一种适用于AdHoc网络的协作MAC协议

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1、—种适用于AdHoc网络的协作MAC协议【摘要】物理层协作通信技术的应用给媒体接入控制(MAC)协议的设计带来了挑战。针对协作通信特点，提出一种适用于AdHoc网络的自适应协作MAC(ADC0-MAC)协议。基于最短路径算法，在源、目的节点之间选择最佳的协作节点。根据网络条件，可自适应选择是否进行协作传输。利用0PNET软件实现对ADC0-MAC协议的网络仿真。通过仿真结果表明，ADC0-MAC协议在吞吐量、端到端时延、接收成功率方面性能有显著提升。【关键词】AdHoc网络协作通信MAC协议中图分类号：TN9

2、29.5文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-22-0040-06ANovelCooperativeMACProtocolforAdHocNetworksLILanl,CUIMiaol,2(1.ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporationNo.7ResearchInstitute,Guangzhou510310,China;2.GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China)[Abstract

3、]TheapplicationofcooperativecommunicationtechnologyonphysicallayerintroducesgreatchallengestoMACprotocoldesign.Basedonthecharacteristicsofcooperativecommunication,anadaptivecooperativeMAC(ADCO-MAC)protocolforadhocnetworksisproposed・Basedonshortestpathalgori

4、thm,ADCO-MACprotocolselectsthebestcooperativenodebetweensourcenodeanddestinationnode・WhileADCO-MACprotocoladaptivelychooseswhethercooperativetransmissionornotaccordingtonetworkconditions.ThenetworksimulationofADCO-MACprotocoliscarriedoutusingOPNET.Simulatio

5、nresuItsshowthattheperformaneoofADCO-MACprotocolimprovessignificanllyintermsofthroughput,endtoenddelayandreceptionsuccessrate・[Keywords]adhocnetworkcooperativecommunicationMACprotocol1引言在多用户通信环境屮，使用单副天线的各临近移动用户(节点)可按照一定方式共享彼此的天线协作发送，从而产生一种类似多天线发送的虚拟环境，获得空间分

6、集增益，极大地提高系统传输性能。这种通信方式因为需要网络节点之间密切的配合协作，所以称为协作通信(CooperativeCommunication)或协作分集(CooperativeDiversity)o协作通信技术应用在AdHoc网络屮，利用节点天线间信道独立性进行分集收发，能够减少节点对信道变化的敏感程度，改善系统容量或者抗干扰能力。而且即使在节点间信道存在噪声的情况下，通过虚拟的空间分集，协作通信技术也能为系统性能的提高带來好处[1-3]o协作通信技术给网络带来的优势和良好性能还需合理的设计高层协议來实

7、现，如MAC层协议。在分布式网络中应用的退避机制（如IEEE802.11的CSMA/CA协议）被设计成在同一时刻一跳范围内只能接受一对用户通信,当节点发生冲突时，提高其竞争窗口；另一方面，当节点发送成功后，竞争窗口减小。如果在协作通信系统中采用这种退避机制，不仅不能体现公平性，而且极大地降低了吞吐量。因此，在AdHoc网络中如何将协作分集能力同MAC协议设计相结合，能够有效地提高网络吞吐量和降低网络时延[4-6]o本文提出了一种适用于AdHoc网络的自适应协作ADC0-MAC协议。该协议具有以下特点：根据实际

8、信道特点，自适应选择传输方式;通过最短路径树算法选择潜在的协作节点进行中继传递;高速率节点协助低速率节点完成传输;多副本信息联合处理提升网络纠错能力。2相关工作基于IEEE802.11协议,P.Liu等人首先提出了一种CoopMAC协议[6],每个节点将维护一张协同表,其中包括源节点到中继节点的速率、中继节点到目的节点的速率、表项更新时间等，当有数据要传输时，首先查找该协同表來判断是否有可以利用的协