[发明专利]一种基于太赫兹超高速无线网络的MAC接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹超高速无线网络技术的领域，特别涉及使用了无线网络MAC层接入技术、且为网络中每个节点分配了独立标识的太赫兹超高速无线网络。

背景技术

太赫兹（terahertz,THz）波是一种在频谱上位于毫米波和红外光波之间的电磁波，其频率范围为0.1THz-10THz，如附图1所示，波长范围为0.03mm-3mm；太赫兹频段是最后一个人类尚未完全认知和利用的频段。虽然在空气中传播时会有一定衰减，但太赫兹波能够提供较大的信道带宽和较高的传输容量，因此太赫兹通信在短距离超高速无线通信方面有巨大的应用潜力，目前已被考虑应用于室内短距无线通信等方面。

太赫兹超高速无线网络是一种由3个以上带太赫兹通信设备的节点（称为“DEV”）组成的、在相邻节点之间可进行高速率短距离通信的无线个域网络（WPAN，Wireless Personal Area Networks），如附图2所示；它工作在太赫兹频段（0.1THz-10THz），能够支持10Gbps以上的数据传输速率，被视为无线个域网络发展的重要方向，对未来超高速无线网络通信的实现和发展具有重要意义。

MAC接入方法担负着将节点接入无线信道并为节点分配信道带宽资源的任务，是太赫兹超高速无线网络体系架构的重要组成部分；到目前为止，人们关于太赫兹超高速无线网络MAC接入方法的研究尚不多见。在工作频段和数据传输速率方面与太赫兹超高速无线网络最接近的MAC接入方法是由IEEE802.15.3c和IEEE802.11.ad定义的，这两个标准定义的MAC接入方法都工作在60GHz频段，最大数据传输速率分别为5.775Gbps和6.7568Gbps。

IEEE802.15.3c的MAC接入方法是由LAN/MAN标准委员会确定的（参见文献：802.15.3c-2009-IEEE standard for information technology telecommunications and information exchange between systems local and metropolitan area networks-specific requirements.Part15.3:wireless medium access control(MAC)and physical layer(PHY)specifications for high rate wireless personal area networks(WPANs)amendment2:millimeter-wave-based alternative physical layer extension[S].IEEE Computer Society,2009.12），主要用于高速WPAN网络MAC层的信道接入和数据传输。其主要思想是将信道时间划分为一系列的超帧（superframes），每个超帧由Beacon、CAP（Contention Access Period）和CTAP（Channel Time Allocation Period）3个时段组成，如附图3所示，节点在超帧的CAP时段用CSMA机制申请时隙并在CTAP时段用TDMA机制传输数据，数据传输速率最高能够达到5.775Gbps。