Hybrid light fidelity (LiFi) and wireless fidelity (WiFi) networks provide a promising solution for future indoor wireless communication. Hybrid networks face the challenge of imbalanced cell load due to the uneven distribution of user equipment (UE), and they need to suppress inter-cell interference induced by the dense deployment of LiFi access points (APs). In this paper, with the aim to efficiently establish UE-AP associations and allocate resources, we propose a potential game (PG) aided design of joint user-centric LiFi coordinated multipoint (CoMP) joint transmission (JT) clustering and load balancing (LB). In our design, we formulate the joint design problem as a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem, which integrates the requirement for the minimum data rate of each UE. With the aim to maximize the system throughput under proportional fairness constraints, we propose to build a PG model to solve the MINLP problem. Then we derive the Nash equilibrium based on the best-response dynamics, and thus a suboptimal solution is attained. Thanks to the space diversity gain brought by our joint LiFi CoMP-JT clustering and LB design, the signal-to-interference-plus-noise ratio can be improved. Thus, when the physical layer configurations remain the same, hybrid networks can achieve larger capacity and better reliability performances. Simulation results validate that hybrid networks using our presented design would achieve better throughput and satisfaction performances than benchmarks.

中文翻译：

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针对混合LiFi和WiFi网络优化的联合LiFi协调多点联合传输群集和负载平衡

混合光保真（LiFi）和无线保真（WiFi）网络为未来的室内无线通信提供了有希望的解决方案。混合网络由于用户设备（UE）分布不均而面临小区负载不平衡的挑战，它们需要抑制由LiFi接入点（AP）的密集部署引起的小区间干扰。在本文中，为了有效地建立UE-AP关联并分配资源，我们提出了一种以用户为中心的联合LiFi协作多点（CoMP）联合传输（JT）集群和负载平衡（LB）的潜在游戏（PG）辅助设计。 ）。在我们的设计中，我们将联合设计问题表述为混合整数非线性规划（MINLP）问题，该问题综合了每个UE的最低数据速率要求。为了在比例公平约束下最大化系统吞吐量，我们建议建立一个PG模型来解决MINLP问题。然后，我们根据最佳响应动力学得出纳什均衡，从而获得次优解。由于我们联合的LiFi CoMP-JT集群和LB设计带来了空间分集增益，因此可以改善信号干扰加噪声比。因此，当物理层配置保持相同时，混合网络可以实现更大的容量和更好的可靠性能。仿真结果证明，使用我们提出的设计的混合网络将实现比基准更好的吞吐量和满意度。然后，我们根据最佳响应动力学得出纳什均衡，从而获得次优解。由于我们联合的LiFi CoMP-JT集群和LB设计带来了空间分集增益，因此可以改善信号干扰加噪声比。因此，当物理层配置保持相同时，混合网络可以实现更大的容量和更好的可靠性能。仿真结果证明，使用我们提出的设计的混合网络将实现比基准更好的吞吐量和满意度。然后，我们根据最佳响应动力学得出纳什均衡，从而获得次优解。由于我们联合的LiFi CoMP-JT集群和LB设计带来了空间分集增益，因此可以改善信号干扰加噪声比。因此，当物理层配置保持相同时，混合网络可以实现更大的容量和更好的可靠性能。仿真结果证明，使用我们提出的设计的混合网络将实现比基准更好的吞吐量和满意度。混合网络可以实现更大的容量和更好的可靠性能。仿真结果证明，使用我们提出的设计的混合网络将实现比基准更好的吞吐量和满意度。混合网络可以实现更大的容量和更好的可靠性能。仿真结果证明，使用我们提出的设计的混合网络将实现比基准更好的吞吐量和满意度。