基于可見光通信的光電混合網絡MAC協議研究.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。它利用發(fā)光二極管（Light Emitting Diode,LED）響應速度快、穩(wěn)定性強等特性，將信號調制到LED上，以可見光為媒介進行數據傳輸，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照明的自然結合使可見光作為室內通信網絡的下行鏈路十分自然，與傳統的無線電結合可以構成一種理想的室內VLC組網方案。本文針對這種光電混合網

2、絡的媒體接入控制（Medium Access Control,MAC）協議存在的問題，主要針對多址接入技術和信道資源分配機制進行了深入的研究，相關研究內容和主要成果總結如下：
　　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、）協議，實現了用戶間及單個用戶數據間在光電信道上并行傳輸的思想。建立了光電混合網絡的二維馬爾科夫接入鏈模型以分析用戶接入過程，分析了用戶和網絡信道的參數對用戶下行數據信道分配方案的影響，詳細給出了該協議的運行機制及相關細節(jié)。仿真結果表明，PT-MAC協議的網絡吞吐量大大優(yōu)于其他經典無線電網絡協議。另外，PT-MAC協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絡的下行信道資源分配算法。根據非合作博弈論的思

4、想，首先建立了信道分配的納什均衡模型，基于信道參數和用戶的速率、時延及對信道的容忍中斷率等參數，提出了表征用戶對網絡服務質量滿意程度的效用函數公式，進而建立了基于網絡效用和最大化的信道分配優(yōu)化函數。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。仿真結果表明，當網絡效用和達到最大時，用戶信道分配可以得到最優(yōu)結果，該分配結果使網絡和網絡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