基于混合天线的太赫兹无线局域网MAC协议OA

【目的】太赫兹无线局域网(WLAN)在现代通信中具有突出价值,但其性能提升长期受限于介质访问控制(MAC)协议设计。为了解决大规模场景下现有太赫兹WLAN网络协议中存在的信道时间分配时段(CTAP)波束训练控制开销大以及竞争接入时段(CAP)由于节点数量过多导致的入网及时隙申请帧易碰撞等问题,文章提出了一种基于混合天线的太赫兹WLAN MAC协议(HA-MAC)。【方法】文章所提协议首先根据节点设备(DEV)与微微网协调器(PNC)之间的距离对DEV进行分级,为该协议后续机制奠定基础;其次,通过基于混合天线的多节点分级冲突避免机制,不同DEV按级别分配相应天线模式执行入网和时隙申请,并利用全向天线模式实现监听退避机制,以降低CAP的帧碰撞率;最后,设计了基于混合天线的快速波束赋形机制,使节点按源或目的DEV级别采用不同天线模式进行波束赋形,以减少波束赋形训练的控制开销。【结果】基于VRNET软件的仿真验证表明,HA-MAC在网络吞吐量、数据平均时延和波束赋形控制开销等关键性能指标上与现有MAC协议相比均有一定的优化。【结论】由仿真结果可知,文章所提协议可行,且能有效提高太赫兹WLAN的网络性能,并对未来大规模场景的局域网环境具有实际应用价值。