[发明专利]一种基于室分复用（RDM）的室内可见光通信（VLC）混合组网方案及其切换的实现方法

权利要求书

1.一种基于室分复用（RDM）的室内可见光通信（VLC）混合组网方案及其切换的实现方法，其特征在于，与传统的广播式可见光通信网络不同，本网络为下行链路基于RDM的VLC，上行链路Wi-Fi的混合网络；用户业务从室外传输到VLC网络后，根据调度器的管理和配置，用户的位置被分成几个组，某一房间的LED阵列只广播该房间用户的对应信息；光信号仍均匀分布在每个房间，但相邻房间的信号自然被墙壁和门分开，不存在干扰；不同房间的LED灯同时传输不同的信息，网络的吞吐量从而得到提高；同时，提出切换区域和保护区域的概念，使得用户在不同房间之间的切换更加高效。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，下行链路采用基于RDM的VLC，上行采用Wi-Fi。目前已有的可见光上行方案会带来一定的硬件更新开销，且散射的上行可见光信号对人眼造成伤害；而红外微波上行方案则带来收发端系统集成的复杂开销，同时威胁人眼安全。而Wi-Fi不但可以安全有效的承载上行服务，而且是目前无线接入的主流标准，其无线地位已经日益牢固。用户终端安装PD和Wi-Fi传输器，分别用于下行接收和上行传输。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，VLC网络调度器是VLC网络结构中用于配置和管理的核心设备，包括以下模块：

a.VLC网络控制模块

b.网络管理数据库模块

c.数据缓存模块

d.数字交换矩阵模块

e.室外网络MAC帧读/写模块

f.VLC MAC帧读/写模块

g.用户位置模块

h.用户移动性切换控制模块

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，VLC网络调度器是VLC网络结构中用于配置和管理的核心设备，为了在调度器中实现RDM，应配置用于用户定位和切换控制的软件模块。用户定位模块用于确定用户的位置，用户移动性切换模块用于对用户在不同房间的切换进行控制。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在本文所提出的RDM方案中，定位的目的是为了区分用户所处的房间，所以我们首先提出一个硬定位机制，该机制在VLC网络中很容易实现。不同的PD接收不同房间用于上行的数据帧，然后传输到调度器中不同的上行端口，这样调度器便可以通过上行端口号来区分不同房间的用户，便可实现定位。该方案易于实施但是对于不同房间之间的切换效率很低，因为只有用户进入新房间之后才能对其定位。如果用户穿过门，原始房间的广播信息会丢失，用户在新房间被重新定位之后通信才能继续。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，为解决切换效率低这一问题，在用户到达房间的门之前，就应产生切换操作。这里我们提出切换区域和保护区域的概念。用户经过门时，会有一个短暂的时间段，在该时间段中，两个房间的下行信号都是不可达的，因此我们设置了一个保护区域，在该区域中，业务传输将会中止以保障业务的质量。在保护区域外，有一个环形的切换区域，在该区域中，会提前产生切换操纵。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，如果用户进入切换区域，调度器发送切换开始信息用于通知用户：数据的传输将中止一段时间，并在下一个房间中继续传输。然后用户会返回开始应答信息到调度器，用于生成硬切换和数据库信息改变。硬切换应在用户退出保护区域之前完成。然后调度器周期性在新房间中发送切换完成信息，以验证用户是否从保护区域中退出，同时该信息中包含用于连续业务传输的新的时隙信息。如果用户通过回复完成应答确认在新房间的存在，调度器将继续通过新房间的LED阵列广播业务数据。环形切换区域的半径保证了相关信号流程的完成，这主要由软操作过程和信息通信延迟决定。而保护区域的半径主要由硬切换延迟决定。