可見光通信系統(tǒng)MAC層協(xié)議研究.pdf

1、可見光通信因為具有提供照明、頻譜免許可、綠色環(huán)保、安全性高等優(yōu)點，成為近年來無線通信領域的研究熱點之一。本文主要研究室內(nèi)可見光通信場景下的媒體接入控制(MAC)層協(xié)議，主要工作如下:
　　一、針對下行鏈路為多LED覆蓋方案，上行鏈路為傳統(tǒng)無線或紅外光方案的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)，提出了將無線通信場景下的接入?yún)f(xié)議應用于此室內(nèi)可見光通信場景下的調(diào)整方案，并改進了接入方案中的退避算法。由于在多LED場景下，用戶終端不能相互偵聽，為了能夠使協(xié)

2、調(diào)器掌握用戶終端的相對位置，因此在傳統(tǒng)無線的RTS/CTS模式基礎上，增加了一次RTS/CTS過程。推導了用戶接入碰撞概率和系統(tǒng)歸一化吞吐量的數(shù)學表達式。此外還針對接入方案中的退避算法，結(jié)合緩慢減小競爭窗口方案和快速解決碰撞方案的優(yōu)點，提出了改善用戶接入公平性的改進方案。
　　二、提出了一種改進的自適應保障時隙分配方案。結(jié)合不均勻的保障時隙分配方案和共享的保障時隙分配方案的優(yōu)點，提出了改進的自適應保障時隙分配方案。改進方案融合了前

3、兩種方案，且用戶周期性的反饋到達速率，從而使得協(xié)調(diào)器能夠盡快調(diào)整保障時隙分配，避免由于用戶到達速率的迅速下降引起的保障時隙帶寬利用率的驟降。
　　三、提出了可見光通信場景下的用戶接入和保障時隙分配優(yōu)先級實現(xiàn)方案。用戶接入優(yōu)先級方案的基本思路:高優(yōu)先級用戶設置較小的初始競爭窗口和較小的最大退避階數(shù)，而低優(yōu)先級用戶設置較大的初始競爭窗口和較大的最大退避階數(shù)。與低優(yōu)先級用戶相比，高優(yōu)先級用戶更容易接入系統(tǒng)。此外還推導了優(yōu)先級接入的用戶接

4、入碰撞概率和系統(tǒng)歸一化吞吐量的數(shù)學表達式。保障時隙分配的優(yōu)先級實現(xiàn)方案的思路:各個優(yōu)先級用戶可使用的保障時隙數(shù)目不定，與用戶申請保障時隙的到達速率有關;高優(yōu)先級用戶可使用的保障時隙數(shù)目較多，相應的保障時隙申請阻塞率較低;低優(yōu)先級用戶可使用的保障時隙數(shù)目較少，相應的保障時隙申請阻塞率較高。
　　四、對比分析了可見光通信場景下硬切換和軟切換性能差異。在介紹硬切換和軟切換方案的區(qū)別的基礎上，運用排隊論方法，推導了兩種切換方案的新呼叫阻塞