可见光通信是一种以可见光为载波的无线通信技术,LED技术的飞速进步为可见光通信的发展提供了有力的基础保障。可见光通信具有高速率、高带宽、不受电磁干扰等优势,有望成为无线通信的补充,缓解全球无线频谱短缺的现状。近年来,可见光通信技术受到学术界的广泛关注并取得了长足的发展,无线通信领域中的OFDM、DMT、MIMO和均衡技术等的应用,使得系统的通信速率显著提高。然而,可见光通信系统的实用化、室内可见光局域网的系统设计和媒质访问控制方面的研究相对滞后,仿真和离线系统方面的研究居多,实用化的实时通信系统较少。针对这一问题,本论文主要关注室内可见光局域网MAC层协议的设计和基于FPGA的实现,并搭建一套具有扩展性的实时通信系统。论文主要工作如下:(1)论文介绍了室内可见光局域网的系统架构,研究了下行可见光链路的特点,对比分析了可见光通信系统中上行链路的通信技术以及网络拓扑模式,最终确定上行采用红外通信,网络拓扑模式为星型拓扑。为下文MAC层协议的设计奠定基础。(2)研究了以太网中的CSMA/CD协议和无线局域网中的CSMA/CA协议,然后讨论了现有可见光局域网的媒质访问控制方法,分析各方法的优缺点。最终基于CSMA/CA协议,设计了一种复杂度更低、扩展性更好的MAC层协议——Li-Fi/MAC协议,适用于上下行均采用光通信、为多用户终端提供网络接入的可见光通信系统。(3)在上述研究的基础上,研究了 Li-Fi/MAC协议的数据帧收发流程,详细介绍了 AP端和用户终端的设计与FPGA实现,给出了各个模块的状态转移图,并用verilog编写代码实现。(4)搭建实验系统,不仅验证了本论文设计的Li-Fi/MAC协议的正确性与可行性,而且计算机通过实验系统可以成功访问外网,能够浏览网页、观看在线视频,用示波器可以成功捕获到MII接口的接收时钟和接收信号。