基于可見光通信的光電混合網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究.pdf

1、可見光通信（Visible Light Communication,VLC）是一種新興的高速無線通信技術(shù)。它利用發(fā)光二極管（Light Emitting Diode,LED）響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性強等特性，將信號調(diào)制到LED上，以可見光為媒介進行數(shù)據(jù)傳輸，具有綠色節(jié)能、兼容性強和靈活性好等突出優(yōu)點?？梢姽馀c照明的自然結(jié)合使可見光作為室內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的下行鏈路十分自然，與傳統(tǒng)的無線電結(jié)合可以構(gòu)成一種理想的室內(nèi)VLC組網(wǎng)方案。本文針對這種光電混合網(wǎng)

2、絡(luò)的媒體接入控制（Medium Access Control,MAC）協(xié)議存在的問題，主要針對多址接入技術(shù)和信道資源分配機制進行了深入的研究，相關(guān)研究內(nèi)容和主要成果總結(jié)如下：
　　1.提出了一種基于載波偵聽/沖突避免（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA）機制的光電并行傳輸MAC（Parallel Transmission-MAC,PT-MAC

3、）協(xié)議，實現(xiàn)了用戶間及單個用戶數(shù)據(jù)間在光電信道上并行傳輸?shù)乃枷搿＝⒘斯怆娀旌暇W(wǎng)絡(luò)的二維馬爾科夫接入鏈模型以分析用戶接入過程，分析了用戶和網(wǎng)絡(luò)信道的參數(shù)對用戶下行數(shù)據(jù)信道分配方案的影響，詳細給出了該協(xié)議的運行機制及相關(guān)細節(jié)。仿真結(jié)果表明，PT-MAC協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)吞吐量大大優(yōu)于其他經(jīng)典無線電網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。另外，PT-MAC協(xié)議具有理想的吞吐率性能。
　　2.提出一種基于非合作博弈論的光電混合網(wǎng)絡(luò)的下行信道資源分配算法。根據(jù)非合作博弈論的思

4、想，首先建立了信道分配的納什均衡模型，基于信道參數(shù)和用戶的速率、時延及對信道的容忍中斷率等參數(shù)，提出了表征用戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量滿意程度的效用函數(shù)公式，進而建立了基于網(wǎng)絡(luò)效用和最大化的信道分配優(yōu)化函數(shù)。通過改進的粒子群算法可以求解該信道分配算法的最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明，當網(wǎng)絡(luò)效用和達到最大時，用戶信道分配可以得到最優(yōu)結(jié)果，該分配結(jié)果使網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)中各信道均獲得了較高的吞吐量性能，提高了信道資源的利用效率。
　　3.針對可見光和無線電混合網(wǎng)