[發明專利]一種太赫茲無線局域網協議架構

在審

• 申請號: 201510588377.8
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN105141695A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 張波;唐林
• 申請（專利權）人: 成都福蘭特電子技術股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W84/12
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別是一種太赫茲無線局域網協議架構。

背景技術

太赫茲波是頻率在0.1～10THz范圍內的電磁波。由于缺乏有效的太赫茲波產生和檢測的方法，長期以來太赫茲技術一直處于空白狀態，成為電磁波頻譜中最后需要開發的一個頻段。太赫茲波技術在安全防衛，化學化工，生物，醫療診斷，天體物理等方面都有著非常好的應用前景。

目前廣泛應用的2.4GHz/5GHz頻段的WiFi局域網，其天線均采用了近全向天線以保證較大的網絡空間覆蓋范圍。然而，電磁波在自由空間的損耗與頻率的平方正相關，即載波頻率每提高一個量級，電磁波的自由空間損耗將提高20分貝，通信系統的接收信噪比將降低20分貝。因此在太赫茲頻段，由于通信載波頻率比現有WiFi采用的2.4GHz/5GHz提高了近兩個量級以上，通信系統的接收信噪比將降低近40分貝以上，為了達到與原來通信系統相同的接收信噪比，在發射功率不變的情況下就要求收發天線增益提高近40分貝以上。而10分貝增益的天線波束寬度大約為45度，而35分貝增益的天線波束寬度就僅僅只有2.6度，降低了一個量級以上。因此，在太赫茲頻段構建的無線局域網由于波載頻率的提高，天線波束寬度將極大變窄，覆蓋范圍將急劇縮小，但是現有的WiFi網絡結構已經無法實現有效的大區域覆蓋范圍。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種太赫茲無線局域網協議架構，該協議架構利用太赫茲進行高速數據傳輸，保證太赫茲局域網的超高速特性，使太赫茲無線局域網具有在較大覆蓋范圍內提供高速通信的能力，為高速太赫茲通信的窄波束與局域網要求的寬覆蓋范圍的矛盾提供一種解決途徑。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種太赫茲無線局域網協議架構，它包括物理層和數據鏈路層，所述的物理層包括太赫茲PHY，數據鏈路層包括兩極MAC子層，兩極MAC子層是獨立下MAC層和公共上MAC層；所述的獨立下MAC層為太赫茲下MAC層。

所述的公共上MAC層用于數據的分發，太赫茲無線局域網發送大量高速數據。

所述的太赫茲下MAC層和太赫茲PHY層提供太赫茲模式下的超高速率數據收發功能。

該協議架構下用戶接入控制及太赫茲波束對準的詳細流程包括：在接入階段利用含有全向天線的WiFi標準來傳輸接入請求及太赫茲波束掃描請求；在波束對準階段，收發雙方先利用WiFi中的技術進行雙方位置的粗估計，并利用粗估計得到的位置信息引導太赫茲波束控制系統進行太赫茲波束的粗對準；收發雙方再通過協作迭代掃描方式進行太赫茲波束的精確對準；在建立的太赫茲鏈路上進行超高速率的數據傳輸。

本發明的有益效果是：本發明提供了一種太赫茲無線局域網協議架構，該協議架構利用太赫茲進行高速數據傳輸，保證太赫茲局域網的超高速特性，使太赫茲無線局域網具有在較大覆蓋范圍內提供高速通信的能力，為高速太赫茲通信的窄波束與局域網要求的寬覆蓋范圍的矛盾提供一種解決途徑。

附圖說明

圖1為；太赫茲無線局域網協議架構的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種太赫茲無線局域網協議架構，它包括物理層和數據鏈路層，所述的物理層包括太赫茲PHY，數據鏈路層包括兩極MAC子層，兩極MAC子層是獨立下MAC層和公共上MAC層；所述的獨立下MAC層為太赫茲下MAC層。

所述的公共上MAC層用于數據的分發，太赫茲無線局域網發送大量高速數據。

所述的太赫茲下MAC層和太赫茲PHY層提供太赫茲模式下的超高速率數據收發功能。

該協議架構下用戶接入控制及太赫茲波束對準的詳細流程包括：在接入階段利用含有全向天線的WiFi標準來傳輸接入請求及太赫茲波束掃描請求；在波束對準階段，收發雙方先利用WiFi中的技術進行雙方位置的粗估計，并利用粗估計得到的位置信息引導太赫茲波束控制系統進行太赫茲波束的粗對準；收發雙方再通過協作迭代掃描方式進行太赫茲波束的精確對準；在建立的太赫茲鏈路上進行超高速率的數據傳輸。