一种新型多协作中继选择协议研究
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很明显，当无隐藏中继时，在区间[tL，tC]会发生冲突；当存在隐藏中继时，在区间[tL，tH]内将会发生冲突。则相应的冲突时间c为：
无隐藏中继时：
c=tC-tL=|nb-nj|+ds+r (4)
隐藏中继时：
c=tH-tL=|nb-nj|+2·ds+dur1+dur2+nb+nj (5)
对于普通的低成本无线收发机而言，无隐藏中继时冲突时长c的典型值是几个微秒，通常取5μs，而在有隐藏中继时则为10μs。
当两个或多个中继定时器在冲突时间c内超时时，导致冲突发生，则其冲突概率可表示为：
由式(8)可以看出，冲突概率与λ的取值密切相关，不断增加λ可以使冲突概率无限趋于0。但是，λ还决定了最佳中继选择所需的平均时间T，即：
T=nb+E(Tb)+ds+dur1+nb(+ds+dur2+nj，隐藏中继)≈E(Tb)=E(λ／h1)≥λ／E(h1) (9)
由式(9)可以得到，λ取值不能过大，否则中继选择速度过慢，无法满足远高于信道变化速度的要求。所以实际选取λ时需要在冲突概率和中继选择速度之间进行折中。考虑到慢衰落的环境，在0～3 km／s的移动速度，最大多普勒频移为2．5 Hz，最小信道相干时间为200 ms量级条件下，取λ值比相干时间低两个数量级，即1～2 ms是比较合理的。
2 一种改进的多机会中继协议设计
原有协议存在问题分析：
1)中继信道参数的选择依据。原协议中给出的两种选择依据的前提是源到中继，中继到目的信道衰落系数对中继选择的影响因子是等价的。文献中结论表明，在最优功率分配中系统更倾向将功率分配给距离源节点更近的中继节点，即源到中继的信道衰落系数在其中所占影响因子更大。
2)中继选择的公平性。机会中继选择协议仅仅考虑了性能而忽略了备选协作伙伴的公平性。如果有一个备选中继始终作为最佳伙伴，那么结果是其电池很快被消耗完而其他的备选的伙伴很可能根本就没有用到。这对整个协作网络是非常不公平的，尤其是这个最佳中继。
3)能否选择多个中继。参与协作的中继数目直接影响到系统信道容量，而且原有协议中区分最佳中继的身份一个重要影响因素，就是收发机转换时间。收发机转换时间对某个节点是相对固定的。对于信道系数和最佳中继一样，而转换时间稍长的其他节点来说，也是一种不公平。
基于上面的分析，此处提出一种优化的多种机会中继选择协议，协议具体过程如下：
1)每个中继i监听RTS，CTS分组，以获得信道衰落系数；
2)计算信道信息hi，中继启动定时器Ti=λ／hi；
注：取hi=|hs,i|2，根据最优功率分配结论可知，源到中继节点的信道衰落系数在功率分配中占主导因素，为简化协议设计的复杂度，此处忽略中继到目的节点信道衰落系数的影响。
3)中继定时器超时后，向目的节点发送协作请求Req．，此后等待目的节点确认；
4)目的节点收到中继首个Req．，立即启动延时器Tdelay，此过程中继续接受其他协作中继的请求；
注：Tdelay的选择需确保目的节点收到所有最优信道条件的中继节点发送的Req．。这样可以避免传播时延，收发转换时间等次要因素对中继选择造成“不公平”，同时其值变化也可以用于控制参与协作的中继数量。
5)Tdelay超时后，向所有中继广播参与本次协作的中继确认信息Ack．，收到确认信息的中继参与协作通信。
根据上述步骤，协议流程如图2所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/154501.htm
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