室內(nèi)光通信系統(tǒng)MAC層協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、隨著LED技術(shù)的發(fā)展與成熟，基于白光LED的室內(nèi)可見光通信技術(shù)越來越受到各國(guó)研究組織的重視。相比于傳統(tǒng)射頻無線通信技術(shù)頻譜資源匱乏、對(duì)人體有輻射危害等諸多限制，室內(nèi)可見光通信技術(shù)憑借其頻譜資源豐富、綠色環(huán)保、對(duì)人體安全、保密性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，被視作極具競(jìng)爭(zhēng)力的新一代短距離無線通信技術(shù)之一。目前有關(guān)室內(nèi)可見光通信技術(shù)的研究主要集中在如何實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)更高速率的數(shù)據(jù)傳輸，而有關(guān)室內(nèi)光通信系統(tǒng)MAC層協(xié)議的研究較少。本文將對(duì)室內(nèi)光通信系統(tǒng)MAC層協(xié)議的

2、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入探究。
　　本文首先研究了IEEE802.15.7標(biāo)準(zhǔn)和ICT-213311 OMEGA標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于可見光通信MAC層協(xié)議的設(shè)計(jì)方法，并分析和對(duì)比了兩種標(biāo)準(zhǔn)MAC層協(xié)議的區(qū)別。隨后針對(duì)室內(nèi)可見光通信的場(chǎng)景特點(diǎn)以及MAC層協(xié)議設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要求，論文設(shè)計(jì)和提出了一種室內(nèi)光通信MAC層協(xié)議。該協(xié)議以IEEE802.15.7標(biāo)準(zhǔn)為模板，針對(duì)室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)要求做了如下改進(jìn):新協(xié)議允許室內(nèi)每個(gè)燈組創(chuàng)建獨(dú)立的VPAN，提高了系統(tǒng)

3、的總?cè)萘?新協(xié)議針對(duì)室內(nèi)光通信系統(tǒng)不支持CSMA/CA信道接入的特點(diǎn)做了特別優(yōu)化，以減少發(fā)生消息碰撞的概率;在新協(xié)議中相鄰燈組在分配GTS時(shí)會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的協(xié)作，以保障處在相鄰VPAN重疊覆蓋區(qū)的終端設(shè)備的通信質(zhì)量;加入VPAN的設(shè)備可以在室內(nèi)隨意移動(dòng)，在移動(dòng)的過程中設(shè)備會(huì)在VPAN間進(jìn)行快速切換以保持通信的連續(xù)性。
　　其次，本文介紹了室內(nèi)光通信MAC層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法。由于MAC層功能繁多，邏輯控制流程復(fù)雜，論文第三章將MAC層的所

4、有功能模塊化，將整個(gè)MAC層劃分為多個(gè)功能單一、邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單的模塊。協(xié)調(diào)器端和設(shè)備端MAC層所要實(shí)現(xiàn)的功能不同，因此劃分的模塊也不相同。論文第三章將MAC層模塊分為MAC層調(diào)度模塊、MAC層功能實(shí)現(xiàn)模塊和MAC層基礎(chǔ)支持模塊三大類，先分別給出協(xié)調(diào)器端和設(shè)備端MAC層模塊化后的整體結(jié)構(gòu)，然后分別介紹每個(gè)模塊需要實(shí)現(xiàn)的功能和實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)于一些邏輯復(fù)雜的模塊給出了實(shí)現(xiàn)流程圖。
　　最后，我們用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了大部分第三章所介紹的室內(nèi)光通信M