车路可见光通信MAC层协议研究

发布时间：2017-06-10 00:00

  本文关键词：车路可见光通信MAC层协议研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：可见光通信技术(Visible Light Communication, VLC)是当前无线通信领域研究的热点之一。它采用发光二极管(Light Emitting Diode, LED)作为发射光源,具有环保节能、频谱免许可和通信安全性高等优点。本文主要研究在平直道路的环境下,可见光通信系统媒体接入控制层(Media Access Control,MAC)协议的设计和分析。本文首先介绍了可见光通信系统的物理层基本框架,分析了室外可见光通信环境,并建立基础的]LED光功率分布模型。然后,对短距离可见光通信的MAC层标准和国内外现有的可见光研究情况进行综述。根据基础的LED光功率分布模型,本文设计了一个针对智能交通环境的可见光通信系统模型,构造了上行和下行两条全部基于可见光通信传输的数据链路,并简要分析该模型的可行性。在此模型的基础上,主要研究下行链路的MAC层通信问题。接着本文分析了经典的通信协议,指出其不适用于道路上的可见光通信系统。然后针对该系统的特点,设计了一个新协议,并从碰撞概率、时延和吞吐量三个方面分析了协议的性能。最后,针对吞吐量优化的问题,提出了预存储切换技术。本文接着对道路可见光通信模型进行改进,在前面通信模型上加入了路灯间的通信链路。基于此新模型设计了通信协议,研究接入和切换的方式。最后,对系统的吞吐量进行分析和仿真。
【关键词】：可见光通信 智能交通 媒体访问控制 切换 吞吐量
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 缩略语12-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 可见光通信的研究背景14-15
• 1.2 可见光通信的发展历史和国内外研究现状15-16
• 1.3 可见光通信的特点16
• 1.4 智能交通的研究状况16-18
• 1.5 论文的主要工作和内容安排18-20
• 第二章 可见光通信系统介绍20-30
• 2.1 可见光通信系统概述20
• 2.2 可见光通信系统模型介绍20-23
• 2.3 MAC层介绍23-24
• 2.4 可见光通信的标准24-27
• 2.4.1 IEEE 802.15.7标准的超帧结构24-26
• 2.4.2 IEEE 802.15.7标准的拓扑结构26
• 2.4.3 IEEE 802.15.7标准中的移动管理26-27
• 2.5 可见光通信MAC层研究现状27-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 道路交通的可见光通信建模与MAC层分析30-60
• 3.1 基于可见光通信的智能交通系统模型30-35
• 3.1.1 下行链路模型30-33
• 3.1.2 上行链路模型33-35
• 3.2 MAC层通信协议35-38
• 3.2.1 Aloha和CSMA协议介绍35-36
• 3.2.2 IEEE802.15.7中的CSMA/CA协议分析36-38
• 3.3 新接入协议38-43
• 3.3.1 帧结构设计39-42
• 3.3.2 协议流程42-43
• 3.4 协议性能分析43-55
• 3.4.1 系统初始化问题44-50
• 3.4.2 小区间切换问题50-54
• 3.4.3 系统吞吐量分析54-55
• 3.5 预存储切换55-57
• 3.5.1 模型建立和分析55-56
• 3.5.2 吞吐量分析56-57
• 3.6 本章小结57-60
• 第四章 道路可见光通信的优化模型60-76
• 4.1 网络模型和结构60-62
• 4.2 协议描述62-63
• 4.2.1 超帧结构简介62
• 4.2.2 通信协议流程图62-63
• 4.3 接入和切换63-68
• 4.3.1 路灯节点间的接入和切换分析64-66
• 4.3.2 移动终端的切换分析66-67
• 4.3.3 查询次数设置67-68
• 4.4 吞吐量研究68-75
• 4.4.1 参数和模型设计68-72
• 4.4.2 理论和仿真结果72-75
• 4.5 本章小结75-76
• 第五章 总结与展望76-78
• 5.1 论文工作总结76
• 5.2 未来展望76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士期间发表的论文84

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