尚韬+江涛+张颖

中图分类号：TN929.1    文献标志码：A   文章编号：1009-6868 （2014） 06-0012-004

摘要：针对可见光的通信距离较短和带宽有限的特点，提出了一种多终端组网的可见光网络模型，对于室内可见光通信（VLC）系统多用户接入碰撞问题，我们分析了这种网络模型的特点，提出了一种基于载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）的多用户接入方法，给出了多用户接入时碰撞概率和系统吞吐量的表达式，并进行了相应的仿真。仿真结果表明模型和接入方法合理有效。

关键词：室内可见光通信;多用户接入;载波侦听多路访问/冲突避免

Abstract：Visible light is only used to communicate over a short distance， and the bandwidth is limited. In this paper， we propose a network model based on multi-terminal networking. To address the multi-user access collision problem， we analyze the network model and propose a multi-user access method based on CSMA/CA. We give the mathematical formulas for collision probability and system throughput and run corresponding simulations. The results show that multi-user access based on CSMA/CA is a reasonable and effective method.

Keywords：indoor VLC; multi-users access; CSMA/CA

由于具有亮度高、寿命长、性能稳定、节省能源等优点，发光二极管（LED）灯已成为未来主要的照明方式。随着LED照明技术的发展，2000年，日本KEIO课题组提出了白光LED用于家庭通信的基本思想[1]，并在2004年，首次公布了基于白光LED的无线通信技术的基本原理和信道模型[2]。相比于其他的无线通信方式，可见光通信（VLC）具有成本效益高、免执照、抗电磁干扰、高传输速率及安全性好等优点。VLC已被建议取代Wi-Fi作为提供室内手机、IPAD等设备高速接入网路的技术方案，特别是在一些禁止电磁波信号的环境，如在医院和飞机上。目前，基于LED灯的室内可见光通信引起了广泛的关注[3-5]，并取得了一定的研究进展（如在光源调制带宽[6]、波分复用（WDM）[7]、光源布局[8]、克服多径效应[9]等技术，以及IEEE关于VLC统一标准IEEE 802.15.7[10]等方面的进展）。

实现室内可见光网络需要适合的全双工通信方式。上下行链路都采用可见光时[11]，链路之间的相互干扰难以满足通信的要求，需要采用一定技术进行光信号的分离。……