一種高吞吐量低時延的太赫茲無線個域網(wǎng)mac協(xié)議

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1、第３３卷第１０期計算機應(yīng)用研究Ｖｏｌ３３Ｎｏ１０２０１６年１０月ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓＯｃｔ．２０１６一種高吞吐量低時延的太赫茲無線個域網(wǎng)ＭＡＣ協(xié)議任智，陳蔥，游磊，劉文朋，王敏（重慶郵電大學移動通信技術(shù)重慶市重點實驗室，重慶４０００６５）摘要：現(xiàn)有ＭＡＣ協(xié)議在設(shè)計時未考慮太赫茲無線鏈路的衰減特性，難以穩(wěn)定工作從而影響網(wǎng)絡(luò)性能。針對此問題，提出一種適用于太赫茲無線個域網(wǎng)環(huán)境的高吞吐量低時延ＭＡＣ協(xié)議ＨＴＬＤＭＡＣ（ｈｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｌｏｗｄｅｌａ

2、ｙＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｔｅｒａｈｅｒｔｚｗｉｒｅｌｅｓｓｐｅｒｓｏｎａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ）。ＨＴＬＤＭＡＣ協(xié)議通過采用基于信道質(zhì)量預(yù)留時隙機制以及自適應(yīng)確認機制，能夠合理分配超幀時隙資源、提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，降低數(shù)據(jù)時延。仿真表明相較于ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ和ＥＳＭＡＣ協(xié)議，ＨＴＬＤＭＡＣ在太赫茲鏈路質(zhì)量較差情況下具有更好的網(wǎng)絡(luò)性能。關(guān)鍵詞：太赫茲；無線個域網(wǎng)絡(luò)；媒體接入控制協(xié)議；鏈路質(zhì)量；高吞吐量中圖分類號：ＴＰ３９３０４文獻標志碼：Ａ文章編號：１００１３６９５（２０１６）１０

3、３１４３０４ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１６．１０．０６０ＨｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｌｏｗｄｅｌａｙＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｔｅｒａｈｅｒｔｚｗｉｒｅｌｅｓｓｐｅｒｓｏｎａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓＲｅｎＺｈｉ，ＣｈｅｎＣｏｎｇ，ＹｏｕＬｅｉ，ＬｉｕＷｅｎｐｅｎｇ，ＷａｎｇＭｉｎ（ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎ

4、ｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｗｉｒｅｌｅｓｓｌｉｎｋｈａｓａｇｒｅａｔｅｒｓｉｇｎａｌａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌｓｈａｖｅｎ’ｔｃｏｎｃｅｒｎｅｄｔｈｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｈｅｎｄｅｓｉｇｎｉｎｇ，ｓｏｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｗｏｒｋｓｔａｂｌｙａｎｄｈａｖｅａｐｏｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｔｈｅｔｅｒａｈｅｒｔｚｗｉｒｅｌｅｓｓｐｅｒｓｏｎａｌａｒｅａｎｅｔｗｏ

5、ｒｋｓ（ＴＷＰＡＮｓ）ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｈｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｌｏｗｄｅｌａｙＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＨＴＬＤＭＡＣ）ｆｏｒＴＷＰＡＮｓ．Ｂｙａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｒｅｓｅｒｖｅｄｓｌｏｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍｂａｓｅｄｏｎｃｈａｎｎｅｌｑｕａｌｉｔｙａｎｄｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅｌｙｄｙｎａｍｉｃａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ＨＴＬＤＭＡＣｃｏｕｌｄａｌｌｏｃａｔｅｔｈｅｓｌｏｔｒｅｓｏ

6、ｕｒｃｅｒｅａｓｏｎａｂｌｙ，ｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｄａｔａｌａｔｅｎｃｙ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃａｎｄｔｈｅＥＳＭＡＣ，ＨＴＬＤＭＡＣｈａｓｂｅｔｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｐｏｏｒｔｅｒａｈｅｒｔｚｌｉｎｋｑｕａｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅｒａｈｅｒｔｚ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｐｅｒｓｏｎａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ；ＭＡＣｐｒｏｔ

7、ｏｃｏｌ；ｌｉｎｋｑｕａｌｉｔｙ；ｈｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ析幾種不同太赫茲用途模型的ＭＡＣ層需實現(xiàn)的功能，指出針０引言對不同的用途模型應(yīng)采用不同的太赫茲ＭＡＣ解決方案，并建［１］議太赫茲無線個域網(wǎng)ＭＡＣ協(xié)議以ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ為基準，在無線個域網(wǎng)絡(luò)是一種無需基礎(chǔ)設(shè)施的自組織網(wǎng)絡(luò)，適［４］其上修改形成新的協(xié)議。Ｐｅｎｇ等人對室內(nèi)太赫茲通信的定用于近距離內(nèi)多個成員之間高速率交換數(shù)據(jù)，在新時期有廣泛向搜索進行了研究，太赫茲頻段的高路徑損耗導致定向搜索成的應(yīng)用前景。但傳統(tǒng)的無線個域網(wǎng)絡(luò)所能支持的最大數(shù)據(jù)

8、傳為一個很嚴重的問題，ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ中天線校準方法不再適輸速率僅為５．７７５Ｇｂｐｓ，已逐漸難以滿足人們對數(shù)據(jù)速率的需［２］應(yīng)于太赫茲頻段，因此他們提出帶外信令的方式，首先在低頻求，因此人們開始尋求新的解決方案。太赫茲頻段（０１～１０ＴＨｚ）具有極大的未被分配使用的帶寬，能夠承載Ｇｂｐｓ的段進行模糊搜索，然后在太赫茲頻段進行精確搜索。Ｊｏｒｎｅｔ等［５］數(shù)據(jù)量，是未來無線通信的首要選擇。太赫茲無線個