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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110650525A(43)申请公布日2020.01.03(21)申请号201910819578.2H04B7/0426(2017.01)(22)申请日2019.08.31H04B10/90(2013.01)(66)本国优先权数据201910741795.42019.08.12CN(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人姚信威倪方舟王超超(74)专利代理机构杭州赛科专利代理事务所(普通合伙)33230代理人郭薇(51)Int.Cl.H04W52/28(2009.01)H04W52/42(2009.01)H04B7/0408(2017.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种多波束分配功率MAC协议通信方法(57)摘要本发明涉及一种多波束分配功率MAC协议通信方法,通过将2.4GHz与太赫兹频段通信相结合,控制信息在2.4GHz频段进行传输,不影响太赫兹频段数据传输的稳定性;通过将距离感知的功率分配方法与多波束的太赫兹天线设计相结合,充分利用收发器的有限传输功率,在分布式网络中实现了多输入多输出的太赫兹通信,最大化功率利用率和网络吞吐量。相较于按需分配传输功率的方法,本发明解决了“过度节约”问题,避免了空闲功率的产生;在充分利用单个节点的有限传输功率的同时,将网络的吞吐量最大化。CN110650525ACN110650525A权利要求书1/2页1.一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:步骤1:任一节点A进入发送数据预备阶段;节点A向若干节点B发送包含节点A的地理位置信息的数据传输请求消息RTS-GI;步骤2:节点B接收到RTS-GI后,根据节点B和节点A的地理位置信息分析节点B的功率分配情况;步骤3:若新建连接节点A和节点B的方向上的太赫兹通信后,节点B仍能保证现有的每条波束能够分得所需的传输功率,则进行下一步,否则,返回步骤1;步骤4:计算新建连接节点A和节点B的方向上的太赫兹通信后,每条波束所需的最小传输功率之比,以最小传输功率之比分配实际传输功率至若干每条波束;步骤5:节点B使用2.4GHz,向节点A回复包含节点B的地理位置信息的确认消息CTS-GI;步骤6:节点A接收到CTS-GI后,根据节点A和节点B的地理位置信息分析节点A的功率分配情况;步骤7:若新建连接节点A和节点B的方向上的太赫兹通信后,节点A仍能保证现有的每条波束能够分得所需的传输功率,则进行下一步,否则,返回步骤1;步骤8:节点A分配指向节点B的波束,测试当前的新建太赫兹通信信道,进行太赫兹频段的数据传输。2.根据权利要求1所述的一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:任一所述节点配合设有用于在室外获取自身地理位置信息的GPS模块。3.根据权利要求1所述的一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:任一所述节点同时配备2.4GHz全向天线和由N个子阵列组成的太赫兹定向天线阵列;所述N个子阵列组成的波束成形太赫兹天线阵列均匀分布设于以节点为圆心的圆内,相邻的太赫兹天线构成圆心角为360°/N的波束扇区。4.根据权利要求3所述的一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:步骤2中,若节点B同时接收到来自不同的节点的若干个RTS-GI时:节点B的不同的波束扇区接收到RTS-GI,若新建这些方向上的太赫兹通信后,能保证每条现有波束分得所需功率,节点B就同时分配这些方向上的波束;节点B的不同的波束扇区接收到RTS-GI,若在保证每条现有波束能分得所需功率的前提下,只允许新建一条波束,则检查RTS-GI的请求序列;选择请求序列的序列号最大的RTS-GI对应的节点A进行通信;若请求序列的序列号最大的RTS-GI多于1个,则选择距离节点B的距离更近的节点A进行通信;节点B的同一波束扇区接收到多于1个RTS-GI,节点B利用频分复用技术同时与若干个节点A进行数据传输。5.根据权利要求1所述的一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:所述每条波束所需的最小传输功率其中,f为传输频率,d为传输距离,pr为接收到的信号功率,Gt和Gr分别表示节点A和节点B的天线增益,c为真空中的光速,kabs为介质的分子吸收系数。6.根据权利要求5所述的一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:pr=kBTnoiseSNRmin,其中,k为玻尔兹曼常数,B为所选频带的带宽,Tnoise为等效的噪声温度,2CN110650525A权利要求书2/2页SNRmin为选定的信噪比的最小值。7.根据权利要求1所述的一种多波束分配功率MAC协议通信方法,其特征在于:所述步骤4中,每条波束分得的实际传