动场景。射频接入点和光接入点可以通过网线与接入控制装置连接，路由器一端与接入控制装置连接，另一端连接互联网，负责为电子设备动态分配局域网IP，其中，路由器可以支持动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)。

电子设备可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑和台式计算机等等。

需要说明的是，本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法可以由接入控制装置执行，其中，接入控制装置可以为二层网络设备。

图2示意性示出了根据本发明实施例的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的流程图。

如图2所示，该方法包括操作S201～S205。

需要说明的是，本发明实施例中的流程图所示的操作除非明确说明不同操作之间存在执行的先后顺序，或者不同操作在技术实现上存在执行的先后顺序，否则，多个操作之间的执行顺序可以不分先后，多个操作也可以同时执行。

在操作S201，生成用户状态信息表，其中，用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，用户状态信息表表征电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度。

根据本发明的实施例，光接入点可以周期性地广播光接入点的标识信息，电子设备接收到光接入点的标识信息后，测量与该光接入点的信号强度，然后将该光接入点的标识信息以及与该光接入点通信的信号强度通过射频接入点反馈给接入控制装置，从而获得电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度。

根据本发明的实施例，用户状态信息表包括每个电子设备的一项或多项光接入点标识信息以及信号强度值信息对。例如，用户状态信息表中可以包括{u，[b1，d1]、[b2，d7]}，其中，u表示电子设备，b1和b2表示光接入点标识，d1表示电子设备u与光接入点b1通信的信号强度，d7表示电子设备u与光接入点b2通信的信号强度。

在操作S202，对用户状态信息表进行处理，生成资源分配表。

在操作S203，获取用户数据包。

在操作S204，根据资源分配表，分发用户数据包。

根据本发明的实施例，电子设备发送的反馈数据还包括频率信息，从而可以根据频率信息调整分发用户数据包的速度。

根据本发明的实施例，可以根据资源分配表，将用户数据包分发给光接入点，以便电子设备利用光接入点的下行链路获取用户数据包。

本发明提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法基于电子设备与光接入点的通信的信号强度来生成资源分配表，并根据资源分配表对多个光接入点进行资源分配，从而降低了资源分配复杂度，提高了资源分配效率。且利用电子设备与光接入点的通信的信号强度来进行资源分配，相比于直接获取信号的信噪比等其他信道状态信息，应用难度更低。

本发明实施例提供了三种利用资源分配算法处理用户状态信息表，生成资源分配表的方法，具体包括静态分配方法、序列图着色方法、max-min方法，将分别通过实施例1、实施例2以及实施例3具体说明。

实施例1

根据本发明实施例，对用户状态信息表进行处理，生成资源分配表包括操作S301～S302。

在操作S301，确定用户状态信息表中的最大信号强度值，并将与最大信号强度值对应的光接入点作为目标光接入点。

根据本发明的实施例，通过将与电子设备通信连接时信号强度值最大的光接入点作为目标光接入点，从而可以保证目标光接入点向电子设备发送用户数据包时数据传输的稳定性。

在操作S302，在确定电子设备与目标光接入点的唯一通信的信号强度值大于预设阈值的情况下，将目标光接入点的数据传输周期中的第一时隙确定为通信时隙信息，否则，按照预设规则确定通信时隙信息，以便根据所述资源分配表中的所述目标光接入点以及所述通信时隙信息分发所述用户数据包。

根据本发明的实施例，目标光接入点的数据传输周期还包括第二时隙、第三时隙以及第四时隙。

根据本发明的实施例，按照预设规则确定通信时隙信息包括以下操作。

从第二时隙、第三时隙以及第四时隙中，按照预设规则确定目标光接入点的目标通信时隙信息。

在多个所述光接入点处于预设排列规则的情况下，预设规则包括以下等式：

SLOT＝LEDID％3+2；

其中，SLOT表示通信时隙信息，LEDID表示目标光接入点编号，LEDID％3表示目标光接入点编号除以3后取余。

以下结合具体示例对本发明实施例1提供的静态分配方法做具体说明，本领域技术人员可以理解，以下示例仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明做出的任何不当限定。

在光接入点的布局方式满足图3所示的蜂窝布局方式以及光接入点编号规律时，可以将每个光接入点的数据传输周期等分为4个时隙，即第一时隙、第二时隙、第三时隙和第四时隙，对于处在光接入点覆盖范围中心的电子设备，即与该光接入点信号强度值最大的电子设备，其与该光接入点的通信连接不受其他光接入点的干扰，此时，可以为该电子设备分配第一时隙，以使光接入点在数据传输周期中的第一时隙向该电子设备发送用户数据包；对于处在光接入点覆盖范围边缘的电子设备，按照其目标接入点为其分配不同的时隙。

对于目标光接入点的确定，根据用户状态信息表，可以将与一电子设备通信的信号强度最大的一光接入点，确定为该电子设备的目标光接入点。例如，电子设备u的用户状态信息表中包括{u，[1，4]，[2，7]}，即电子设备u与光接入点1以及光接入点2通信连接，其中，电子设备u与光接入点1通信连接的信号强度为4，电子设备u与光接入点2通信连接的信号强度为7，则可以确定光接入点2为电子设备u的目标光接入点。

对于通信时隙信息的确定，针对一电子设备，当仅有一个光接入点与该电子设备通信连接，并且该电子设备与光接入点通信连接的信号强度值大于预设阈值的情况下，即该电子设备处在光接入点覆盖范围中心，从而可以将第一时隙分配给该光接入点，即将电子设备的目标光接入点的通信时隙信息确定为第一时隙。其中，预设阈值可以为电子设备处在光接入点中心与边缘区域交界处测量的光接入点的信号强度值。

针对一电子设备，当其不满足仅有一个光接入点该电子设备通信连接，或者该电子设备与光接入点通信连接的信号强度值小于预设阈值的情况时，可以根据公式SLOT＝LEDID％3+2为其确定通信时隙信息，其中，SLOT表示通信时隙信息，LEDID表示目标光接入点编号，LEDID％3表示目标光接入点编号除以3后取余；例如，与该电子设备对应的目标光接入点的序号为10，则10除以3以后取余数，即1，1加2等于3，即将与该电子设备对应的目标光接入点的通信时隙信息确定为第三时隙。

最后，将与电子设备对应的目标光接入点以及目标光接入点的通信时隙信息汇总形成资源分配表。

实施例2

根据本发明的实施例，光接入点包括多个。

根据本发明的实施例，对用户状态信息表进行处理，生成资源分配表包括操作S401～S404。

在操作S401，确定用户状态信息表中的最大信号强度值，并将与最大信号强度值对应的光接入点作为目标光接入点。

在操作S402，获取多个光接入点中的每个光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合。

在操作S403，根据每个光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合，确定目标光接入点的可用时隙信息序列，可用时隙信息序列中包括多个可用时隙信息，多个可用时隙信息按照优先级降序排列

在操作S404，将可用时隙信息序列中优先级最高的可用时隙信息作为通信时隙信息，以便根据资源分配表中的目标光接入点以及通信时隙信息分发用户数据包。

根据本发明的实施例，利用以下等式(1)实现根据时隙占用集合和时隙干扰集合确定目标光接入点的可用时隙集合：

其中，K_a光接入点a的表示时隙占用集合，J_a表示光接入点a的时隙干扰集合，T表示可用时隙序列，u表示电子设备，U_u表示电子设备u的目标光接入点，符号“∪”表示对集合求并集，符号“\”表示符号前集合删除符号后集合的所有元素。

根据本发明的实施例，电子设备包括多个，在对一个电子设备确定目标光接入点以及与目标光接入点对应的通信时隙信息后，控制方法还包括利用以下等式更新光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合，以便对另一电子设备确定目标光接入点以及与目标光接入点对应的通信时隙信息，直至遍历所有电子设备；

其中，K_a表示光接入点a的时隙占用集合，J_a表示光接入点a的时隙干扰集合，u表示电子设备，S_u表示与电子设备u通信连接的光接入点集合。

以下结合具体示例对本发明实施例2提供的序列图着色方法做具体说明，本领域技术人员可以理解，以下示例仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明做出的任何不当限定。

在仅对于一电子设备确定目标光接入点以及通信时隙信息的情况下：

对于目标光接入点的确定，根据用户状态信息表，可以将与一电子设备通信的信号强度最大的一光接入点，确定为该电子设备的目标光接入点。例如，电子设备u的用户状态信息表中包括{u，[1，4]，[2，7]}，即电子设备u与光接入点1以及光接入点2通信连接，其中，电子设备u与光接入点1通信连接的信号强度为4，电子设备u与光接入点2通信连接的信号强度为7，则可以确定光接入点2为电子设备u的目标光接入点。

在确定通信时隙信息之前，可以首先分别获取所有光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合，然后将所有光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合都初始化为空，根据公式(3)确定与该电子设备对应的目标光接入点的可用时隙信息序列。

其中，K_a表示光接入点a的时隙占用集合，J_a表示光接入点a的时隙干扰集合，T表示电子设备u的可用时隙信息序列，S_u表示与电子设备u通信连接的光接入点集合，Uu表示电子设备u的目标光接入点，符号“∪”表示对集合求并集，符号“\”表示符号前集合删除符号后集合的所有元素。

例如，可用时隙序列T＝{1：t1，2：t2，3：t3}，即可用时隙信息序列中的多个可用时隙信息按优先级降序排列，例如，t1可以为优先级最高的可用时隙信息，t2、t3的优先级依次降低。

获得目标光接入点的可用时隙信息序列之后，可以将可用时隙信息序列中优先级最高的可用时隙信息确定为目标光接入点的通信时隙信息，即，对于可用时隙信息序列T＝{1：t1，2：t2，3：t3}而言，可以将t1确定为通信时隙信息。

在对于多个电子设备分别确定目标光接入点以及通信时隙信息的情况下：

对于目标光接入点的确定，根据用户状态信息表，可以分别将与电子设备通信的信号强度最大的一光接入点，确定为该电子设备的目标光接入点，然后根据多个光接入点，生成光接入点集合。例如，用户状态信息表中可以包括{u₁，[1，4]，[2，7]丨u₂，[5，3]，[7，7]}，即电子设备u₁与光接入点1以及光接入点2通信连接，其中，电子设备u₁与光接入点1通信连接的信号强度为4，电子设备u₁与光接入点2通信连接的信号强度为7，电子设备u₂与光接入点5和光接入点7通信连接，其中，电子设备u₂与光接入点5通信连接的信号强度为3，电子设备u₂与光接入点7通信连接的信号强度为7，则可以确定光接入点2为电子设备u₁的目标光接入点，即U₁＝{2}；光接入点7为电子设备u₂的目标光接入点，即U₂＝{7}。

然后确定每个电子设备的时隙信息。按照电子设备的接入顺序，首先选择电子设备u₁分配，其过程与前面仅对于一电子设备的过程一致，并更新电子设备u₁的分配变量R_u1＝t1。然后获取与该电子设备u₁连接的多个光接入点，根据公式(4)更新与该电子设备通信连接的多个光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合。

其中，其中，K_a表示光接入点a的时隙占用集合，J_a表示光接入点a的时隙干扰集合，S_u表示与电子设备u通信连接的光接入点集合，U_u表示电子设备u的目标光接入点。

得到更新后的时隙占用集合和时隙干扰集合之后，可以继续利用上述公式(3)确定电子设备u₂的可用时隙信息，以便从可用时隙信息中确定电子设备u₂的通信时隙信息t_s，然后将电子设备u₂的通信时隙信息加入时隙分配结果R_u，即R_u2＝t_s。

此后可以继续选择另一电子设备u，直至为所有电子设备u均分配有通信时隙信息，最后，根据目标光接入点集合U_u和时隙分配集合R_u生成资源分配表。

实施例3

根据本发明的实施例，光接入点包括多个，每个光接入点与多个电子设备通信连接。

根据本发明的实施例，对用户状态信息表进行处理，生成资源分配表包括操作S501～S510。

在操作S501，确定用户状态信息表中的多个电子设备中每个电子设备的最大信号强度值，并将与每个电子设备的最大信号强度值相对应的光接入点作为目标光接入点；根据系统中的多个光接入点，生成光接入点集合；根据多个电子设备，生成电子设备集合。

在操作S502，对电子设备集合中的电子设备的传输速率进行初始化。

在操作S503，从时隙分配周期中获取第一时隙信息，作为待分配时隙信息。

在操作S504，基于待分配时隙信息和电子设备集合，生成辅助集合。

在操作S505，对光接入点集合中的多个光接入点的干扰变量执行初始化操作，将所述干扰变量标记为非干扰状态。

在操作S506，基于待分配时隙信息，确定辅助集合中传输速率最小的电子设备，作为待处理电子设备。

在操作S507，确定与待处理电子设备对应的目标光接入点为待处理光接入点。

在操作S508，获取待处理光接入点对应的干扰变量，并判断干扰变量的干扰状态。

在干扰变量满足第一预设条件的情况下，执行以下操作：

将待分配时隙信息作为与待处理电子设备对应的通信时隙信息；

从辅助集合中剔除所有与待处理光接入点保持通信连接的电子设备；

将与待处理电子设备通信连接的光接入点标记为干扰状态。

在干扰变量满足第二预设条件的情况下，从辅助集合中剔除待处理电子设备，以获得更新后的辅助集合。

在操作S509，获取更新后的辅助集合中的电子设备数量，并判断所述电子设备数量是否满足第三预设条件。

在更新后的辅助集合中的电子设备数量满足第三预设条件的情况下，基于待分配时隙信息，确定辅助集合中传输速率最小的电子设备，作为待处理电子设备，并继续执行操作S507。

在更新后的辅助集合中的电子设备数量不满足第三预设条件的情况下，从时隙分配周期中获取下一个待分配时隙信息，作为待分配时隙信息，并继续执行操作S504，直至遍历时隙分配周期中的所有时隙信息。

在操作S510，根据电子设备的目标光接入点以及通信时隙信息，生成资源分配表。

以下结合具体示例对本发明实施例3提供的max-min方法做具体说明，本领域技术人员可以理解，以下示例仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明做出的任何不当限定。

对于目标光接入点的确定，根据用户状态信息表，可以分别将与电子设备通信的信号强度最大的一光接入点，确定为该电子设备的目标光接入点。例如，用户状态信息表中可以包括{u₁，[1，4]，[2，7]丨u₂，[5，3]，[7，7]}，即电子设备u₁与光接入点1和光接入点2通信连接，其中，电子设备u₁与光接入点1通信连接的信号强度为4，电子设备u₁与光接入点2通信连接的信号强度为7，电子设备u₂也与两个光接入点通信连接，其中，电子设备u₂与光接入点5通信连接的信号强度为3，电子设备u₂与光接入点7通信连接的信号强度为7，则可以确定光接入点2为电子设备u₁的目标光接入点，即U₁＝{2}；光接入点7为电子设备u₂的目标光接入点，即U₂＝{7}。

对于通信时隙信息的确定，首先，可以将每个已接入电子设备的传输速率进行初始化，以使每个电子设备的数据传输速率P_u＝0。

然后执行以下操作：

(1)、根据时隙分配周期获取多个时隙信息，其中，多个时隙信息可以按顺序编号，组成待分配时隙序列。

(2)、从待分配时隙序列中按编号选取一个时隙信息，作为待分配时隙信息t_s。

(3)、初始化辅助集合C，其中，辅助集合C包括完成光接入点分配的所有电子设备的标识信息。

(4)、对光接入点集合中的所有光接入点进行干扰变量的初始化操作，将每个光接入点a的干扰变量标记为非干扰状态，即A_a＝0。

(5)、基于待分配时隙t_s，从集合C中选择当前传输速率P_u最小的电子设备u，判断与该电子设备u对应的目标光接入点a的干扰变量A_a；

在与该电子设备u对应的目标光接入点a的干扰变量A_a为0的情况下，将待分配时隙信息t_s分配给该目标光接入点a，根据待分配时隙信息t_s生成时隙分配集合R_u，然后更新电子设备的传输速率为P_u＝P_u+1，再更新集合C←C\Q_a，其中符号“\”表示从集合C中剔除Q_a中的用户，集合Q_a表示与目标光接入点保持通信连接的所有电子设备组成的集合，最后将与电子设备u通信连接的所有光接入点标记为干扰状态。

在与该电子设备u对应的目标光接入点a的干扰变量A_a为1的情况下，则更新集合C←C\u，其中符号“\”表示从集合C中剔除电子设备u。

(6)、判断集合C是否为空，若集合C不为空，则继续执行步骤(5)，否则继续执行步骤(2)，直到所有的时隙完成分配。

最后，根据每个电子设备的目标光接入点和时隙信息生成资源分配表。

至此，已经结合具体示例对本发明实施例提供的三种利用资源分配算法处理用户状态信息表，生成资源分配表的方法做出了具体说明。

根据本发明的实施例，基于请求，获取用户数据包包括操作S601～S603。

在操作S601，基于请求，获取初始用户数据包。

在操作S602，解析初始用户数据包，以便确定初始用户数据包的数据标识信息以及数据信息。

在操作S603，在数据标识信息以及数据信息之间插入控制字段，生成用户数据包。

图4示意性示出了在数据标识信息以及数据信息之间插入控制字段的示意图。

根据本发明的实施例，参照图4，初始用户数据包包括数据标识信息段以及数据信息段，其中，数据标识信息包括初始用户数据包的目的MAC地址、源MAC地址以及类型信息，数据信息包括有效载荷和循环冗余校验信息(Cyclic Redundancy Check，CRC)，可以在初始用户数据包的类型信息和有效载荷之间插入控制字段。

图5示意性示出了控制字段作用的范围的示意图。

根据本发明的实施例，通过在数据标识信息以及数据信息之间插入控制字段，实现向目标光接入点传递控制信息，具体而言，在初始用户数据包中插入控制字段后，可以保证用户数据包按照接入控制装置的资源分配结果正确到达电子设备对应的目标光接入点，并使目标光接入点按照接入控制装置的分配结果传输用户数据包。

根据本发明的实施例，通过在初始数据包中插入控制字段，可以实现数据的透明传输，避免了相关技术中在进行数据传输时需要修改IP协议的问题，从而降低了本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法的适配成本和开销。

根据本发明的实施例，室内VLC-WiFi混合网络的控制方法还包括以下操作。

构建用户注册信息表，其中，用户注册信息表包括多个电子设备的MAC地址和与MAC地址对应的电子设备的用户标识。

根据本发明的实施例，用户注册信息表包括电子设备的标识信息UEID以及电子设备的MAC地址，其中，电子设备的标识信息UEID与电子设备的MAC地址一一对应。

根据本发明的实施例，可以先获取电子设备的MAC地址，然后根据电子设备的MAC地址生成电子设备的标识信息UEID。

根据本发明的实施例，通过为电子设备生成电子设备标识信息UEID，并且在电子设备与接入控制装置的通信以及数据传输过程中都用电子设备标识信息UEID代替电子设备的MAC地址，从而可以避免电子设备的MAC地址被泄露，保证了数据传输过程中的信息安全。

根据本发明的实施例，接入控制装置包括与MAC地址对应的用户缓存区。

根据本发明的实施例，当接入控制装置获取用户数据包后，室内VLC-WiFi混合网络的控制方法还包括操作S701～S706。

在操作S701，读取用户数据包，确定目标MAC地址。

在操作S702，基于目标MAC地址，从用户注册信息表中确定目标电子设备的用户标识。

在操作S703，判断与目标电子设备的用户标识对应的用户缓存区是否存满。

在操作S704，在用户缓存区没有存满的情况下，将数据用户包存储至用户缓存区。

在操作S705，在用户缓存区存满的情况下，忽略用户数据包。

在操作S706，在目标MAC地址为广播地址的情况下，将用户数据包存储至接入控制装置中所有的用户缓存区。

根据本发明的实施例，通过在接入控制装置中设置与MAC地址对应的用户缓存区，从而可以将电子设备的数据缓存在接入控制装置中，从而避免了电子设备移动时数据在光接入点中的缓存转移，降低了切换延迟以及数据损失。

根据本发明的实施例，接入控制装置在启动时，室内VLC-WiFi混合网络的控制方法还包括初始化操作。

图6示意性示出来本发明实施例的初始化操作流程图。

参照图6，接入控制装置以广播的方式向光接入点发出获取光接入点MAC地址的请求，用于询问光接入点是否已分配光接入点标识；光接入点响应于接入控制装置发出的获取光接入点MAC地址的请求，向接入控制装置反馈MAC地址；接入控制装置接收光接入点的MAC地址并汇总，然后为每个光接入点分配唯一的光接入点标识LEDID；光接入点接收到光接入点标识LEDID后，向接入控制装置反馈确定，同时光接入点开始周期性的执行光链路的广播。

根据本发明的实施例，在接入控制装置初始化之后，混合VLC-WiFi通信系统中的光接入点开始周期性的广播光接入点标识LEDID，电子设备收到光接入点标识LEDID后，将通过射频接入点向接入控制装置发送反馈数据，其中，反馈数据中包括一条或多条[LEDID，RSS]信息对，这些信息与UEID绑定，用于更新用户状态信息表，其中，RSS表示电子设备与光接入点通信连接的信号强度值。

根据本发明的实施例，上行链路数据传输和电子设备的反馈数据共享射频链路，上行数据通过以太网协议传输，电子设备的反馈数据的以太网头部字段可以包括0x2050，当接入控制装置匹配到上行数据的字段类型为0x2050时，读取上行数据中的信息并更新用户状态信息表，否则判断上行数据为传输数据，将其转发至路由器。

本发明实施例中的接入控制装置不止一种软件或硬件实现方案，其可以是基于FPGA实现，也可以通过单片机实现，其实现方式不应限制本发明的保护范围。此外，本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法可以应用于室内场景，但本领域技术人员应当知悉，本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法还可以应用于一些室外场景，或者是水下场景，但应用场景对本发明的保护范围不应构成限制。最后，本发明提出了三种利用资源分配算法处理所述用户状态信息表，生成资源分配表的方法，该三种方法可以直接应用于本发明实施例的接入控制装置，但是，该接入控制装置还可以应用除本发明实施例提供的方法之外的其他资源分配方法。

本发明实施例提供的室内VLC-WiFi混合网络的控制方法能够控制多个光接入点，支持多个用户的移动数据传输，以确保用户对互联网的访问。下行链路使用可见光链路，上行链路使用射频接入点；接入控制装置是一种二层网络设备，通过向数据包插入控制字段保证了用户数据包准确到达电子设备，从而实现了电子设备访问互联网的功能；针对该接入控制装置提出了三种可行的、低复杂度的资源分配方法；本发明实施例还提出一种用户数据包缓存策略，将用户的缓存放置在接入控制装置中，避免了用户在跨区切换时光接入点之间的缓存搬移，降低切换延迟和损失。

图7示意性示出来本发明实施例的室内VLC-WiFi混合网络的控制装置框图。

参照图7，本发明实施例还提供了一种室内VLC-WiFi混合网络的控制装置，包括生成模块701、处理模块702、获取模块703以及分发模块704。

生成模块701，用于生成用户状态信息表，其中，用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，用户状态信息表表征电子设备与光接入点的通信的信号强度。

处理模块702，用于利用资源分配算法处理用户状态信息表，生成资源分配表。

获取模块703，获取用户数据包。以及

分发模块704，用于根据资源分配表，分发用户数据包。

需要说明的是，本发明的实施例中室内VLC-WiFi混合网络的控制装置部分与本发明的实施例中室内VLC-WiFi混合网络的控制方法部分是相对应的，室内VLC-WiFi混合网络的控制装置部分的描述具体参考室内VLC-WiFi混合网络的控制方法部分，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种室内VLC-WiFi混合网络的控制系统，包括接入控制装置和光接入点。

接入控制装置，所述接入控制装置为二层网络设备，用于实现以下操作。

生成用户状态信息表，其中，用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，用户状态信息表表征电子设备与光接入点的通信的信号强度。

利用资源分配算法处理用户状态信息表，生成资源分配表。

获取用户数据包。

根据资源分配表，分发用户数据包。

光接入点，用于接收用户数据包，并将用户数据包发送给电子设备。

根据本发明的实施例，室内VLC-WiFi混合网络的控制系统还可以包括射频接入点，从而电子设备的反馈数据可以通过射频接入点发送至接入控制装置。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线通信控制方法，应用于接入控制装置，其中，所述接入控制装置为二层网络设备，所述方法包括：

生成用户状态信息表，其中，所述用户状态信息表为基于电子设备发送的反馈数据而生成，所述用户状态信息表表征所述电子设备与光接入点的通信的连接状态与信号强度；

对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表；

获取用户数据包；以及

根据所述资源分配表，分发所述用户数据包。

2.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，所述对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表包括：

确定所述用户状态信息表中的最大信号强度值，并将与所述最大信号强度值对应的光接入点作为目标光接入点；

在确定所述电子设备与所述目标光接入点的唯一通信的信号强度值大于预设阈值的情况下，将所述目标光接入点的数据传输周期中的第一时隙确定为通信时隙信息，否则，按照预设规则确定所述通信时隙信息，以便根据所述资源分配表中的所述目标光接入点以及所述通信时隙信息分发所述用户数据包。

3.根据权利要求2所述的无线通信控制方法，其中，所述目标光接入点的数据传输周期还包括第二时隙、第三时隙以及第四时隙；

所述按照预设规则确定所述通信时隙信息包括：

从第二时隙、第三时隙以及第四时隙中，按照所述预设规则确定所述目标光接入点的目标通信时隙信息；

在多个所述光接入点处于预设排列规则的情况下，所述预设规则包括以下等式：

SLOT＝LEDID％3+2；

其中，SLOT表示通信时隙信息，LEDID表示目标光接入点编号，LEDID％3表示目标光接入点编号除以3后取余。

4.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，其中，所述光接入点包括多个；

所述对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表包括：

确定所述用户状态信息表中的最大信号强度值，并将与所述最大信号强度值对应的光接入点作为目标光接入点；

获取所述多个光接入点中的每个所述光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合；

根据每个所述光接入点的时隙占用集合和时隙干扰集合，确定所述目标光接入点的可用时隙信息序列，所述可用时隙信息序列中包括多个可用时隙信息，所述多个可用时隙信息按照优先级降序排列；

将所述可用时隙信息序列中优先级最高的可用时隙信息作为通信时隙信息，以便根据所述资源分配表中的所述目标光接入点以及所述通信时隙信息分发所述用户数据包。

5.根据权利要求4所述的无线通信控制方法，其中，利用以下等式实现根据所述时隙占用集合和所述时隙干扰集合确定所述可用时隙信息序列：

其中，K_a表示光接入点a的时隙占用集合，J_a表示光接入点a的时隙干扰集合，T表示电子设备u的可用时隙信息序列，u表示电子设备，S_u表示与电子设备u通信连接的光接入点集合，U_u表示电子设备u的目标光接入点，符号“∪”表示对集合求并集，符号“\”表示符号前集合删除符号后集合中的所有元素。

6.根据权利要求5所述的无线通信控制方法，所述电子设备包括多个，在对一个电子设备确定目标光接入点以及与目标光接入点对应的通信时隙信息后，所述方法还包括利用以下等式更新光接入点的所述时隙占用集合和所述时隙干扰集合，以便对另一电子设备确定目标光接入点以及与目标光接入点对应的通信时隙信息，直至遍历所有电子设备；

其中，K_a表示光接入点a的时隙占用集合，J_a表示光接入点a的时隙干扰集合，S_u表示与电子设备u通信连接的光接入点集合，U_u表示电子设备u的目标光接入点。

7.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，其中，所述光接入点包括多个，每个光接入点与多个电子设备通信连接；

所述对所述用户状态信息表进行处理，生成资源分配表包括：

确定所述用户状态信息表中的所述多个电子设备中每个电子设备的最大信号强度值，并将与每个电子设备的最大信号强度值相对应的光接入点作为目标光接入点，并生成光接入点集合；根据所述多个电子设备，生成电子设备集合；

对所述电子设备集合中的电子设备的传输速率进行初始化；

从时隙分配周期中获取第一时隙信息，作为待分配时隙信息；

基于所述待分配时隙信息和所述电子设备集合，生成辅助集合；

对所述光接入点集合中的多个光接入点的干扰变量执行初始化操作，将所述干扰变量标记为非干扰状态；

基于所述待分配时隙信息，确定所述辅助集合中传输速率最小的电子设备，作为待处理电子设备；

确定与所述待处理电子设备对应的所述目标光接入点为待处理光接入点；

获取所述待处理光接入点的干扰变量，并判断所述干扰变量的干扰状态；

在所述干扰变量满足第一预设条件的情况下，将所述待分配时隙信息作为与所述待处理电子设备对应的通信时隙信息；

从所述辅助集合中剔除所有与所述待处理光接入点保持通信连接的电子设备，以获得更新后的辅助集合；以及

将与所述待处理电子设备通信连接的光接入点标记为干扰状态；

在所述干扰变量满足第二预设条件的情况下，从所述辅助集合中剔除所述待处理电子设备，以获得更新后的辅助集合；

获取所述更新后的辅助集合中的电子设备数量；

判断所述更新后的辅助集合中的电子设备数量是否满足第三预设条件；

在所述更新后的辅助集合中的电子设备数量满足第三预设条件的情况下，基于所述待分配时隙信息，确定所述辅助集合中传输速率最小的电子设备，作为待处理电子设备；

在所述更新后的辅助集合中的电子设备数量不满足第三预设条件的情况下，从所述时隙分配周期中获取下一个待分配时隙信息，作为所述待分配时隙信息，直至遍历所述时隙分配周期中的所有时隙信息，以便根据所述资源分配表中电子设备的所述目标光接入点以及所述通信时隙信息，生成资源分配表。

8.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，所述基于所述请求，获取用户数据包包括：

基于所述请求，获取初始用户数据包；

解析所述初始用户数据包，以便确定所述初始用户数据包的数据标识信息以及数据信息；

在所述数据标识信息以及数据信息之间插入控制字段，生成所述用户数据包。

9.根据权利要求1所述的无线通信控制方法，所述方法还包括：

构建用户注册信息表，其中，所述用户注册信息表包括多个电子设备的MAC地址和与所述MAC地址对应的电子设备的用户标识。

10.根据权利要求9所述的无线通信控制方法，所述接入控制装置包括与所述MAC地址对应的用户缓存区；

当所述接入控制装置获取用户数据包后，所述方法还包括：

读取所述用户数据包，确定目标MAC地址；

基于所述目标MAC地址，从所述用户注册信息表中确定目标电子设备的用户标识；

判断与所述目标电子设备的用户标识对应的用户缓存区是否存满；

在所述用户缓存区没有存满的情况下，将所述数据用户包存储至所述用户缓存区；

在所述用户缓存区存满的情况下，忽略所述用户数据包；

在所述目标MAC地址为广播地址的情况下，将所述用户数据包存储至所述接入控制装置中所有的用户缓存区。

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