【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹无线网络中消除时隙申请帧碰撞的方法与装置
[0001]本专利技术属于太赫兹无线网络接入
,特别涉及采用了定向通信技术的太赫兹无线网络接入方法。
技术介绍
[0002]随着移动通信技术的快速发展,人们对数据传输速率的要求也越来越高。处于低频段的频谱资源已经逐渐不能满足人们对于带宽和更高数据传输速率应用的渴求。太赫兹(Terahertz,THz)波是频率在0.1THz~10THz的电磁波,在电磁波谱中位于红外和微波之间。近年来,THz技术因其在快速成像、无损探测、太空遥感、材料表征和高速无线通信等领域巨大的应用潜力而取得了显著进展。在无线通信领域,虚拟现实(VR)、自动驾驶、远程医疗、物联网、脑机接口等越来越多新兴技术的发展将需要比5G网络更高带宽和更快的数据传输速率。当最小带宽达到几十GHz时,必须在THz范围内使用更高的载波频率。THz无线局域网和蜂窝网络可以为这些新兴的技术提供每秒数T比特(Tbit/s)的超高数据传输速率和高速无线数据分发,成为6G的关键候选波段。
[0003]太赫兹频段存在严重的路径损失以及受大气中的分子吸收影响较大,导致太赫兹无线网络的通信范围只有10米左右,因此必须在收发端同时使用定向天线来扩大太赫兹无线网络的通信范围。
[0004]在当前研究背景下,太赫兹无线网络可分为太赫兹无线个域网和太赫兹无线局域网两种类型的网络。太赫兹无线个域网与太赫兹无线局域网均由一个微网协调器PNC(PicoNet Coordinator)与若干个设备节点DEV(Device)组成 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太赫兹无线网络中消除时隙申请帧碰撞的方法,其特征在于,由太赫兹无线网络中的PNC和DEV执行以下三种新机制:新机制1——基于beacon帧类型的序号和数量信息自适应传送机制;新机制2——结合泛听的扇区DEV数量获取和更新机制;新机制3——面向帧碰撞消除的时隙申请帧发送节点顺序调度机制,其中,“基于beacon帧类型的序号和数量信息自适应传送”新机制包括:在超帧的BP时段,PNC在广播beacon帧时,根据扇区类型的不同,自适应地选择不同的beacon帧,按需地传送beacon帧序号和扇区所含DEV数量信息给DEV;“结合泛听的扇区DEV数量获取和更新”新机制包括:在多DEV扇区的DEV入网过程中,PNC用入网申请回复帧携带扇区DEV数给新入网的DEV;多DEV扇区的DEV在入网后,采用“泛听”方式去处理收到的入网申请回复帧,如果发现有新节点成功入网,则更新自己的“扇区DEV数”参数N;“面向帧碰撞消除的时隙申请帧发送节点顺序调度”新机制包括:多DEV扇区中要申请数据传送时隙的DEV用“beacon帧序号”参数S和“扇区DEV数”参数N进行模运算,根据模运算结果判断自己是否能够发送时隙申请帧,如果能发送才进行发送。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹无线网络中消除时隙申请帧碰撞的方法,其特征在于,所述新机制1——基于beacon帧类型的序号和数量信息自适应传送机制中,在零DEV扇区或单DEV扇区,PNC广播传统型beacon帧;传统型beacon帧不包含“beacon帧序号”和“扇区DEV数”字段;在DEV数量未减少的多DEV扇区,PNC广播扩展Ⅰ型beacon帧;扩展Ⅰ型beacon帧包含“beacon帧序号”字段并装有相应的信息;在DEV数量发生减少的多DEV扇区,PNC广播扩展Ⅱ型beacon帧;扩展Ⅱ型beacon帧包含“beacon帧序号”、“扇区DEV数”、“脱网DEV数”、“脱网DEV序号”字段,并且这些字段皆装有各自对应的信息。3.根据权利要求1所述的一种太赫兹无线网络中消除时隙申请帧碰撞的方法,其特征在于,所述新机制1——基于beacon帧类型的序号和数量信息自适应传送机制中,PNC包括如下操作:1)初始化:设置“beacon帧序号”参数S,用于记录beacon帧的序号;令S的初始值=0;每广播一轮beacon帧,S的值+1;设置“扇区DEV数”表,用于记录每个扇区包含的DEV的数量,每条表项包含的字段有:扇区号,扇区DEV数,DEV是否减少,脱网DEV数,脱网DEV序号序列;扇区DEV数、DEV是否减少、脱网DEV数、脱网DEV序号字段的初始值皆=0;设置“当前扇区号”参数F,令F的初始值=0;2)判断是否进入了BP时段;如果是,令“当前扇区号”参数F=1,然后执行下一步;如果否,返回本步骤;3)将定向天线指向扇区F;并且,用F查询“扇区DEV数”表,通过“扇区DEV数”字段的值,获得扇区F包含的DEV数N
F
;4)判断N
F
是否≤1;如果是,生成一个传统型beacon帧并填入内容;接着,在当前扇区F广播M次beacon帧;M为扇区数,然后转步骤7),如果否,执行下一步;5)查询“扇区DEV数”表,获得扇区F对应的“DEV是否减少”字段的值,判断该值是否=0;如果是,生成一个扩展Ⅰ型beacon帧并填入内容;接着,在当前扇区F广播M次beacon帧;然后
转步骤7),如果否,执行下一步;6)生成一个扩展Ⅱ型beacon帧;查询“扇区DEV数”表,获得扇区F对应的扇区DEV数、脱网DEV数、脱网DEV序号序列字段的值,并将这些值填入beacon帧...
【专利技术属性】
技术研发人员:任智,陈春宇,何庆,古金东,张伟业,刘洋,祁君易,
申请(专利权)人:重庆邮电大学,
类型:发明
国别省市:
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