分布式协作通信网络中的CoopMAC层协议研究

F.Liu等提出了相应的增强型CoopMAC协议，其握手过程以及信息传输过程和CoopMAC协议基本一致，如图5所示。

目的节点将收到的两个信息备份联合处理从而获得增益。

分布式多跳网络中，其仿真性能相对于原始CoopMAC协议能够获得10%左右的吞吐量增益。然而这也给硬件设备提出了更高的要求。

4、支持方向性天线的协同MAC协议

在协同通信过程中，由于协同节点的引入，从网络角度看整个网络的复用度会有所下降，如何弥补这一损失是协同MAC协议设计的一个重要问题，也是当前研究的热点。

在节点配备有方向性天线的条件下，提出了一种D-CoopMAC协议。如图6所示，

源节点有数据要传输时首先全向广播RTS信息，协同节点收到后将发射天线方向对准目的节点发送HTS信息，目的节点成功收到RTS和HTS后向源节点方向回复CTS信息，此后的数据发送过程中均使用方向性传输。该方法一定程度上减少了由于协同带来的网络空间复用度下降的问题，当然解决问题的同时也增加了设备的复杂度和成本。

图7给出了D-CoopMAC协议的吞吐量性能，值得注意的是随着方向性天线的波束增加，D-CoopMAC的性能反而不如直接使用方向性天线传输的性能，这由于是协同网络需要利用一个空间复用度来完成协作，另外控制分组开销也造成了网络性能的损失。由此可以看出在实际网络中协作的使用必须具有选择性，否则会适得其反。

通过分析上述几种典型的协作MAC协议，我们可以看出：针对不同的网络环境以及不同配置，我们需要选择不同的设计准则和方法，只有这样才能使协作通信理论上的增益落到实处，从而提高整个网络的性能。

五、总结

本文研究了分布式网络中MAC层协作的动机，分析给出了分布式协作网络中MAC层协议设计所面临的问题和挑战，并介绍了近年来涌现的典型协作MAC协议并对其性能进行了比较分析。

目前，分布式网络中的协同MAC协议研究仍然是一个开放性的问题，如何设计简单、高效的协同MAC协议并在理论上给出相应的性能分析是未来的重要研究方向之一。另外，现有的协同MAC协议中并没有讨论节点间的公平性问题，而该问题很有可能使得网络趋于非协同状态。