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毫米波与太赫兹分布式MAC调度.docx
资料介绍
一、技术背景与研究意义
毫米波（30GHz~300GHz）和太赫兹（0.1THz~10THz）频段拥有丰富的连续频谱资源，能够支持Tbps级别的传输速率，是未来6G移动通信、短距高速互连、空间通信等场景的核心技术方向。不同于传统Sub-6GHz频段，毫米波与太赫兹通信具有路径损耗大、波束方向性强、阻塞敏感等传输特性，需要采用定向波束通信来补偿路径损耗，这也给媒体接入控制（MAC）层的资源调度带来了全新挑战。
传统集中式MAC调度依赖中心节点收集全网链路状态信息、统一分配资源，在毫米波与太赫兹分布式网络（如无基础设施的自组织网络、设备到设备D2D网络、星簇组网等场景）中，中心节点易因阻塞失联、信令交互开销大、状态收集时延高，难以适应网络拓扑快速变化的特性。分布式MAC调度不需要中心节点管控，各节点自主决策信道接入与资源分配，能够降低信令开销、提升组网灵活性，更适配毫米波与太赫兹分布式网络的组网需求。因此，研究适配毫米波与太赫兹传输特性的分布式MAC调度机制，对充分挖掘毫米波太赫兹的超大带宽潜力、支撑下一代高速分布式通信网络建设具有重要的理论与应用价值。
二、毫米波与太赫兹分布式MAC调度的核心挑战
（一） deafness问题（耳聋问题）
定向波束通信模式下，节点仅在特定方向上激活波束，发送节点的传输范围仅覆盖目标方向的接收节点，其他方向节点无法侦听到传输信号，会出现多个发送节点同时向同一接收节点发送数据的冲突，也会导致节点因无法侦听邻节点传输而错误判断信道空闲，进一步加剧冲突，这就是deafness问题。传统分布式MAC协议基于全向天线设计，载波侦听机制无法适配定向通信，会导致deafness问题频繁发生，严重降低网络吞吐量。
（二）波束对准开销大
毫米波与太赫兹通信需要高精度的波束对准才能建立传输链路，传统波束搜索方案需要遍历全部波束对，信令交互次数多、对准时延高，在分布式场景下没有中心节点协助波束协调，多个节点同时发起波束对准会导致大量冲突，进一步增加对准开销，严重影响网络传输效率。
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