In this article, we propose a cross-layer resource management mechanism for an indoor multiuser visible light communication (VLC) access network. The physical layer builds upon DC-biased orthogonal frequency division multiple access. Channel state information at the physical layer serves as a performance indicator for better data rate opportunity while queue state information at medium access control layer provides the information about packet urgency. A packet based traffic arrival model is considered such that incoming packets with random inter arrival times join a separate queue dedicated to each user if the admission control accepts them, otherwise packets are dropped. We formulate and solve a stochastic cross-layer optimization problem to optimize the network resources under the constraints of queue stability and power to maximize the average system throughput. By using the Lyapunov optimization technique, we convert the long term time-average optimization problem into series of single time slot online problem. Then, we decompose the problem into independent sub problems and propose packet admission, resource (access point and subcarrier) allocation and power control solutions. We present simulation results to demonstrate the superiority of proposed scheme over existing solutions in the literature.

中文翻译：

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VLC网络动态资源管理的跨层设计

在本文中，我们提出了一种用于室内多用户可见光通信（VLC）接入网络的跨层资源管理机制。物理层建立在直流偏置的正交频分多址上。物理层的信道状态信息充当性能指标，以提供更好的数据速率机会，而介质访问控制层的队列状态信息则提供有关数据包紧急性的信息。考虑基于分组的流量到达模型，使得具有随机到达时间的传入分组在准入控件接受它们的情况下加入专用于每个用户的单独队列，否则丢弃分组。我们提出并解决了一个随机的跨层优化问题，以在队列稳定性和功率的约束下优化网络资源，以最大程度地提高平均系统吞吐量。通过使用Lyapunov优化技术，我们将长期平均时间优化问题转换为一系列单时隙在线问题。然后，我们将该问题分解为独立的子问题，并提出了数据包接纳，资源（接入点和子载波）分配以及功率控制解决方案。我们目前的仿真结果来证明所提出的方案优于文献中现有解决方案的优越性。我们将问题分解为独立的子问题，并提出了数据包接纳，资源（接入点和子载波）分配以及功率控制解决方案。我们目前的仿真结果来证明所提出的方案优于文献中现有解决方案的优越性。我们将问题分解为独立的子问题，并提出了数据包接纳，资源（接入点和子载波）分配以及功率控制解决方案。我们目前的仿真结果来证明所提出的方案优于文献中现有解决方案的优越性。