【摘 要】
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随着无线通信作为网络的主要接入方式所需要承载的数据量越来越大,无线频谱资源作为提升网络速率的关键因素日益紧缺。可以缓解频谱资源紧张和提高设备近距离通信速率的太赫兹通信技术受到越来越多的学者的关注。太赫兹无线个域网是一种使用太赫兹波作为通信载波进行近距离超高速通信的无线网络系统。但由于太赫兹波信号在空气中衰减严重的特性,其传输距离受到限制。太赫兹无线个域网双信道媒体接入控制（Media Access
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随着无线通信作为网络的主要接入方式所需要承载的数据量越来越大,无线频谱资源作为提升网络速率的关键因素日益紧缺。可以缓解频谱资源紧张和提高设备近距离通信速率的太赫兹通信技术受到越来越多的学者的关注。太赫兹无线个域网是一种使用太赫兹波作为通信载波进行近距离超高速通信的无线网络系统。但由于太赫兹波信号在空气中衰减严重的特性,其传输距离受到限制。太赫兹无线个域网双信道媒体接入控制（Media Access Control,MAC）协议使用5G通信中的Sub-6G Hz频段进行控制信息交互,通过太赫兹定向天线传输数据来解决太赫兹通信距离受限和波束成形训练带来的开销增大的问题。本文在深入研究现有协议的基础上,针对协议存在的问题,提出了两种MAC层改进协议,从原理上对THz-5G无线个域网双信道MAC协议进行优化,并加以仿真验证。本文的具体研究工作如下:1.针对当前THz-5G无线个域网双信道MAC协议中存在的网络中控制节点在进行时隙分配时,未充分考虑到不同类型的节点使用相同的时隙资源分配机制降低了时隙资源分配的公平性和控制信息交互时开销和时延过大等问题,提出了一种高效公平的MAC协议。所提协议的新机制在本超帧内根据节点的历史时隙分配总量采用负相关的原则为申请时隙的节点分配时隙资源,优化时隙分配的公平性;通过合并位置信息交互和时隙申请两个流程,减少位置交互帧的发送数量;通过自适应省略位置信息发送机制节省重复发送不必要的位置信息带来的开销。仿真结果表明所提协议在位置信息交互时延、控制开销等方面性能有所提升。2.当前MAC协议在非视距传输场景下中继节点的选取忽略了中继两跳链路中链路质量较差的一跳对于整个中继辅助传输链路的影响;信道质量动态变化时忽视了自适应通信机制的切换而影响通信时的成功率。针对上述问题,提出了一种自适应中继的双信道MAC协议。所提协议通过中继节点选择优化及备选中继链路检查机制提高中继辅助传输链路的整体质量;对动态变化的通信信道环境进行周期性检测,及时切换通信机制以提高通信网络的数据传输成功率。仿真结果表明所提协议在数据传输成功率和时隙利用率等方面性能有所提升。最后对全文所做的研究工作进行总结,并对未来的研究重点进行了简要阐述。
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