分布式協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò )中的CoopMAC層協(xié)議研究

F.Liu等提出了相應的增強型CoopMAC協(xié)議，其握手過(guò)程以及信息傳輸過(guò)程和CoopMAC協(xié)議基本一致，如圖5所示。

目的節點(diǎn)將收到的兩個(gè)信息備份聯(lián)合處理從而獲得增益。

分布式多跳網(wǎng)絡(luò )中，其仿真性能相對于原始CoopMAC協(xié)議能夠獲得10%左右的吞吐量增益。然而這也給硬件設備提出了更高的要求。

4、支持方向性天線(xiàn)的協(xié)同MAC協(xié)議

在協(xié)同通信過(guò)程中，由于協(xié)同節點(diǎn)的引入，從網(wǎng)絡(luò )角度看整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的復用度會(huì )有所下降，如何彌補這一損失是協(xié)同MAC協(xié)議設計的一個(gè)重要問(wèn)題，也是當前研究的熱點(diǎn)。

在節點(diǎn)配備有方向性天線(xiàn)的條件下，提出了一種D-CoopMAC協(xié)議。如圖6所示，

源節點(diǎn)有數據要傳輸時(shí)首先全向廣播RTS信息，協(xié)同節點(diǎn)收到后將發(fā)射天線(xiàn)方向對準目的節點(diǎn)發(fā)送HTS信息，目的節點(diǎn)成功收到RTS和HTS后向源節點(diǎn)方向回復CTS信息，此后的數據發(fā)送過(guò)程中均使用方向性傳輸。該方法一定程度上減少了由于協(xié)同帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )空間復用度下降的問(wèn)題，當然解決問(wèn)題的同時(shí)也增加了設備的復雜度和成本。

圖7給出了D-CoopMAC協(xié)議的吞吐量性能，值得注意的是隨著(zhù)方向性天線(xiàn)的波束增加，D-CoopMAC的性能反而不如直接使用方向性天線(xiàn)傳輸的性能，這由于是協(xié)同網(wǎng)絡(luò )需要利用一個(gè)空間復用度來(lái)完成協(xié)作，另外控制分組開(kāi)銷(xiāo)也造成了網(wǎng)絡(luò )性能的損失。由此可以看出在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中協(xié)作的使用必須具有選擇性，否則會(huì )適得其反。

通過(guò)分析上述幾種典型的協(xié)作MAC協(xié)議，我們可以看出：針對不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境以及不同配置，我們需要選擇不同的設計準則和方法，只有這樣才能使協(xié)作通信理論上的增益落到實(shí)處，從而提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的性能。

五、總結

本文研究了分布式網(wǎng)絡(luò )中MAC層協(xié)作的動(dòng)機，分析給出了分布式協(xié)作網(wǎng)絡(luò )中MAC層協(xié)議設計所面臨的問(wèn)題和挑戰，并介紹了近年來(lái)涌現的典型協(xié)作MAC協(xié)議并對其性能進(jìn)行了比較分析。

目前，分布式網(wǎng)絡(luò )中的協(xié)同MAC協(xié)議研究仍然是一個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題，如何設計簡(jiǎn)單、高效的協(xié)同MAC協(xié)議并在理論上給出相應的性能分析是未來(lái)的重要研究方向之一。另外，現有的協(xié)同MAC協(xié)議中并沒(méi)有討論節點(diǎn)間的公平性問(wèn)題，而該問(wèn)題很有可能使得網(wǎng)絡(luò )趨于非協(xié)同狀態(tài)。