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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所;武汉大学

摘要：本发明提出了一种面向太赫兹网络的时空频多维度资源自适应分配方法。本发明通过构建太赫兹网络模型和帧结构模型，建立太赫兹网络的实现流程。该流程为首先采用Beacon广播进行节点入网，采用CAP时隙构建资源申请机制。资源申请成功后，采用太赫兹频段进行业务数据的交互。最后，进行资源释放机制与节点退网。本发明优点在于，从时间、空间和频率多维度的自适应分配资源。时间维度采用时隙划分结构，空间维度采用极窄多波束对目标节点位置定向对准，频率维度采用多频段多信道多接口，将控制消息与数据消息分离，提高资源的利用率。

主权项：1.一种面向太赫兹网络的时空频多维度资源自适应分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，构建太赫兹网络模型和太赫兹网络帧结构；步骤1所述太赫兹网络模型通过中心节点与多个常规节点依次连接构建；所述的中心节点、多个常规节点均采用TCPIP五层协议模型，包括应用层、传输层、网络层、MAC层、物理层；源节点为太赫兹网络模型中作为业务流数据包发送方的常规节点；目的节点为太赫兹网络中作为业务流数据包接收方的常规节点；所述中心节点包括：中心节点发射全向天线、中心节点接收全向天线、中心节点控制模块；所述中心节点控制模块分别与所述的中心节点发射全向天线、中心节点接收全向天线连接；所述常规节点包括：常规节点发射定向天线、常规节点接收定向天线、常规节点控制模块；所述常规节点控制模块分别与所述的常规节点发射定向天线、常规节点接收全向天线连接；步骤1所述太赫兹网络帧结构是在MAC层采用时隙划分的方式提高资源的高利用率，包括低频段帧结构以及太赫兹频段帧结构；所述低频段帧结构为包括Beacon时间段与CAP时间段；该低频段帧结构在中心节点和常规节点的MAC层使用，在低频段进行传输；所述太赫兹频段帧结构为n个时隙，n代表太赫兹网络中常规节点的个数；该太赫兹频段帧结构在中心节点和常规节点的MAC层使用，在太赫兹频段进行传输；步骤2，在太赫兹网络模型中根据低频段帧结构采用Beacon时间段广播，将多个常规节点入网建立无线连接并进行通信；步骤3，常规节点采用低频段帧结构的CAP时间段，在太赫兹网络的低频段信道中向中心节点发送资源请求数据实现资源申请；将太赫兹频段帧结构中的时隙根据节点的使用需求划分为发送时隙和接收时隙；所述发送时隙为常规节点用于占用当前时隙并根据分配的资源进行数据发送；所述接收时隙则用于接收其他常规节点发送的数据；每个常规节点会默认分配接收时隙，发送时隙需要在低频段帧结构的CAP时间段向中心节点抢占申请，CAP时间段采用的退避等待的方式接入，如果抢占成功则中心节点会立即向常规节点广播时隙分配信息，该信息为时隙对应的节点序号；如抢占失败则会在一定退避等待时间后再次发起抢占，时隙资源分配分为请求和释放两个阶段；步骤4，中心节点会根据各常规节点的申请重新分配太赫兹频段帧结构中的时隙并向常规节点进行广播，资源申请成功后常规节点间根据分配到的时隙采用太赫兹频段进行业务数据的交互；所述业务数据的交互采用高功率的极窄波束在太赫兹频段发送数据包，以完成高速业务传输；所述业务数据交互传输的数据包中传输的信息包括：业务流数据、业务流的源节点的位置信息、业务流的目的节点的位置信息；所述业务数据交互过程中，所述源节点在发送时隙使用极窄波束的过程中需要对常规节点发射定向天线模块和常规节点接收定向天线模块中发送和接收极窄波束的定向天线进行波束对准；所述源节点的MAC层设定极窄波束对准的具体步骤如下：所述MAC层读取实时交互的控制信息中存储的坐标，并发送至物理层；所述物理层接口预先设定好发送时隙、发送时波束所需要功率和传输数据所需的太赫兹频段，并根据所述MAC层传输的位置信息进行预对准；在时隙到来时发送数据，同时根据传输数据中携带的坐标信息进行后续的持续波束跟踪；步骤5，实现资源释放与常规节点退网；步骤5所述资源释放为：对中心节点的太赫兹频段帧结构中的时隙进行业务数据的分配和回收；步骤5所述常规节点退网为：采用常规节点向中心节点申请后中心节点许可的方式对网络中的常规节点进行退网。

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