可见光有频带丰富、安全保密、不受电磁干扰等诸多优点。随着可见光LED的普及,可见光通信正在成为解决室内短距离通信的重要方向之一,在提供照明需求的同时解决了通信问题。但是,在室内环境下,可见光双向传输是一个挑战,其作为上行链路的传输介质,会对人眼产生视觉干扰,影响用户的体验。首先,由于上行链路的数据速率需求远小于下行链路,本文采纳了“下行可见光,上行红外”的非对称通信网络,来解决可见光通信的上行链路问题。同时,研究了可见光通信协议与红外通信协议的MAC层,分析了它们的优缺点,作为提出的可见光与红外相结合网络MAC层研究的理论依据。其次,本文建立了“下行可见光,上行红外”非对称通信网络的总体框架,先讨论了可见光LED灯组与终端的基本配置以及可见光的光源选择问题,再研究了室内可见光LED灯组的布局以及两终端之间的通信方式。随后,本文设计了适合“下行可见光,上行红外”非对称通信网络的MAC层协议。通过在IEEE802.15.7协议的基础上添加RTS/CTS握手机制和帧间间隔来解决终端只有可见光接收器造成的冲突问题;利用动态竞争机制和多参数优先级机制来改进随机接入算法。同时,基于马尔可夫链对改进后的MAC层建模,对性能参数进行理论分析。最后,本文验证了改进后的MAC层的可行性。先将功能繁多的LED灯组端的MAC层分解成为功能相对简单的模块,再基于OPNET对改进后的MAC层进行仿真,对比分析改进前后MAC层的性能参数,观察改进后MAC层的性能参数的理论结果与仿真结果的匹配度。