太赫兹无线局域网MAC协议优化设计

针对现有太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的无线局域网场景下原有波束赋形方案不适用、关联请求时段在新入网节点数量受限情况下时隙利用率低,以及网络流量较大时扇区号靠后的节点一直无法获得时隙导致时延陡增的情况,提出了一种适用于无线局域网的高效低时延太赫兹MAC协议(High Efficiency and Low Latency Terahertz MAC,HELL-MAC)。该协议利用中心控制节点与普通节点间的信息交互减少了不必要的波束赋形过程,采用机会性复用关联S-CAP(Sub-channel Access Period)机制提高了时隙利用率,采用公平时隙分配机制提高了时隙分配的公平性,从而减少了波束赋形时间,降低了平均端到端时延,提高了信道利用率。     

一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC协议

现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC(Mobility-aware Directional MAC,MA-MAC)协议。该协议采用基于卡尔曼算法的节点扇区预测机制对移动节点的扇区范围进行迭代预测,采用基于DEV扇区预测的beacon帧内容填充机制对beacon帧中时隙分配字段进行填充,采用基于节点扇区预测的快速波束赋形机制使得PNC与DEV之间波束赋形操作简化。通过仿真验证,与基于IEEE 802.15.3c的太赫兹无线局域网定向MAC协议和现有协议进行对比,MA-MAC协议下网络吞吐量得到了提升,网络平均时延、网络整体控制开销得到了改善。     

无线ATM网介质访问控制协议的研究

近年来无线ＡＴＭ网络得到广泛研究，扩展ＡＴＭ网络的宽带业务至无线环境面临许多方面的问题。介质访问控制（ＭＡＣ）方法是无线ＡＴＭ网的关键技术。ＭＡＣ层协议的好坏直接影响系统性能和移动终端的复杂性。文中综合分析目前已有的无线ＡＴＭ介质访问控制协议及方法，指出设计无线ＡＴＭ网ＭＡＣ层协议的三条原则，提出下一步研究方向。     

低干扰多PAN太赫兹无线个域网MAC协议

为解决现有多个域网(PAN)太赫兹无线个域网(WPAN)介质访问控制(MAC)协议中存在的在常规信道时间分配时段(N-CTAP)的网络间节点传输数据干扰问题,即在常规节点传输数据过程中,存在部分节点与其他网络节点互相在对方的通信范围之内,导致在传输数据时,很有可能受到干扰的问题,文章提出了一种低干扰多PAN太赫兹WPA...     

太赫兹网络中基于中继的高效双信道MAC协议

现有的太赫兹无线个域网双信道介质访问控制(MAC)协议工作在WiFi和太赫兹信道。由于这两种信道的频率相差极大,导致使用全向天线和定向天线的覆盖范围各不相同,这样便会使节点之间的消息传输成功率大大降低,同时也降低了网络整体的吞吐量。另外,在现有的太赫兹无线网络双信道MAC协议中还存在一定的冗余控制开销,这导致了信道利用率低。基于此,文章提出一种太赫兹无线网络中基于中继的高效双信道MAC协议(HE-BRMAC),HE-BRMAC分为中继辅助和自适应减少控制开销机制。通过这两种机制可达到提高消息传输成功率、提升网络整体吞吐量、减少控制开销和提高信道利用率的效果,尤其当节点数较多时,HE-BRMAC的效果更为显著。     

太赫兹无线个域网公平高效的MAC层优化机制

针对太赫兹无线个域网双信道媒体访问控制(Medium Access Control, MAC)协议中存在的信道资源分配公平性差、数据帧重传效率低和控制开销较高的问题,提出了一种公平高效的MAC层优化机制。新机制采用基于历史时隙申请信息的信道资源分配策略优化时隙分配公平性,根据信道质量自适应选择数据帧重传机制,控制节点从申请时隙的节点发送的控制帧中的“duration”字段提取时隙申请信息,省略时隙申请帧的发送,从而降低数据帧排队时延和控制开销,提高吞吐量。仿真结果表明,与TAB-MAC和MDP-MAC协议的机制相比,所提机制的数据帧平均排队时延降低了15%,吞吐量提高了5%。     

多层介质型太赫兹菲涅尔天线研究

基于菲涅尔波带片透镜的设计原理,设计了三款多层介质结构的菲涅尔波带片天线.该天线采用高增益的波纹喇叭天线提供馈电,工作频段为太赫兹通信第一大气窗口320～380GHz,回波损耗低于-15 dB,增益大于25 dBi.研究了菲涅尔波带片天线的周期数和子区数对天线性能的影响,结果表明随着周期和子区数的增加,增益也会不断的提高,而当波带片直径和喇叭口径面积相比拟时,电磁波损耗较大,并且谐振频率在太赫兹大气窗口内右移.     

一种快速传输的太赫兹无线个域网MAC协议

针对现有太赫兹无线个域网MAC协议存在信道利用率低的问题,提出一种快速传输的太赫兹无线个域网MAC(Fast Transmission MAC Protocol for THz Wireless Personal Area Network,FTP-MAC)协议,FTP-MAC协议采用多对节点并行传输机制,在信道互不干扰的情况下实现了多对节点在同一时刻内同时传输的功能,通过OPNET仿真工具进行仿真验证。相较于LODMAC协议和TAB-MAC协议,FTP-MAC协议在吞吐量、信道利用率和网络整体的数据传输效率等性能方面都有所提高。     

太赫兹波段电磁超介质的应用及研究进展

太赫兹波和电磁超介质是电磁学领域关注的热点.太赫兹波与电磁超介质相互作用可以实现对太赫兹波的操纵和调控,有望填补"太赫兹空白".介绍了太赫兹波段电磁超介质的研究进展,包括电磁超介质电磁性能可调谐的实施途径,电磁超介质在太赫兹功能器件方面的应用(调制器/开关、传感器/探测器、滤波器、偏振元件和吸波器),太赫兹波段表面等离...     

太赫兹无线个域网MAC协议研究综述

太赫兹无线个域网是一种工作在太赫兹频段的无线个域网,它可克服传统无线个域网宽带容量低、数据时延大及可靠性不高等问题,满足人们对近距离超高速率、高可靠性及低成本无线通信的需求。首先简要介绍了国内外太赫兹MAC协议研究进展;然后阐述了太赫兹无线个域网MAC协议标准化进程,重点分析研究当前研究热点问题;在此基础之上深入探究太赫兹无线个域网MAC协议的未来研究趋势。     

一种自适应的太赫兹无线个域网高效定向MAC协议

针对现有太赫兹无线个域网定向MAC协议存在的波束训练开销和入网时延偏大以及Beacon, S-CAP时段时隙利用不足问题,该文提出一种自适应的定向MAC协议——AD-MAC,自适应地在静态场景下采用全网协同波束训练,在动态场景下节点基于历史信息快速回复波束训练帧,同时使用反向监听策略减小同扇区节点的帧碰撞概率,并且通过时隙复用在Beacon和S-CAP时段并行发送控制帧和数据帧。理论分析表明了AD-MAC协议的有效性,仿真结果显示：相较于ENLBT-MAC等典型协议,AD-MAC在静态场景下的波束训练开销和节点平均入网时延分别降低了约21.84%和22.70%,在动态场景下上述二指标则分别减小了约18.7%和13.07%。

     

基于FPGA的太赫兹高速MAC协议设计与实现

太赫兹无线个域网可以支持上Gbit/s的传输速率,但是目前对于太赫兹无线个域网的MAC层研究较少,如何用现有的条件实现太赫兹无线个域网MAC层协议是亟待解决的问题.借助FPGA实现了太赫兹无线个域网MAC层基本功能,并采用波束赋形新机制,减少了节点发送的等待时间,使得端到端数据的传输加快,端到端的网络吞吐量随之提高.之...     

基于介质透镜的太赫兹引信天线技术

介绍了太赫兹频段引信天线的优缺点与背景需求。为实现太赫兹频段引信天线工程应用,分析了介质透镜天线在太赫兹频段的工作原理及应用特点,采用H面喇叭嵌装介质透镜天线形成太赫兹频段引信天线,可以有效缩短H面喇叭天线的纵向尺寸。并利用透镜的偏焦技术形成不同波束倾角的引信天线,对不同波束倾角的太赫兹引信天线进行了仿真计算,仿真计算结果验证了该技术方案的可行性。     

宽频太赫兹异向介质吸收器研究

利用异向介质吸收器的传输线模型及CST仿真软件对其太赫兹波段的宽频吸收特性进行了研究。结果表明：异向介质吸收器对太赫兹电磁波的吸收主要来源于开口环共振单元(SRR)的LC共振。提出了两种使异向介质吸收器获得宽频太赫兹吸收的方法：一是增加LC共振中的等效电阻R,能有效扩展吸收带宽到100GHz以上;二是通过优化具有双吸收...     

介质层对超材料太赫兹响应特性的控制规律

作为超材料的重要组成部分,介质层是影响超材料响应特性的关键因素.固定超材料的尺寸和表层金属图形,通过理论推导和仿真模拟详细分析了在太赫兹波段下介质层的介电常数和厚度两个参数对超材料响应特性的控制规律,并首次确定了响应频率与介电常数的关系方程.结果表明,在其他参数不变的情况下,超材料的响应频率主要取决于介质层的介电常数的实部大小,而其吸收率则主要取决于介质层的厚度.据此,提出一种设计超材料的新方法:首先将设计要求的响应频率代入频率方程计算出相应介质层的介电常数,由此挑选合适的介质材料;然后固定介电常数、调节介质层厚度,获得在特定频率具有特定吸收率的超材料.     

太赫兹计量研究进展

太赫兹技术的独特性和优越性吸引着众多科学研究者的关注,在生物医药、信息科学、公共安全、量子研究和太空探测等领域具有巨大应用潜力。这些应用的有效性和可信度都需要以太赫兹相关参数的量值溯源为前提。文章以太赫兹光谱、频率、功率和强度等参数为对象,介绍了太赫兹计量研究的最新进展,分析了各种计量技术的特点,以期促进太赫兹计量技术发展,保障太赫兹研究和应用的量值可靠。     

太赫兹科学与技术

太赫兹电磁波段的开发和利用具有重大的科学意义和潜在的应用价值,太赫兹科学技术已经成为本世纪最为重要的科技问题之一,除了本身具有很多重大的科学问题之外,它还是一种非常有效的研究手段。介绍了太赫兹科学技术的发展历史及国内外相关的发展情况,列举了太赫兹波的独特性质,概述了太赫兹科学技术在基础研究领域和应用研究领域的新进展。     

基于802.11协议的0.34 THz无线局域网实验系统

描述了一套由基于固态半导体电子学技术的0.34 THz无线通信收发前端和基于802.11协议的无线局域网设备实现的0.34 THz无线局域网实验系统。0.34 THz收发前端采用基于肖特基二极管的倍频及混频技术以及基于精密机加工艺的太赫兹无源器件实现,主要由0.34 THz腔体滤波器、0.34 THz谐波混频器、0.17 THz本振倍频链和馈电偏置电路组成。实测结果表明：研制的由3节点组成的0.34 THz无线局域网实验系统可在1.15 m的距离上实现节点间大于800 KB/s的组网通信。     

基于ATM高速网介质访问控制方法的研究

本文分析了ＦＤＤＩ，Ｏｒｗｅｌｌ，ＡＴＭＲ，ＣＲＭＡ－Ⅱ，ＭｅｔａＲｉｎｇ等典型的高速网介质访问控制协议，提出了一个新的基于总线时间片的介质访问的控制方法－ＡＴＭＢ，并对ＡＴＭＢ的信元结构，局域网参考模型，控制方法作了进一步研究与分析，该方法基于没有对原网络节点的结构加以改变，它特别适合于高速网络的互连和与大网的转接。