[发明专利]一种太赫兹无线局域网协议架构

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是一种太赫兹无线局域网协议架构。

背景技术

太赫兹波是频率在0.1～10THz范围内的电磁波。由于缺乏有效的太赫兹波产生和检测的方法，长期以来太赫兹技术一直处于空白状态，成为电磁波频谱中最后需要开发的一个频段。太赫兹波技术在安全防卫，化学化工，生物，医疗诊断，天体物理等方面都有着非常好的应用前景。

目前广泛应用的2.4GHz/5GHz频段的WiFi局域网，其天线均采用了近全向天线以保证较大的网络空间覆盖范围。然而，电磁波在自由空间的损耗与频率的平方正相关，即载波频率每提高一个量级，电磁波的自由空间损耗将提高20分贝，通信系统的接收信噪比将降低20分贝。因此在太赫兹频段，由于通信载波频率比现有WiFi采用的2.4GHz/5GHz提高了近两个量级以上，通信系统的接收信噪比将降低近40分贝以上，为了达到与原来通信系统相同的接收信噪比，在发射功率不变的情况下就要求收发天线增益提高近40分贝以上。而10分贝增益的天线波束宽度大约为45度，而35分贝增益的天线波束宽度就仅仅只有2.6度，降低了一个量级以上。因此，在太赫兹频段构建的无线局域网由于波载频率的提高，天线波束宽度将极大变窄，覆盖范围将急剧缩小，但是现有的WiFi网络结构已经无法实现有效的大区域覆盖范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种太赫兹无线局域网协议架构，该协议架构利用太赫兹进行高速数据传输，保证太赫兹局域网的超高速特性，使太赫兹无线局域网具有在较大覆盖范围内提供高速通信的能力，为高速太赫兹通信的窄波束与局域网要求的宽覆盖范围的矛盾提供一种解决途径。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种太赫兹无线局域网协议架构，它包括物理层和数据链路层，所述的物理层包括太赫兹PHY，数据链路层包括两极MAC子层，两极MAC子层是独立下MAC层和公共上MAC层；所述的独立下MAC层为太赫兹下MAC层。

所述的公共上MAC层用于数据的分发，太赫兹无线局域网发送大量高速数据。

所述的太赫兹下MAC层和太赫兹PHY层提供太赫兹模式下的超高速率数据收发功能。

该协议架构下用户接入控制及太赫兹波束对准的详细流程包括：在接入阶段利用含有全向天线的WiFi标准来传输接入请求及太赫兹波束扫描请求；在波束对准阶段，收发双方先利用WiFi中的技术进行双方位置的粗估计，并利用粗估计得到的位置信息引导太赫兹波束控制系统进行太赫兹波束的粗对准；收发双方再通过协作迭代扫描方式进行太赫兹波束的精确对准；在建立的太赫兹链路上进行超高速率的数据传输。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种太赫兹无线局域网协议架构，该协议架构利用太赫兹进行高速数据传输，保证太赫兹局域网的超高速特性，使太赫兹无线局域网具有在较大覆盖范围内提供高速通信的能力，为高速太赫兹通信的窄波束与局域网要求的宽覆盖范围的矛盾提供一种解决途径。

附图说明

图1为；太赫兹无线局域网协议架构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种太赫兹无线局域网协议架构，它包括物理层和数据链路层，所述的物理层包括太赫兹PHY，数据链路层包括两极MAC子层，两极MAC子层是独立下MAC层和公共上MAC层；所述的独立下MAC层为太赫兹下MAC层。

所述的公共上MAC层用于数据的分发，太赫兹无线局域网发送大量高速数据。

所述的太赫兹下MAC层和太赫兹PHY层提供太赫兹模式下的超高速率数据收发功能。

该协议架构下用户接入控制及太赫兹波束对准的详细流程包括：在接入阶段利用含有全向天线的WiFi标准来传输接入请求及太赫兹波束扫描请求；在波束对准阶段，收发双方先利用WiFi中的技术进行双方位置的粗估计，并利用粗估计得到的位置信息引导太赫兹波束控制系统进行太赫兹波束的粗对准；收发双方再通过协作迭代扫描方式进行太赫兹波束的精确对准；在建立的太赫兹链路上进行超高速率的数据传输。