低干扰多PAN太赫兹无线个域网MAC协议

任 智，苏 新，郭 黎，吴本源

(重庆邮电大学 a. 移动通信技术重庆市重点实验室； b. 通信与信息工程学院, 重庆 400065)

0 引 言

太赫兹通信技术[1]以频率范围在0.1～10.0 THz[2]的太赫兹波段作为载波，其数据传输速率能达到0.1～1.0 Tbit/s，是第五代移动通信(5th Generation Mobile Networks，5G)的50倍，4G的1 000倍[3]，因此具有极大的应用前景。但由于太赫兹波在空气中传输时会产生严重的衰减，传输距离相当有限，通常太赫兹无线个域网(Wireless Personal Area Network, WPAN)[4]的传输距离只有10 m[5]。为了扩展其通信范围，越来越多的人开始关注多个域网(Personal Area Network, PAN)太赫兹WPAN的通信传输，希望通过将多个网络连接起来的方式来实现通信范围的扩展，而作为关键技术之一的跨PAN太赫兹WPAN介质访问控制 (Media Access Control, MAC) 协议成为研究的热点。

Da Costa F在文献[6]中引入了微微网协调的概念，使超帧同步成为可能，提出使用普通设备(Device, DEV)作为连接微微网的桥梁，并且定义了信标对准机制来解决重叠区域的信标碰撞问题；Xue等人在此基础上提出了一种自适应信道时间分配方法[7]，引入了公共区域的概念，在公共区域内的DEV可以听到多个信标帧，位于公共区域内的节点被称为公共节点，之外的节点被称为常规节点。该方法解决了部分信道时间分配时段的数据干扰问题，但仍存在部分节点存在时隙干扰的问题。

1 网络模型与超帧结构

1.1 网络模型

多PAN太赫兹WPAN通信模型主要由两个太赫兹WPAN组成，如图1所示，太赫兹WPAN主要由一个充当微微网协调器(Piconet Coordinator, PNC)的DEV以及用于数据传输的DEV组成；PNC周期性地广播Beacon帧用于整个网络的控制以及同步；DEV之间均可进行数据传输；……