【摘要】：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(qiáng)等特性,將信號調(diào)制到LED上,以可見光為媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,具有綠色節(jié)能、兼容性強(qiáng)和靈活性好等突出優(yōu)點(diǎn)�？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)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(jī)制進(jìn)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(jī)制的光電并行傳輸MAC(Parallel Transmission-MAC,PT-MAC)協(xié)議,實(shí)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�。建立了光電混合網(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(xì)給出了該協(xié)議的運(yùn)行機(jī)制及相關(guān)細(xì)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(jìn)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(jìn)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)效用和達(dá)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)絡(luò)的在煤礦通信系統(tǒng)的應(yīng)用,在系統(tǒng)架構(gòu)分析和業(yè)務(wù)需求分析的基礎(chǔ)上,提出了一種針對礦下不同場景需求的集中式MAC協(xié)議,通過改變信標(biāo)幀的相關(guān)字段控制不同場景內(nèi)的業(yè)務(wù)上傳方式,詳細(xì)描述了協(xié)議的具體交互過程,給出了協(xié)議中的相關(guān)幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,該協(xié)議可以有效地實(shí)現(xiàn)礦下不同場景的各類業(yè)務(wù)上傳需求。
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2733942