任 智，郭 黎，王 磊，苏 新

（重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065）

0 概述

在当今信息化时代，人们对高带宽和高速率的数据传输需求日益增加，而传统无线通信（2G～5G）的数据传输速率［1-2］低于10 Gb/s。毫米波通信是第5 代移动通信系统的替代方案之一［3］，尽管毫米波频段的数据速率可以达到GB 级［4-5］，但仍无法满足未来无线通信中不断增长的数据流量需求。因此，研究人员开始关注尚未完全发掘的太赫兹频段（0.1～10 THz）［6］，并致力于太赫兹无线通信［7-9］的研究。

太赫兹无线通信满足5G 以上的超高速通信要求［10-12］。太赫兹波已成为第6 代通信技术（6G）的主要使用频段，即使在未来继续发展的第7 代通信技术中也需要太赫兹相关技术支持［13］。太赫兹相关技术的研究重点是太赫兹频段媒体接入控制协议［14］，传统MAC 协议采用全向天线，但考虑到太赫兹传播损耗较大，所以研究者引入定向天线［15］以提高其传输性能。根据IEEE 802.15.3c 标准［16］，网络中配备定向天线的设备在进行通信时需要进行波束赋形以获取节点位置。在波束赋形过程若按照标准所提供的方法执行，会产生n×n时间复杂度，带来不必要的开销，同时增大数据传输时延。经典的ENLBT-MAC协议［17］改进后是按照节点入网顺序进行波束赋形，其时间复杂度为O（n）～O（n2），但也会带来额外的控制开销。

随着频率增大，波束变得越窄［18］，在60 GHz 的通信中，如此窄的波束用于波束赋形会产生浪费。针对此问题，文献［19］提出快速波束赋形方案，首先在低频段进行信道扫描及信令交互，通过在2.4 GHz频段确定方位角和发射角大致方位，然后在太赫兹频段进行定向数据传输，但该方案会增加设备成本。……