太赫兹无线个域网MAC协议研究综述

太赫兹无线个域网是一种工作在太赫兹频段的无线个域网，它可克服传统无线个域网宽带容量低、数据时延大及可靠性不高等问题，满足人们对近距离超高速率、高可靠性及低成本无线通信的需求。首先简要介绍了国内外太赫兹MAC协议研究进展；然后阐述了太赫兹无线个域网MAC协议标准化进程，重点分析研究当前研究热点问题；在此基础之上深入探究太赫兹无线个域网MAC协议的未来研究趋势。     

基于太赫兹无线网络的高速MAC协议研究与实现

为解决现有无线网络的MAC协议无法匹配太赫兹无线网络物理层(PHY)的问题,提出了一种新的太赫兹无线网络MAC协议,并对该协议加以实现验证。该协议通过新的超帧结构,减少了数据发送的等待时间,加快了端到端数据的传输,从而获得更高的网络端到端吞吐量。通过实现结果表明,在带宽为3.125 Gbps下,采用新协议可以实现均值约2.78 Gbps的端到端吞吐量;同时,在端到端平均时延的性能上也有较大提升。该协议的实现为将来太赫兹无线网络MAC协议的进一步研究提供了有力的支持。     

一种快速传输的太赫兹无线个域网MAC协议

针对现有太赫兹无线个域网MAC协议存在信道利用率低的问题,提出一种快速传输的太赫兹无线个域网MAC(Fast Transmission MAC Protocol for THz Wireless Personal Area Network,FTP-MAC)协议,FTP-MAC协议采用多对节点并行传输机制,在信道互不干扰的情况下实现了多对节点在同一时刻内同时传输的功能,通过OPNET仿真工具进行仿真验证。相较于LODMAC协议和TAB-MAC协议,FTP-MAC协议在吞吐量、信道利用率和网络整体的数据传输效率等性能方面都有所提高。     

太赫兹超高速无线通信系统网络层算法探索

为解决现有无线网络的网络层无法匹配太赫兹超高速物理层(PHY)和媒体访问控制层(MAC)的问题,提出了一种新的太赫兹超高速无线网络层算法(PCNT)。PCNT算法通过跨层信息交互,实现了数据的聚合,加快了端到端数据的传输,从而获得更高的网络端到端吞吐量。通过仿真结果表明,采用新算法可以实现约12.6 Gbps的端到端吞吐量,而未采用新算法时仅为5.7 Gbps;同时,在端到端平均时延以及丢包率的性能上也有较大提升。PCNT新算法的提出为将来太赫兹超高速无线网络的网络层协议算法的进一步研究提供了有力的支持。     

光子辅助的宽带太赫兹通信技术

首先,介绍了光子辅助的宽带太赫兹通信系统中的关键技术.然后,介绍了大容量和长距离太赫兹无线和有线通信技术方面的研究进展.采用这些关键技术,先后实现了太赫兹信号超过1 Tbit/s的无线传输,以及超过100 Gbit/s太赫兹信号在无太赫兹放大器的情况下无线传输54.6 m.最后,介绍了采用空芯光纤进行有线传输超过100...     

太赫兹网络中基于优先级调度的低开销双信道MAC协议

针对现有太赫兹通信网络双信道MAC协议存在控制开销冗余和在竞争信道时缺少优先级调度策略等问题,提出了一种太赫兹网络中基于优先级调度的低开销双信道MAC协议（Low Overhead Dual-channel MAC Protocol Based on Priority Scheduling,LO-PSMAC）,包含通信距离预判、优先级调度策略的CSMA/CA和精简THz频段MAC帧三种机制,可有效提升信道利用率和整体网络吞吐量,同时减小控制开销和降低数据平均时延。仿真结果表明,所提协议与现有太赫兹双信道MAC协议相比,MAC层吞吐量和信道利用率分别提升了7.14%和14.75%,数据平均时延降低了14.21%。     

太赫兹局域网介质访问控制层协议

为了实现基于太赫兹(THz)技术的超高速无线局域网的组网和通信,提出了一种采用星形网络结构和TDMA-CSMA混合接入机制的太赫兹超高速无线局域网介质访问控制(MAC)接入协议-MAC-T 协议。该接入协议从组网机制、接入机制、参数设置等方面进行了详细的研究设计,从而在理论上保障和促进在太赫兹无线局域网中实现10 Gbps以上的超高速通信。     

太赫兹无线局域网MAC协议优化设计

针对现有太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的无线局域网场景下原有波束赋形方案不适用、关联请求时段在新入网节点数量受限情况下时隙利用率低,以及网络流量较大时扇区号靠后的节点一直无法获得时隙导致时延陡增的情况,提出了一种适用于无线局域网的高效低时延太赫兹MAC协议(High Efficiency and Low Latency Terahertz MAC,HELL-MAC)。该协议利用中心控制节点与普通节点间的信息交互减少了不必要的波束赋形过程,采用机会性复用关联S-CAP(Sub-channel Access Period)机制提高了时隙利用率,采用公平时隙分配机制提高了时隙分配的公平性,从而减少了波束赋形时间,降低了平均端到端时延,提高了信道利用率。     

太赫兹网络中基于中继的高效双信道MAC协议

现有的太赫兹无线个域网双信道介质访问控制(MAC)协议工作在WiFi和太赫兹信道。由于这两种信道的频率相差极大,导致使用全向天线和定向天线的覆盖范围各不相同,这样便会使节点之间的消息传输成功率大大降低,同时也降低了网络整体的吞吐量。另外,在现有的太赫兹无线网络双信道MAC协议中还存在一定的冗余控制开销,这导致了信道利用率低。基于此,文章提出一种太赫兹无线网络中基于中继的高效双信道MAC协议(HE-BRMAC),HE-BRMAC分为中继辅助和自适应减少控制开销机制。通过这两种机制可达到提高消息传输成功率、提升网络整体吞吐量、减少控制开销和提高信道利用率的效果,尤其当节点数较多时,HE-BRMAC的效果更为显著。     

太赫兹无线个域网公平高效的MAC层优化机制

针对太赫兹无线个域网双信道媒体访问控制(Medium Access Control, MAC)协议中存在的信道资源分配公平性差、数据帧重传效率低和控制开销较高的问题,提出了一种公平高效的MAC层优化机制。新机制采用基于历史时隙申请信息的信道资源分配策略优化时隙分配公平性,根据信道质量自适应选择数据帧重传机制,控制节点从申请时隙的节点发送的控制帧中的“duration”字段提取时隙申请信息,省略时隙申请帧的发送,从而降低数据帧排队时延和控制开销,提高吞吐量。仿真结果表明,与TAB-MAC和MDP-MAC协议的机制相比,所提机制的数据帧平均排队时延降低了15%,吞吐量提高了5%。