本發(fā)明涉及一種控制方法和控制裝置，特別涉及一種在無線局域網(wǎng)的接入點中利用可見光定位進行MIMO波束選擇的控制方法和控制裝置

背景技術：

在基站部署的大規(guī)模天線陣列中，有多個可用于信號傳輸?shù)陌l(fā)送/接收波束，因此，進行信號傳輸時需要從可用的發(fā)送/接收波束中進行擇優(yōu)選取。但現(xiàn)有的基于信道測量的機制無法測量每一個可選波束，導致實際選擇的波束往往不是最優(yōu)的。此外，在基站同用戶終端進行通信時，每次都需要進行接收/發(fā)送波束的測量以選擇出最優(yōu)發(fā)送/接收波束，從而降低了鏈路的傳輸質量和吞吐率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種利用可見光定位進行MIMO波束選擇的控制方法和控制裝置。

本發(fā)明實施方式的利用可見光定位進行MIMO波束選擇的控制方法，用于控制無線局域網(wǎng)的接入點，所述接入點包括光源，所述控制方法包括以下步驟：

控制所述光源發(fā)送標識信號以得到所述光源的關聯(lián)用戶集合；

在上行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個接收波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束，若未保存則測量未保存的所述接收波束的平均信道增益以得到所有所述接收波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束；

利用所述最優(yōu)接收波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行上行通信；

在下行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個發(fā)送波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則測量未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益以得到所有所述發(fā)送波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)發(fā)送波束；

利用所述最優(yōu)發(fā)送波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行下行通信。

在某些實施方式中，所述控制所述光源發(fā)送標識信號以得到所述光源的關聯(lián)用戶集合包括以下子步驟：

控制所述光源周期地發(fā)送所述標識信號；

控制所述無線局域網(wǎng)中的至少一個用戶反饋所述用戶接收到的所述標識信號；及

劃分所述至少一個用戶為至少一個關聯(lián)用戶集合，每個所述關聯(lián)用戶集合內的每一個所述用戶的所述標識信號相同。

在某些實施方式中，所述測量未保存的所述接收波束的平均信道增益包括以下子步驟：

利用所述未保存的接收波束接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶傳輸?shù)男盘?；?/p>

利用所述信號測量所述未保存的接收波束的平均信道增益。

在某些實施方式中，所述選取平均信道增益最大的波束作為接收波束包括選取一個或多個平均信道增益最大的所述接收波束。

在某些實施方式中，所述測量未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益包括以下子步驟：

選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號；

接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶測量并反饋的所述發(fā)送波束的平均信道增益；及

判斷是否保存所有所述發(fā)送波束的平均信道增益，若已保存則返回所述步驟選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則返回所述步驟選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號以測量其他未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益。

在某些實施方式中，所述接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶測量并反饋的所述發(fā)送波束的平均信道增益包括利用無線鏈路接收所述發(fā)送波束的平均信道增益。

在某些實施方式中，所述選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束包括選取一個或多個平均信道增益最大的所述發(fā)送波束。

在某些實施方式中，若所述無線局域網(wǎng)采用時分雙工方式，則在下行通信中，所有所述發(fā)送波束的平均信道增益與上行通信中所有所述接收波束的平均信道增益一一對應，選擇所有所述接收波束中平均信道增益最大的接收波束作為最優(yōu)發(fā)送波束。

本發(fā)明實施方式的利用可見光定位進行MIMO波束選擇的控制裝置，用于控制無線局域網(wǎng)的接入點，所述控制裝置包括獲取模塊、第一處理模塊、第一傳輸模塊、第二處理模塊及第二傳輸模塊。所述獲取模塊用于控制所述光源發(fā)送標識信號以得到所述光源的關聯(lián)用戶集合；所述第一處理模塊用于在上行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個接收波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束，若未保存則測量未保存的所述接收波束的平均信道增益以得到所有所述接收波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束；所述第一傳輸模塊用于利用所述最優(yōu)接收波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行上行通信；所述第二處理模塊用于在下行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個發(fā)送波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則測量未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益以得到所有所述發(fā)送波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)發(fā)送波束；所述第二傳輸模塊用于利用所述最優(yōu)發(fā)送波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行下行通信。

在某些實施方式中，所述獲取模塊包括發(fā)送模塊、反饋模塊及劃分模塊。所述發(fā)送模塊用于控制所述光源周期地發(fā)送所述標識信號，所述反饋模塊用于控制所述無線局域網(wǎng)中的至少一個用戶反饋所述用戶接收到的所述標識信號，所述劃分模塊用于劃分至少一個用戶為至少一個關聯(lián)用戶集合，每個所述關聯(lián)用戶集合內的每一個所述用戶的所述標識信號相同。

在某些實施方式中，所述第一處理模塊包括第三處理子模塊、及第四處理子模塊。所述第三處理子模塊用于利用所述未保存的接收波束接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶傳輸?shù)男盘?；所述第四處理子模塊用于利用所述信號測量所述未測量波束的平均信道增益。

在某些實施方式中，所述第二處理模塊包括選擇模塊、接收模塊及第五處理子模塊。所述選擇模塊用于選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號；所述接收模塊用于接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶測量并反饋的所述發(fā)送波束的平均信道增益；所述第五處理子模塊用于判斷是否保存所有所述發(fā)送波束的平均信道增益，若已保存則返回所述步驟選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則返回所述步驟選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號以測量其他未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益。

本發(fā)明實施方式的控制方法和控制裝置利用可見光通信的定位能力，將同一個光源照射范圍內的用戶劃分為關聯(lián)用戶集合，在測量出各個可用發(fā)送或接收波束的平均信道增益后，從所有的發(fā)送或接收波束中選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)發(fā)送或接收波束，并利用最優(yōu)發(fā)送或接收波束與關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行通信，降低了通信開銷，提升傳輸效率。此外，本發(fā)明實施方式的控制方法和控制裝置可用于采用時分雙工的通信系統(tǒng)也可用于采用頻分雙工的通信系統(tǒng)，實用性強。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明實施方式的控制方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施方式的控制裝置的功能模塊示意圖；

圖3是本發(fā)明實施方式的控制方法的上行通信的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明實施方式的控制裝置的另一功能模塊示意圖；

圖5是本發(fā)明實施方式的控制方法的下行通信的流程示意圖。

主要元件符號說明：

控制裝置10、獲取模塊11、發(fā)送模塊111、反饋模塊112、劃分模塊113、第一處理模塊12、第三處理子模塊121、第四處理子模塊122、第一傳輸模塊13、第二處理模塊14、選擇模塊141、接收模塊142、第五處理子模塊143、第二傳輸模塊15。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結構。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或參考字母，這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設置之間的關系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的應用和/或其他材料的使用。

請參閱圖1，本發(fā)明實施方式的控制方法用于控制無線局域網(wǎng)的接入點，控制方法包括以下步驟：

S11：控制所述光源發(fā)送標識信號以得到所述光源的關聯(lián)用戶集合；

S12：在上行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個接收波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束，若未保存則測量未保存的所述接收波束的平均信道增益以得到所有所述接收波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束；

S13：利用所述最優(yōu)接收波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行上行通信；

S14：在下行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個發(fā)送波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則測量未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益以得到所有所述發(fā)送波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)發(fā)送波束；

S15：利用所述最優(yōu)發(fā)送波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行下行通信。

請參閱圖2，本發(fā)明實施方式的控制方法可以由本發(fā)明實施方式的控制裝置10實施。

控制裝置10包括獲取模塊11、第一處理模塊12、第一傳輸模塊13、第二處理模塊14及第二傳輸模塊15。獲取模塊11用于控制所述光源發(fā)送標識信號以得到所述光源的關聯(lián)用戶集合；第一處理模塊12用于在上行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個接收波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束，若未保存則測量未保存的所述接收波束的平均信道增益以得到所有所述接收波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)接收波束；第一傳輸模塊13用于利用所述最優(yōu)接收波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行上行通信；第二處理模塊14用于在下行通信中，判斷是否保存與所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶之間通信的各個發(fā)送波束對應的平均信道增益，若已保存則選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則測量未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益以得到所有所述發(fā)送波束的信道平均增益并選取平均信道增益最大的波束作為最優(yōu)發(fā)送波束；第二傳輸模塊15用于利用所述最優(yōu)發(fā)送波束與所述關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行下行通信。

也即是說，步驟S11可以由獲取模塊11實現(xiàn)，步驟S12可以由第一處理模塊12實現(xiàn)，步驟S13可以由第一傳輸模塊13實現(xiàn)，步驟S14可以由第二處理模塊14實現(xiàn)，步驟S15可以由第二傳輸模塊15實現(xiàn)。

如此，由于可見光具有方向性，同一光源照射范圍內的用戶的地理位置比較相近，因此可將同一光源照射范圍內的用戶劃分為一個關聯(lián)用戶集合。在得到所有接收或發(fā)送波束的平均信道增益后，從中所有發(fā)送或接收波束中選取平均信道增益最大的發(fā)送或接收波束作為最優(yōu)發(fā)送或接收波束，接入點利用最優(yōu)發(fā)送或接收波束與關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行通信，避免了接入點與各個用戶通信前均需要進行一次最優(yōu)發(fā)送或接收波束選取的過程，減小了通信開銷，提高了傳輸效率。

請參閱圖3，在某些實施方式中，步驟S11包括以下子步驟：

S111：控制所述光源周期地發(fā)送所述標識信號；

S112：控制所述無線局域網(wǎng)中的至少一個用戶反饋所述用戶接收到的所述標識信號；及

S113：劃分所述至少一個用戶為至少一個關聯(lián)用戶集合，每個所述關聯(lián)用戶集合內的每一個所述用戶的所述標識信號相同。

請參閱圖4，在某些實施方式中，獲取模塊11包括發(fā)送模塊111、反饋模塊112及劃分模塊113。發(fā)送模塊111用于控制所述光源周期地發(fā)送所述標識信號，反饋模塊112用于控制所述無線局域網(wǎng)中的至少一個用戶反饋所述用戶接收到的所述標識信號，劃分模塊113用于劃分至少一個用戶為至少一個關聯(lián)用戶集合，每個所述關聯(lián)用戶集合內的每一個所述用戶的所述標識信號相同。

也即是說，步驟S111可以由發(fā)送模塊111實現(xiàn)，步驟S112可以由反饋模塊112實現(xiàn)，步驟S113可以由劃分模塊113實現(xiàn)。

如此，將同一個光源照射范圍內的用戶劃分為一個關聯(lián)用戶集合，由于關聯(lián)用戶集合中的所有用戶的所處位置相近，因此，便于接入點用相同的最優(yōu)發(fā)送或接收波束與關聯(lián)用戶集合中的所有用戶進行通信以減小通信開銷。

請再參閱圖1和圖3，在某些實施方式中，步驟S122測量未保存的所述接收波束的平均信道增益包括以下子步驟：

S1221：利用所述未保存的接收波束接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶傳輸?shù)男盘?；?/p>

S1222：利用所述信號測量所述未保存的接收波束的平均信道增益。

請參閱圖4，在某些實施方式中，第一處理模塊12包括第三處理子模塊121及第四處理子模塊122。第三處理子模塊121用于利用所述未保存的接收波束接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶傳輸?shù)男盘枺谒奶幚碜幽K122用于利用所述信號測量所述未測量波束的平均信道增益。

也即是說，步驟S1221可以由第三處理子模塊121實現(xiàn)，步驟S1222可以由第四處理子模塊122實現(xiàn)。

如此，在上行通信中，由于接入點具有波束成形功能，因此，用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)后，接入點用尚未測量平均信道增益的接收波束接收用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而得到未保存的接收波束的平均信道增益，最后從所有接收波束中選取增益最大的作為最優(yōu)接收波束。

在某些實施方式中，選選取平均信道增益最大的波束作為接收波束包括選取一個或多個平均信道增益最大的接收波束。

可以理解，接入點具有多組天線，波束成形技術采用一組平均信道增益最大的接收波束進行數(shù)據(jù)接收以改善接收的信噪比，提高數(shù)據(jù)接收的準確性。因此，在可用接收波束中，可以選擇一個平均信道增益最大的接收波束或一組平均信道增益最大的接收波束進行數(shù)據(jù)接收。

請參閱圖1和圖5，在某些實施方式中，步驟S142測量未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益包括以下子步驟：

S1421：選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號；

S1422：接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶測量并反饋的所述發(fā)送波束的平均信道增益；及

S1423：判斷是否保存所有所述發(fā)送波束的平均信道增益，若已保存則返回步驟S143選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則返回步驟S1421選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號以測量其他未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益。

請再參閱圖4，在某些實施方式中，第二處理模塊14包括選擇模塊141、接收模塊142及第五處理子模塊143。選擇模塊141用于選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號；接收模塊142用于接收所述關聯(lián)用戶集合中的一個用戶測量并反饋的所述發(fā)送波束的平均信道增益；第五處理子模塊143判斷是否保存所有所述發(fā)送波束的平均信道增益，若已保存則返回步驟S143選取所述發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送波束，若未保存則返回步驟S1421選擇未保存的所述發(fā)送波束中的任一發(fā)送波束傳輸信號以測量其他未保存的所述發(fā)送波束的平均信道增益。

也即是說，步驟S1421可以由選擇模塊141實現(xiàn)，步驟S1422可以由接收模塊142實現(xiàn)，步驟S1423可以由第五處理子模塊143實現(xiàn)。

可以理解，用戶終端一般為單天線，因此不具有波束成形技術。因此，接入點需要選擇未測量的發(fā)送波束中的一個發(fā)送數(shù)據(jù)以得到用戶終端測量并反饋的對應發(fā)送波束的平均信道增益。隨后再判斷是否已測量完所有的發(fā)送波束的信道增益，若未測量完畢則繼續(xù)選擇未測量的發(fā)送波束中的一個進行數(shù)據(jù)傳輸以得到平均信道增益，直至測量出所有的發(fā)送波束的信道增益。

在某些實施方式中，接收關聯(lián)用戶集合中的一個用戶測量并反饋的發(fā)送波束的平均信道增益包括利用無線鏈路接收發(fā)送波束的平均信道增益。

可以理解，用戶終端一般不能夠提供足夠亮度的光源進行數(shù)據(jù)傳輸，因此，需要通過無線鏈路，如wifi鏈路等將數(shù)據(jù)反饋至接入點。

在某些實施方式中，選取發(fā)送波束的平均信道增益最大的波束作為發(fā)送發(fā)送波束包括選取一個或多個平均信道增益最大的發(fā)送波束。

可以理解，接入點具有多根天線，可以使用多個波束發(fā)送數(shù)據(jù)至用戶終端。在可用的發(fā)送波束中選擇一組平均信道增益最大的發(fā)送波束，并在發(fā)送時對這一組發(fā)送波束賦予一定的權值，使得用戶終端接收到的信號輕度更強。

在某些實施方式中，若無線局域網(wǎng)采用時分雙工的方式，則在下行通信中，所有發(fā)送波束的平均信道增益與上行通信中所有接收波束的平均信道增益一一對應，選擇所有接收波束的平均信道增益中增益最大的接收波束作為最優(yōu)發(fā)送波束。

可以理解，在時分雙工的通信系統(tǒng)中，上行通信和下行通信使用的無線信道相同，因此，下行通信中各個發(fā)送波束的平均信道增益與上行通信系統(tǒng)中各個接收波束的平均信道增益一一對應。如此，在時分雙工通信系統(tǒng)的下行通信過程中，若已知上行通信的接收波束的平均信道增益，則最優(yōu)發(fā)送波束只需從所有接收波束中進行選取，而無需進行所有發(fā)送波束的平均信道增益測量。因此，本發(fā)明實施方式的控制方法和控制裝置可靈活應用于時分雙工或頻分雙工的通信系統(tǒng)。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合所述實施方式或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結合。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應被本發(fā)明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施方式，可以理解的是，上述實施方式是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的范圍內可以對上述實施方式進行變化、修改、替換和變型。