[发明专利]多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法

说明书

本发明提出一种多轮排序和请求拆分的太赫兹无线个域网时隙分配方法，它在PNC节点上运行，运行时间位于超帧的CTAP时段，在CTAP时段开始时运行；具体操作分为“常规时隙分配”和“空闲时隙分配”两个阶段；常规时隙分配阶段的主要操作是使用现有常规方法为DEV节点分配时隙；空闲时隙分配阶段的主要操作是寻找可用的空闲时隙并分配给DEV节点。通过将多轮排序比选、随机指定未申请时隙节点和有条件拆分时隙请求的新思路整合到一起加以运用，本发明所述新方法能够从整体上使CTA承载更多的数据流，从而更加充分地利用CTA的时隙资源，达到提升时隙利用率、提高网络吞吐量和降低数据分组平均时延的效果。

技术领域

本发明属于使用太赫兹无线个域网(Terahertz Wireless Personal AreaNetworks,THz-WPANs)并行传输技术的领域，特别是在网络的MAC(Medium AccessControl,媒介接入控制)层采用了“TDMA(Time Division Multiple Access,时分多址接入)+CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,载波侦听多址接入/冲突避免)”混合接入方式以及并行传输技术的太赫兹无线个域网。

背景技术

太赫兹(TeraHertz,THz)波是一种频率位于0.1THz～10THz而波长位于毫米波和红外光波之间的电磁波，与毫米波通信所采用的60GHz频段相比，太赫兹频段拥有更高的可用带宽且尚未得到开发，具有极大的研究和应用潜力，因此太赫兹通信技术正成为人们所研究的热点技术之一。太赫兹频段存在超高可用带宽，可以提供10Gbps及以上的数据传输速率，满足新型业务的需求。但在实际通信中，太赫兹波存在严重的大气衰减(尤其是水汽吸收)，会影响它的传播距离。因此，太赫兹通信目前更多地被考虑用于室内短距离无线通信，其中一种典型的组网应用形式是无线个域网。

太赫兹无线个域网(网络结构参见说明书附图1)是一种利用太赫兹频段传输数据且数据速率可以达到10Gbps及以上的新型自组织网络。该网络是一种由一个微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)和多个普通节点(Device,DEV)构成的集中式网络，其中，PNC通过周期性广播Beacon消息实现全网的时钟同步以及信道接入控制，网络中的任意两个节点均可以直接进行双向数据传输。与传统的无线个域网不同，太赫兹无线个域网可以提供超高的数据传输速率，从而为如今不断出现的新型业务提供实时保障。作为一种无线自组织网络，其应用场景比较广泛，如家用的各种智能家居可以构建为高速通信网络；会议现场的PAD、手机以及笔记本电脑等终端设备组网形成高速个域网。太赫兹无线个域网是一种能够自我组织、自我管理的大带宽无线网络，作为未来近距离超高速无线通信的一种重要应用形式，具有重要的研究和应用价值。

为了避免高传播衰减和路径损耗，提高无线个域网的覆盖范围，波束赋形技术得到广泛的应用，这同样适用于太赫兹无线个域网。通过波束赋形，网络中业务的源目的节点可以实现数据的定向发送和接收，从而可以增大传输距离并且减小数据间的相互干扰，这给数据的并行传输带来巨大潜力。并行传输技术本质上是一种空分复用，它的目标是实现尽可能多相互无干扰的数据流在相同的时隙传输，与传统的时隙分配算法相比，它可以显著提高信道空间复用度、信道时隙利用率以及网络的吞吐量。