一種高吞吐量低時延的太赫茲無線個域網mac協(xié)議

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1、第３３卷第１０期計算機應用研究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重慶市重點實驗室，重慶４０００６５）摘要：現(xiàn)有ＭＡＣ協(xié)議在設計時未考慮太赫茲無線鏈路的衰減特性，難以穩(wěn)定工作從而影響網絡性能。針對此問題，提出一種適用于太赫茲無線個域網環(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量預留時隙機制以及自適應確認機制，能夠合理分配超幀時隙資源、提高網絡吞吐量，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在太赫茲鏈路質量較差情況下具有更好的網絡性能。關鍵詞：太赫茲；無線個域網絡；媒體接入控制協(xié)議；鏈路質量；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ＭＡＣ協(xié)議以ＩＥＥＥ８０２．１５．３ｃ為基準，在無線個域網絡是一種無需基礎設施的自組織網絡，適［４］其上修改形成新的協(xié)議。Ｐｅｎｇ等人對室內太赫茲通信的定用于近距離內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用前景。但傳統(tǒng)的無線個域網絡所能支持的最大數(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