姚玉坤，赵子军，李其超，王 磊

（重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065）

0 引 言

随着人们对高带宽的连接需求越来越大，即使是5G通信也无法满足未来十年数据流量的飞速增长［1］，在此前提下人们开始探索太赫兹（Terahertz，THz）波段。频率为0.1～10.0THz的THz波波长范围在红外光波和毫米波之间［2－3］。THz波可以支撑数十Gbit／s的数据速率，具有很大的应用潜力。随着THz通信技术不断提高，人们把重点放在了底层的介质访问控制（Media Access Control，MAC）协议［4－8］。

IEEE802.15.3c［9］协议在波束对准过程中会产生大量的控制开销，在设计THz MAC协议时，一种技术方案便是利用双信道来进行波束对准。Peng等人提出一种双信道接入方法，在较低频段的信道进行控制消息交互，在THz信道使用定向天线进行精细扫描并传输数据［10］；Temel等人也提出了一种双信道的定向MAC协议，但由于控制消息交互过程与位置信息估计过程分开进行，导致在探测阶段的时延过大［11］。

Yao等人在上述研究基础上提出一种辅助波束成型 MAC协议（Assisted Beamforming MAC Protocol for Terahertz Communication Networks，TAB－MAC），其基本思想是在2.4GHz的 WiFi信道用全向天线进行控制帧交互，在THz信道用定向天线进行数据帧传输［12］。TAB－MAC在一定程度上解决了THz波传输距离受限的问题，使得通信双方定向天线的波束对准变得较为快速，但其仍存在消息传输成功率低以及冗余控制开销问题，本文针对这些问题，提出了一种THz无线网络中基于中继的高效双信道 MAC 协议 （High Efficient Dual－Channel MAC Protocol Based on Relay，HEBRMAC）。

1 网络模型与问题描述

1.1 网络模型

TAB－MAC是一种在THz无线个域网中运行的双信道MAC协议，其网络拓扑如图1所示。

图1 TAB－MAC网络拓扑图