引用本文：
孙洪亮，陈同飞，钱磊. QoS-QoE驱动的VLC/RF异构网络资源分配算法[J]. 光通信技术，2024，48（6）：16-22.
孙洪亮1，陈同飞1，钱 磊2
（1.吉林化工学院 信息与控制工程学院，吉林 吉林 132022；2.天津工业大学 电子与信息工程学院，天津 300387）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：为了高效保障可见光通信/射频（VLC/RF）异构网络的服务质量（QoS），同时保障用户体验质量（QoE），提出了一种QoS-QoE驱动的VLC/RF异构网络资源分配算法。首先，根据用户位置和VLC链路遮挡情况分析用户成功接入概率，建立了切换服务模型并求解了服务过程的有效容量。采用中断均匀过程（IUP）来描述流量到达，并计算了IUP到达的有效带宽。然后，推导了满足时延QoS要求的RF服务速率，并基于QoS与QoE的映射关系，建立QoE评估体系。最后，仿真分析了不同参数对资源分配算法的影响。仿真结果表明，算法能够在保障QoS的同时保障QoE。
关键词：异构网络；有效带宽；有效容量；服务质量；体验质量；资源分配
中图分类号：TN929.1 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2024）06-0016-07
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2024.06.004
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研究背景与动机：
动机：VLC技术因高速率、低干扰和高安全性而受到关注，但存在传播距离受限和易受遮挡的问题。
解决方案：结合RF通信构建VLC/RF异构网络，以克服VLC的局限性。
问题：如何在保证QoS的前提下对系统资源进行合理预留和分配，成为关键。
文献综述：
现有研究：包括QoS意识跨层动态资源分配、联合资源分配算法、有效带宽和有效容量理论的应用等。
QoE引入：随着用户需求提升，QoE成为反映用户满意度的重要指标。
系统建模分析：
VLC/RF服务建模：分析用户接入不同AP的概率，计算服务过程的有效容量。
流量建模：采用中断均匀过程（IUP）描述业务到达，计算到达过程的有效带宽。
QoS-QoE驱动的资源分配算法：
QoS约束：推导满足时延QoS要求的RF服务速率。
QoE评估体系：基于QoS与QoE的映射关系，建立综合考虑系统因素、环境因素和人为因素的QoE评估体系。
资源分配算法：设计QoS-QoE驱动的资源分配算法，通过调整系统因素中的参数来改变QoE。
仿真分析：
实验设置：随机生成服从IUP分布的流量进行测试，分析不同参数对资源分配算法的影响。
结果验证：算法能在保障QoS的同时保障QoE，有效节省带宽资源。
实验结果：
时延违反概率与用户QoE值：在不同目标时延和平均到达强度下，算法均能满足QoS和QoE要求。
参数影响：目标时延、VLC服务速率、QoE要求等因素对RF服务速率有显著影响。
算法比较：
与现有算法对比：与利用补偿机制实现QoS保障的资源分配算法相比，本文算法在相同QoS和QoE要求下，能更有效地节省带宽资源。
结论与展望：
研究成果：提出了一种QoS-QoE驱动的资源分配算法，通过仿真验证了其有效性。
未来展望：研究成果可为异构网络资源分配提供指导，未来可进一步探索更复杂的网络场景和更精细化的资源分配策略。