摘要：機會中繼選擇協(xié)議是一種基于即時信道狀態(tài)的單協(xié)作中繼選擇方法。文章將機會中繼的思想推廣到多中繼選擇場景，提出一種新的中繼選擇協(xié)議。協(xié)議通過采用目的節(jié)點確認協(xié)作中繼及加入延時等機制，有效地降低了中繼選擇的沖突概率，并能控制中繼選擇的數(shù)目，保證中繼選擇的公平性。協(xié)議還修正了原協(xié)議中繼定時器參數(shù)選擇問題。
仿真表明該協(xié)議能夠極大地提升系統(tǒng)誤碼率性能。
關(guān)鍵詞：機會中繼；即時信道狀態(tài)；多中繼；沖突概率；誤碼率

協(xié)作分集技術(shù)作為近年來出現(xiàn)的一種新技術(shù)，已引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，并成為當前無線通信領(lǐng)域一新的研究熱點。其基本思想是各單天線用戶彼此為對方轉(zhuǎn)發(fā)信息，這樣，每個終端在傳輸信息的過程中，既利用了自己又利用了其合作伙伴的空間信道，從而獲取一定的空間分集增益。其主要協(xié)作方式有放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplify and Forward，AF)，解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decode and Forward，DF)和編碼協(xié)作(Coded Cooperation，CC)。
機會中繼選擇協(xié)議是由A．Bletsas等人在文獻中提出的一種基于即時信道狀態(tài)(Channel State Information，CSI)的協(xié)作中繼選擇方法，系統(tǒng)根據(jù)某種選擇算法從所有備選中繼中選擇一個最佳中繼節(jié)點與源節(jié)點協(xié)作發(fā)射信號到目的節(jié)點。該方法不需要知道網(wǎng)絡(luò)的拓撲信息，從而大大簡化了物理層的設(shè)計。Salama在文獻中證明了該算法相比于常規(guī)分集方案在節(jié)省信道資源方面有更多的優(yōu)勢，同時實現(xiàn)了系統(tǒng)的全分集階數(shù)。
現(xiàn)有的改進都是集中在選擇單個最佳中繼上，文獻在機會中繼協(xié)議基礎(chǔ)上提出了一種半分布式中繼選擇方案，每個中繼測量測量其后向信道和前向信道的瞬時信道增益，若該兩個信道增益均大于一個門限，則該中繼可用，最終基站從所有可用中繼中選擇最佳中繼。但單個節(jié)點的處理和傳輸能力有限，通過多個節(jié)點的協(xié)作不僅僅可以得到空間分集增益還可以獲得空間復(fù)用增益，同時還可以均衡業(yè)務(wù)負載。筆者將機會中繼選擇的思想推廣到多中繼選擇場景，提出一種新的多中繼選擇方法。

1 機會選擇中繼協(xié)議分析
文獻已給出詳細的協(xié)議選擇方法，具體的說，源節(jié)點S發(fā)送RTS(Request To Send)分組給所有中繼和目的節(jié)點D，D在接收到RTS分組后，產(chǎn)生CTS(Clear to Send)分組發(fā)給源節(jié)點S和中繼節(jié)點，中繼根據(jù)RTS和CTS分組測量鏈路的瞬時信道狀態(tài)信息hs,i和hi,d每個中繼節(jié)點都將根據(jù)信道狀態(tài)信息觸發(fā)一個定時器(Timer)。最佳中繼所對應(yīng)的定時器將最先超時，緊接著，該最佳中繼則會發(fā)送一個標志包(flagpacket)，表明其最佳中繼的身份，其他尚未超時的中繼在接收到該標志包后將放棄對本次最佳節(jié)點的競爭。對于存在隱藏中繼(即不能偵聽中繼彼此之間的信息，但能偵聽源節(jié)點和目的節(jié)點信息的中繼)的情況，最佳中繼則向目的節(jié)點發(fā)送該標志包，然后由目的節(jié)點發(fā)送很短的廣播包(broadca stpacket)通知所有中繼節(jié)點。
定時器的取值如下：

由式(2)和(3)可知，信道狀況最好的中繼，即最佳中繼具有最小的起始時間。
從上述中繼選擇過程來看，當兩個或多個中繼定時器過于接近時，有可能發(fā)生中繼選擇沖突。如圖1所示，節(jié)點b和j分別代表最佳中繼和另外一個中繼。其中，Tb代表節(jié)點b定時器的初始值，ni為中繼i和目的節(jié)點間的傳播時延，ds為每部無線收發(fā)機的收發(fā)轉(zhuǎn)換時間，r為兩中繼之間的傳播時延，dur1和dur2分別為標志包和廣播包的持續(xù)時間。