浦雪晨，芮雄麗，，曹雪虹

（1.南京郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，江蘇 南京210003；2.南京工程學(xué)院 通信工程學(xué)院，江蘇 南京210013）

0 引 言

目前有關(guān)協(xié)作通信的研究大多集中在物理層，但是好的物理層技術(shù)不一定能帶來(lái)好的系統(tǒng)性能，因此物理層的技術(shù)還需和其它層技術(shù)配合使用。物理層協(xié)作利用無(wú)線(xiàn)廣播特性提高系統(tǒng)性能，但傳統(tǒng)的基于802.11的 MAC（media access control）協(xié)議把無(wú)線(xiàn)鏈路的廣播特性當(dāng)成需要克服的部分，若仍沿用802.11MAC協(xié)議會(huì)部分抵消物理層所獲得的增益，甚至惡化整個(gè)系統(tǒng)的性能，所以為最大化協(xié)作通信帶來(lái)的效益，對(duì)MAC協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)是很有必要的。

目前已有部分研究者對(duì)協(xié)作通信的MAC協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，文獻(xiàn) ［1］提出一種在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于最大剩余能量的協(xié)作MAC協(xié)議。文獻(xiàn) ［2］提出一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中基于節(jié)點(diǎn)質(zhì)量來(lái)選擇中繼節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)式協(xié)作MAC協(xié)議。文獻(xiàn) ［3］提出一種無(wú)線(xiàn)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中基于瞬時(shí)信道質(zhì)量來(lái)選擇中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)作MAC協(xié)議。每種MAC協(xié)議所針對(duì)的場(chǎng)景均不一樣，而目前關(guān)于節(jié)點(diǎn)能量受限的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)生命周期研究較少。在以上研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，本文在節(jié)點(diǎn)能量受限的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下提出一種基于節(jié)點(diǎn)效用的MAC協(xié)議。該協(xié)議根據(jù)節(jié)點(diǎn)效用來(lái)選擇最優(yōu)的中繼節(jié)點(diǎn)，在平均誤比特率和最大發(fā)射功率受限情況下，根據(jù)被選擇的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率分配，以期達(dá)到節(jié)省能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的。

1 系統(tǒng)模型

圖1 是系統(tǒng)使用的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。S是源節(jié)點(diǎn)，R是中繼節(jié)點(diǎn)，D是目的節(jié)點(diǎn)。hsd，hsr，hrd分別是源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)、源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)間的信道衰落系數(shù)。目的節(jié)點(diǎn)固定在圓形區(qū)域正中間，其它N個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻分布在傳輸半徑50m的圓形區(qū)域內(nèi)。有數(shù)據(jù)發(fā)送需要的節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求RTS（request to send）信號(hào)，其它節(jié)點(diǎn)根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的MAC協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2 基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)

解碼轉(zhuǎn)發(fā)的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既可以作為源節(jié)點(diǎn)，也可以作為中繼節(jié)點(diǎn)解碼轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)。協(xié)作通信分2個(gè)階段：第一階段，源節(jié)點(diǎn)以發(fā)送功率ps發(fā)送數(shù)據(jù)，被中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)接收。第二階段，中繼節(jié)點(diǎn)解碼源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，如果可以正確解碼，則協(xié)作傳輸；如果不能正確解碼，則放棄協(xié)作傳輸，保持沉默。假定接收端的信道狀態(tài)良好，在接收端采用最大比合并MRC（maximum ratio combining）方式合并兩階段接收到的信號(hào)。

無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)模型如圖1所示。第一階段，中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)分別是ysr和ysd。第二階段，目的節(jié)點(diǎn)接收到中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)yrd，接收端采用最大比合并方法合并2個(gè)階段接收到的信號(hào)，表達(dá)式如下［4］

其中，ps，pr源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，hsd，hsr，hrd分別是源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)，源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道衰落系數(shù)，是均值為0方差為，的復(fù)高斯隨機(jī)變量，表示為 （0），（0），（0，）。各個(gè)信道瞬時(shí)干擾互不影響。x（n）表示發(fā)送信號(hào)。nsd，nsr，nrd均表示零均值且方差為N0高斯白噪聲。中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)通過(guò)附屬在數(shù)據(jù)報(bào)文末尾的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼判定接收到的信號(hào)是否正確。如果中繼節(jié)點(diǎn)可以正確解碼，源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的信道變化建模為

式中：η——與傳播環(huán)境有關(guān)的常量［5］，Dsd——源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離，α——信道衰落指數(shù)。源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的信道變化與此類(lèi)似

平均誤比特率BER（bit error rate）限制下，非協(xié)作模式中，以最小化系統(tǒng)能耗為目標(biāo)做功率優(yōu)化［6］

平均誤比特率 （BER）限制下，協(xié)作模式中，以最小化系統(tǒng)能耗為目標(biāo)做功率優(yōu)化［1，7］

其中，M為調(diào)制指數(shù)，ε是平均誤比特率的上限，pmax為最大發(fā)射功率。

3 基于節(jié)點(diǎn)效用的MAC協(xié)議

3.1 IEEE 802.11MAC協(xié)議簡(jiǎn)要介紹

IEEE802.11MAC［8］的基本訪(fǎng)問(wèn)方法是基于二進(jìn)制指數(shù)退避策略的載波偵聽(tīng)多址訪(fǎng)問(wèn)／碰撞回避CSMA／CA （carrier sense multiple access with collision avoidance）機(jī)制。源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先偵聽(tīng)信道。如果信道空閑，源節(jié)點(diǎn)隨機(jī)退避一定的時(shí)間，然后發(fā)送RTS報(bào)文。如果目的節(jié)點(diǎn)空閑，在SIFS（short interframe space）間隔后發(fā)送CTS（clear to send）報(bào)文給源節(jié)點(diǎn)，告知信道已預(yù)留。握手過(guò)程需要注意2個(gè)方面的問(wèn)題：①源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)建立通信關(guān)系，并且初始化參數(shù)；②無(wú)論是源節(jié)點(diǎn)還是目的節(jié)點(diǎn)，其通信范圍內(nèi)的鄰居節(jié)點(diǎn)要在接下來(lái)的過(guò)程中保持沉默。鄰居節(jié)點(diǎn)更新網(wǎng)絡(luò)分配矢量 （network allocation vector），在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中保持沉默。網(wǎng)絡(luò)分配矢量在RTS和CTS數(shù)據(jù)包中獲得。源節(jié)點(diǎn)接收到CTS幀后等待SIFS間隔，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后源節(jié)點(diǎn)等待目的節(jié)點(diǎn)的 ACK （positive acknowledgement）信號(hào)，接收到ACK信號(hào)，此次傳輸過(guò)程結(jié)束。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程包含的時(shí)間間隔：RTS＋SIFS＋CTS＋SIFS＋DATA＋SIFS＋ACK。如果在幀間隔時(shí)間內(nèi) （DCF interframe space）信道忙碌，則等至信道空閑。

3.2 基于節(jié)點(diǎn)效用的MAC協(xié)議

聯(lián)合考慮物理層協(xié)作通信機(jī)制和數(shù)據(jù)鏈路層最優(yōu)中繼選擇方案，本文提出一種根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量，以及中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間距離的基于節(jié)點(diǎn)效用的MAC協(xié)議。無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點(diǎn)隨機(jī)，目的節(jié)點(diǎn)固定，中繼節(jié)點(diǎn)將根據(jù)節(jié)點(diǎn)效用選擇最優(yōu)中繼。最優(yōu)中繼選好之后，根據(jù)最優(yōu)功率分配方法在滿(mǎn)足平均誤比特率和最大發(fā)射功率限制條件下以達(dá)到最小總發(fā)射功率為目標(biāo)進(jìn)行功率分配?？偘l(fā)射功率包括：信號(hào)發(fā)射的功率，電路消耗的功率，控制報(bào)文消耗的功率。控制報(bào)文CTS，RTS，HTS消耗的功率固定，并且假設(shè)控制報(bào)文可以被其它節(jié)點(diǎn)正確接收。節(jié)點(diǎn)采用時(shí)分復(fù)用方式，上下行鏈路頻率相同［9］。所有節(jié)點(diǎn)鏈路損耗的大小可以通過(guò)計(jì)算控制報(bào)文的平均能量強(qiáng)度來(lái)估計(jì)。

首先來(lái)看節(jié)點(diǎn)效用定義。總能量受限的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的生命周期受節(jié)點(diǎn)初始能量、網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄哪芗捌涔?jié)點(diǎn)剩余能量影響。假定源節(jié)點(diǎn)要在瑞利平坦衰落信道上給目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，并且源端所需要的發(fā)送能量相同。一次數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程所要消耗的能量Et需滿(mǎn)足下列公式［6］

式中：Ec——傳輸過(guò)程中電路上消耗的能量，Enf——源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送能量，rk——鏈路信道衰落系數(shù)根據(jù)式 （5）可知，鏈路損耗跟距離平方成反比。由此提出本文中節(jié)點(diǎn)效用公式

式中：p——節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前能量，為總能量與之前的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程消耗的能量之差。當(dāng)前能量越多，可以繼續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)就越多，節(jié)點(diǎn)的性能越好。Eks——中繼候選節(jié)點(diǎn)接收RTS信號(hào)和CTS信號(hào)所消耗的能量。Did——中繼候選節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離。R——傳輸半徑。圖2是在節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為80，傳輸半徑為50m，目的節(jié)點(diǎn)固定在圓形區(qū)域中間，其它節(jié)點(diǎn)隨機(jī)均勻分布在圓形區(qū)域的場(chǎng)景下得到仿真圖。當(dāng)K＝0.6時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期最長(zhǎng)，所以式（19）中取k＝0.6。

協(xié)議實(shí)施流程如下：

（1）無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中有源節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先進(jìn)行信道偵聽(tīng)。如果在DIFS間隔內(nèi)信道空閑，源節(jié)點(diǎn)隨機(jī)退避一段時(shí)間，退避計(jì)數(shù)器減到0時(shí)，若信道依舊空閑，則發(fā)出RTS信號(hào)。

（2）如果目的節(jié)點(diǎn)正確解碼RTS信號(hào)，在SIFS間隔內(nèi)返回CTS信號(hào)。如果目的節(jié)點(diǎn)SIFS間隔內(nèi)沒(méi)有返回CTS信號(hào)，則源節(jié)點(diǎn)將重新發(fā)送RTS信號(hào)。如果重傳次數(shù)達(dá)到最大值，依舊沒(méi)有收到CTS信號(hào)，源節(jié)點(diǎn)放棄此次數(shù)據(jù)傳輸。

（3）源節(jié)點(diǎn)接收到目的節(jié)點(diǎn)CTS信號(hào)后，估計(jì)信道的方差和瞬時(shí)信道信息，根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余的能量和信道的狀態(tài)判斷節(jié)點(diǎn)是否可支持此次數(shù)據(jù)傳輸。如果不可以，放棄此次數(shù)據(jù)傳輸。

（4）網(wǎng)絡(luò)中所有接收到RTS和CTS信號(hào)的節(jié)點(diǎn)都可作為中繼候選節(jié)點(diǎn)。中繼候選節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的RTS信號(hào)和CTS信號(hào)，估計(jì)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道方差σ2sr以及ps，pr并且根據(jù)節(jié)點(diǎn)效用的公式，計(jì)算各自的節(jié)點(diǎn)效用。根據(jù)預(yù)先設(shè)定遞減函數(shù)f（y），將節(jié)點(diǎn)效用映射為退避時(shí)間τ，具有最大效用的節(jié)點(diǎn)將獲得最短退避時(shí)間。因此，最先到達(dá)退避時(shí)間的節(jié)點(diǎn)即是中繼節(jié)點(diǎn)，其它未被選中的中繼候選節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入休眠狀態(tài)。中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送HTS（help to send）報(bào)文，HTS報(bào)文中包含功率ps和pr信息。

（5）源節(jié)點(diǎn)接收到目的節(jié)點(diǎn)CTS信號(hào)后一直等待中繼節(jié)點(diǎn)HTS信號(hào)，如果在SIFS間隔內(nèi)接收到HTS信號(hào)，那么源節(jié)點(diǎn)知道哪個(gè)節(jié)點(diǎn)是中繼節(jié)點(diǎn)，并且根據(jù)HTS信號(hào)調(diào)整發(fā)射功率。如果SIFS間隔內(nèi)沒(méi)有接收到HTS信號(hào)，源節(jié)點(diǎn)按照非協(xié)作方式計(jì)算發(fā)射功率并發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。

（6）握手過(guò)程結(jié)束后傳輸數(shù)據(jù)。如果是協(xié)作模式，源節(jié)點(diǎn)在偵聽(tīng)到HTS后等待SIFS間隔，以發(fā)射功率ps發(fā)送數(shù)據(jù)。如果中繼節(jié)點(diǎn)能夠正確接收此數(shù)據(jù)分組，等待SIFS間隔，以pr發(fā)送數(shù)據(jù)分組。如果沒(méi)有正確接收，中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)。非協(xié)作模式下，源節(jié)點(diǎn)根據(jù)式 （8）計(jì)算發(fā)射功率，并且發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。

（7）如果目的節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)包，則向源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)反饋ACK信號(hào)。如果中繼節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)發(fā)送之后的SIFS間隔內(nèi)沒(méi)有接收到ACK信號(hào)，則重新發(fā)送HTS信號(hào)給源節(jié)點(diǎn)。如果源節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)發(fā)送之后的SIFS間隔內(nèi)沒(méi)有接收到ACK信號(hào)，則SIFS間隔內(nèi)重新偵聽(tīng)是否接收到HTS信號(hào)，如果源節(jié)點(diǎn)接收到HTS信號(hào)采用協(xié)作方式重傳數(shù)據(jù)報(bào)文，沒(méi)有則采用非協(xié)作方式重傳數(shù)據(jù)報(bào)文。如果重傳次數(shù)到達(dá)最大值，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)沒(méi)有接收到ACK信號(hào)，此次數(shù)據(jù)傳輸失敗。

（8）源節(jié)點(diǎn)收到ACK信號(hào)后，此次數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程結(jié)束。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)信道狀態(tài)信息和剩余能量信息都不能支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸任務(wù)時(shí)，整個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的生命周期結(jié)束。源節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的時(shí)序圖如圖3所示。

4 仿真結(jié)果與分析

本文采用matlab仿真工具。假定固定的目的節(jié)點(diǎn)位于圓的中心，其它所有的節(jié)點(diǎn)都隨機(jī)均勻的分布在傳輸半徑為50m的圓形區(qū)域內(nèi)。所有信道都是瑞利慢衰落信道，并且在一個(gè)報(bào)文的發(fā)送時(shí)間內(nèi)信道狀態(tài)保持不變。表1是仿真所用到的系統(tǒng)參數(shù)，其中MAC及能耗相關(guān)參數(shù)引用文獻(xiàn) ［10，11］。偵聽(tīng)和睡眠時(shí)，能量消耗較小，可忽略不計(jì)。無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的生命周期用目的節(jié)點(diǎn)一共接收到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量來(lái)衡量。

表1 系統(tǒng)參數(shù)

結(jié)果圖4假定節(jié)點(diǎn)數(shù)目N＝60，當(dāng)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度大于2000bit時(shí)，協(xié)作方式比非協(xié)作方式性能好。當(dāng)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度比較小時(shí)，如果通信過(guò)程中增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么電路上的消耗會(huì)增加，通過(guò)協(xié)作方式節(jié)省的能量比電路上消耗的能量小，那么協(xié)作方式的性能沒(méi)有非協(xié)作時(shí)候的性能好。

圖5 比較不同MAC協(xié)議下的無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的生命周期。最優(yōu)信道方式，源節(jié)點(diǎn)隨機(jī)，中繼節(jié)點(diǎn)按照信道最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)選擇。最大剩余能量方式，源節(jié)點(diǎn)隨機(jī)，按照最大的剩余能量選擇最優(yōu)中繼。隨機(jī)發(fā)送方式即是非協(xié)作方式。由圖5可見(jiàn)，最優(yōu)信道機(jī)制與最大剩余能量機(jī)制性能相差不大。節(jié)點(diǎn)效用協(xié)作MAC協(xié)議性能好于其余2種MAC協(xié)議。如圖5所示，當(dāng)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為120時(shí)，基于節(jié)點(diǎn)效用的MAC協(xié)議生命周期為1.73×106，最優(yōu)信道 MAC協(xié)議的生命周期為1.24×106，最大剩余能量MAC協(xié)議的生命周期為1.22×106，隨機(jī)發(fā)送方式 MAC協(xié)議的生命周期為0.62×106。本文MAC協(xié)議有效的延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期，有效驗(yàn)證了式 （19）的合理性。圖5可看出，當(dāng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目增加時(shí)，性能增加的越多。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目增加時(shí)，可供選擇的中繼節(jié)點(diǎn)多，最終選擇的節(jié)點(diǎn)效用越高，節(jié)省的能量越多，網(wǎng)絡(luò)生命周期越長(zhǎng)。

圖6 假定節(jié)點(diǎn)數(shù)目N＝60，當(dāng)平均誤比特率 （BER）較小的情況下，從式 （9）～式 （17）可得，所需發(fā)射功率較大，網(wǎng)絡(luò)生命周期較短。當(dāng)平均誤比特率大于10－2.5，非協(xié)作方式比協(xié)作方式的生命周期長(zhǎng)，因?yàn)楫?dāng)平均誤比特率較大時(shí)，為滿(mǎn)足BER要求，協(xié)作與非協(xié)作發(fā)射功率在一個(gè)數(shù)量級(jí)，但是協(xié)作方式電路上消耗的功率較多，節(jié)省的功率不足以彌補(bǔ)電路上多消耗的功率。由圖6也可看出，節(jié)點(diǎn)效用MAC協(xié)議生命周期比最優(yōu)信道協(xié)作MAC協(xié)議和最大剩余能量協(xié)作MAC協(xié)議長(zhǎng)。

圖7 比較了基于節(jié)點(diǎn)效用MAC協(xié)議下不同調(diào)制方式網(wǎng)絡(luò)的生命周期。BPSK方式比QPSK和8－PSK具有更好的性能。若調(diào)制階數(shù)變大，發(fā)射一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)消耗時(shí)間變短，電路上耗費(fèi)的能量就減少。但調(diào)制階數(shù)變大時(shí)，需分配更多的發(fā)射功率以滿(mǎn)足平均誤比特率的限制條件。在此無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)調(diào)制階數(shù)增加時(shí)，需增加的發(fā)射功率比電路上節(jié)省的功率多。所以BPSK性能優(yōu)于QPSK，QPSK性能優(yōu)于8－PSK。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出無(wú)線(xiàn)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中基于節(jié)點(diǎn)效用的MAC協(xié)議，該協(xié)議基于物理層解碼轉(zhuǎn)發(fā)通信方式，采用基于節(jié)點(diǎn)效用的公式選擇最優(yōu)的中繼節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)效用綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量以及中繼候選節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的距離，并在最大發(fā)射功率及平均誤比特率限制條件下，求得最優(yōu)的功率分配。仿真結(jié)果表明，在數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度大于2000bits的情況下，協(xié)作MAC協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的生命周期比非協(xié)作情況下長(zhǎng)?；诠?jié)點(diǎn)效用的協(xié)作MAC協(xié)議的生命周期比其它的MAC協(xié)議的生命周期長(zhǎng)。平均誤比特率小于10－2.5情況下，協(xié)作MAC協(xié)議生命周期比非協(xié)作MAC協(xié)議生命周期長(zhǎng)。同時(shí)BPSK調(diào)制的性能優(yōu)于其它調(diào)制方式的性能。

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