分布式協作通信網絡中的CoopMAC層協議研究

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

目的節點將收到的兩個信息備份聯合處理從而獲得增益。

分布式多跳網絡中，其仿真性能相對于原始CoopMAC協議能夠獲得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、支持方向性天線的協同MAC協議

在協同通信過程中，由于協同節點的引入，從網絡角度看整個網絡的復用度會有所下降，如何彌補這一損失是協同MAC協議設計的一個重要問題，也是當前研究的熱點。

在節點配備有方向性天線的條件下，提出了一種D-CoopMAC協議。如圖6所示，

源節點有數據要傳輸時首先全向廣播RTS信息，協同節點收到后將發射天線方向對準目的節點發送HTS信息，目的節點成功收到RTS和HTS后向源節點方向回復CTS信息，此后的數據發送過程中均使用方向性傳輸。該方法一定程度上減少了由于協同帶來的網絡空間復用度下降的問題，當然解決問題的同時也增加了設備的復雜度和成本。

圖7給出了D-CoopMAC協議的吞吐量性能，值得注意的是隨著方向性天線的波束增加，D-CoopMAC的性能反而不如直接使用方向性天線傳輸的性能，這由于是協同網絡需要利用一個空間復用度來完成協作，另外控制分組開銷也造成了網絡性能的損失。由此可以看出在實際網絡中協作的使用必須具有選擇性，否則會適得其反。

通過分析上述幾種典型的協作MAC協議，我們可以看出：針對不同的網絡環境以及不同配置，我們需要選擇不同的設計準則和方法，只有這樣才能使協作通信理論上的增益落到實處，從而提高整個網絡的性能。

五、總結

本文研究了分布式網絡中MAC層協作的動機，分析給出了分布式協作網絡中MAC層協議設計所面臨的問題和挑戰，并介紹了近年來涌現的典型協作MAC協議并對其性能進行了比較分析。

目前，分布式網絡中的協同MAC協議研究仍然是一個開放性的問題，如何設計簡單、高效的協同MAC協議并在理論上給出相應的性能分析是未來的重要研究方向之一。另外，現有的協同MAC協議中并沒有討論節點間的公平性問題，而該問題很有可能使得網絡趨于非協同狀態。