FE-MAC:快速高效太赫兹个域网定向MAC协议

太赫兹无线个域网作为一种新兴的无线通信技术，其独特优势在于能提供高达10 Gb/s至1 Tb/s的高速数据传输，无需基础设施支持，有着广阔的应用潜力。然而，当前的MAC协议，如基于IEEE 802.15.3c的ED-MAC协议，在实现定向通信时，存在波束赋形训练开销大、耗时较长的问题。这在无线个域网中，尤其是在设备处于静止状态（例如服务器机房内设备间或家庭影院设备间的数据传输）时，效率明显受限。 针对这一挑战，本文提出了一种新的快速高效的太赫兹无线个域网定向MAC协议FE-MAC。FE-MAC设计的初衷是针对静止设备场景，通过优化波束赋形过程，减少节点间的通信时延，并提升网络吞吐量。它摒弃了ED-MAC中的冗余训练步骤，采用更精细的波束扫描策略，确保在波束宽度较窄的太赫兹频段内实现高效定向通信。 FE-MAC协议的关键创新包括： 1. 简化波束赋形：FE-MAC利用太赫兹波束的特性，设计出更快捷的波束赋形算法，减少了赋形阶段的数量，降低了初始化时间。 2. 动态调整：针对静止设备，FE-MAC能够实时调整波束方向，适应通信需求，避免不必要的波束扫描，进一步节省资源。 3. 性能优化：通过仿真验证，FE-MAC在与802.15.3c和ED-MAC的性能对比中表现出色，显著降低数据发送时延，提高了网络的整体性能。 4. 场景适应性：FE-MAC特别适用于静止设备的密集网络环境，如数据中心和家庭娱乐系统，能够提供更稳定、高效的通信体验。 总结来说，FE-MAC协议的引入填补了现有太赫兹无线个域网MAC协议在静止设备应用场景的空白，提升了网络的能源效率和用户体验，对于推动太赫兹无线技术的发展具有重要意义。未来的研究可能继续探索如何在动态和静态场景中无缝切换，以实现全面的性能优化。