基于网络协调器高效切换的太赫兹无线个域网接入协议

任 智, 田洁丽, 游 磊, 吕昱辉

(重庆邮电大学 移动通信技术重庆市重点实验室, 重庆 400065)

0 引言

太赫兹(Terahertz, THz)波是指频率范围在0.1～10 THz，波长范围在0.03～3 mm的电磁波，介于微波与红外之间[1-2]，因此兼具两者优势，在维持通信链路稳定的同时可提供较大的带宽容量。对比于常见的60 GHz及以下频段，THz频段尚未得到开发，具有极大的开发潜力，因此相关的THz通信技术被看作是第五代移动通信的关键技术之一[3]；但在实际通信应用场景中，大气衰减(尤其是水汽吸收)会影响太赫兹波的传播距离[4]，因此，太赫兹通信目前更多地被考虑用于较短距离的无线通信，其中一种典型的组网应用形式是无线个域网(Wireless Personal Area Network, WPAN)[5-6]。

太赫兹无线个域网(Terahertz Wireless Personal Area Network, THz-WPAN)是一种数据速率能够达到数十Gb/s且以THz波作为载波的自组织网络[7]。THz-WPAN是一种覆盖范围较小的集中式网络，通常由多个具有THz无线通信功能的节点构成。与传统无线个域网[8]最大的不同是，它可以为不断出现的新型应用业务提供超过10 Gb/s的数据传输保证。作为一种自组织网络，其应用范围比较广泛：在会议现场，可以手机、PAD以及笔记本等作为终端设备形成自组高速通信网络；在室内环境中，可以各家用电子产品进行物物相连而实现各家用器件间的高速通信网[7,9]。

目前，专门针对于THz-WPAN接入协议的研究成果很少。文献[10]针对纳米传感网介绍了一种基于物理层感知的THz网络接入方法。该接入方法的整个运行过程包括握手和数据传输两个阶段。该协议充分利用脉冲通信的优点，节点能够在任意时刻发送数据，并且利用低权重编码和重复编码的方式减少数据帧的碰撞概率，但是该接入协议也存在明显的弊端，即每次数据传输之前都要进行握手操作，浪费信道资源，降低了时隙资源利用率。……