摘要：機會中繼選擇協議是一種基于即時信道狀態的單協作中繼選擇方法。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議。協議通過采用目的節點確認協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目，保證中繼選擇的公平性。協議還修正了原協議中繼定時器參數選擇問題。
仿真表明該協議能夠極大地提升系統誤碼率性能。
關鍵詞：機會中繼；即時信道狀態；多中繼；沖突概率；誤碼率

協作分集技術作為近年來出現的一種新技術，已引起國內外學者的關注，并成為當前無線通信領域一新的研究熱點。其基本思想是各單天線用戶彼此為對方轉發信息，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。其主要協作方式有放大轉發(Amplify and Forward，AF)，解碼轉發(Decode and Forward，DF)和編碼協作(Coded Cooperation，CC)。
機會中繼選擇協議是由A．Bletsas等人在文獻中提出的一種基于即時信道狀態(Channel State Information，CSI)的協作中繼選擇方法，系統根據某種選擇算法從所有備選中繼中選擇一個最佳中繼節點與源節點協作發射信號到目的節點。該方法不需要知道網絡的拓撲信息，從而大大簡化了物理層的設計。Salama在文獻中證明了該算法相比于常規分集方案在節省信道資源方面有更多的優勢，同時實現了系統的全分集階數。
現有的改進都是集中在選擇單個最佳中繼上，文獻在機會中繼協議基礎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。但單個節點的處理和傳輸能力有限，通過多個節點的協作不僅僅可以得到空間分集增益還可以獲得空間復用增益，同時還可以均衡業務負載。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 機會選擇中繼協議分析
文獻已給出詳細的協議選擇方法，具體的說，源節點S發送RTS(Request To Send)分組給所有中繼和目的節點D，D在接收到RTS分組后，產生CTS(Clear to Send)分組發給源節點S和中繼節點，中繼根據RTS和CTS分組測量鏈路的瞬時信道狀態信息hs,i和hi,d每個中繼節點都將根據信道狀態信息觸發一個定時器(Timer)。最佳中繼所對應的定時器將最先超時，緊接著，該最佳中繼則會發送一個標志包(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，但能偵聽源節點和目的節點信息的中繼)的情況，最佳中繼則向目的節點發送該標志包，然后由目的節點發送很短的廣播包(broadca stpacket)通知所有中繼節點。
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，有可能發生中繼選擇沖突。如圖1所示，節點b和j分別代表最佳中繼和另外一個中繼。其中，Tb代表節點b定時器的初始值，ni為中繼i和目的節點間的傳播時延，ds為每部無線收發機的收發轉換時間，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時間。