Phẩm chất của giao thức mac hợp tác xuyên lớp trong mạng vô tuyến AD-HOC

TÓM TẮT

Bài báo này tập trung vào các cơ chế hoạt động của giao thức điều khiển truy nhập môi trƣờng

trong mạng vô tuyến hợp tác Ad-hoc. Chúng tôi đề xuất cải tiến giao thức đã đƣợc thiết kế bởi

Hangguan Shan (2011) nhằm nâng cao phẩm chất hệ thống trong trƣờng hợp môi trƣờng có nhiều

node chuyển tiếp hợp tác. Giao thức cải tiến giải quyết đƣợc vấn đề xung đột giữa các node trung

gian tối ƣu có khả năng hỗ trợ cùng một tốc độ hợp tác, đồng thời vẫn đảm bảo đƣợc yêu cầu về

thông lƣợng và độ trễ truyền dẫn khi xét đến khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phƣơng tiện hay thời

gian thực. Bằng cách mô phỏng trên máy tính sử dụng phần mềm matlab, chúng tôi nhận đƣợc kết

quả phẩm chất của giao thức cải tiến tốt hơn hẳn so với giao thức hợp tác xuyên lớp trƣớc đó thông

qua các tham số về thông lƣợng trung bình và độ trễ truyền dẫn trung bình gói tin.

pdf 6 trang yennguyen 2140
Bạn đang xem tài liệu "Phẩm chất của giao thức mac hợp tác xuyên lớp trong mạng vô tuyến AD-HOC", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Phẩm chất của giao thức mac hợp tác xuyên lớp trong mạng vô tuyến AD-HOC

Phẩm chất của giao thức mac hợp tác xuyên lớp trong mạng vô tuyến AD-HOC
Hoàng Quang Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 111 - 116 
111 
PHẨM CHẤT CỦA GIAO THỨC MAC HỢP TÁC XUYÊN LỚP 
TRONG MẠNG VÔ TUYẾN AD-HOC 
Hoàng Quang Trung
*, Bùi Thị Thanh Xuân 
Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Bài báo này tập trung vào các cơ chế hoạt động của giao thức điều khiển truy nhập môi trƣờng 
trong mạng vô tuyến hợp tác Ad-hoc. Chúng tôi đề xuất cải tiến giao thức đã đƣợc thiết kế bởi 
Hangguan Shan (2011) nhằm nâng cao phẩm chất hệ thống trong trƣờng hợp môi trƣờng có nhiều 
node chuyển tiếp hợp tác. Giao thức cải tiến giải quyết đƣợc vấn đề xung đột giữa các node trung 
gian tối ƣu có khả năng hỗ trợ cùng một tốc độ hợp tác, đồng thời vẫn đảm bảo đƣợc yêu cầu về 
thông lƣợng và độ trễ truyền dẫn khi xét đến khả năng hỗ trợ các dịch vụ đa phƣơng tiện hay thời 
gian thực. Bằng cách mô phỏng trên máy tính sử dụng phần mềm matlab, chúng tôi nhận đƣợc kết 
quả phẩm chất của giao thức cải tiến tốt hơn hẳn so với giao thức hợp tác xuyên lớp trƣớc đó thông 
qua các tham số về thông lƣợng trung bình và độ trễ truyền dẫn trung bình gói tin. 
Key words: Truyền thông hợp tác, điều khiển truy nhập môi trường, giao thức hợp tác xuyên lớp, 
mạng vô tuyến Ad-Hoc, mã hóa không gian thời gian phân tán kiểu Alamouti. 
GIỚI THIỆU* 
Các yêu cầu đƣợc đặt ra cho mạng vô tuyến 
Ad-Hoc ngày càng cao để có thể đáp ứng 
đƣợc nhiều loại hình dịch vụ. Điều này đã 
thúc đẩy các nhà nghiên cứu hƣớng tới các kỹ 
thuật, thuật toán, và các công nghệ mới. Một 
giải pháp hiệu quả cho vấn đề này đó là thực 
hiện truyền thông hợp tác trong các mạng Ad-
Hoc. Kỹ thuật truyền thông hợp tác dựa trên 
tính chất quảng bá sóng vô tuyến kết hợp với 
các đƣờng phân tập không gian độc lập nhằm 
hạn chế suy hao kênh, cải thiện thông lƣợng 
mạng và giảm độ trễ do truyền dẫn lại [4]. 
Trong mô hình truyền thông hợp tác, các node 
trong mạng có khả năng hợp tác với các node 
Nguồn và node Đích tại lớp vật lý hoặc lớp 
MAC (Medium Access Control) để cải thiện 
thông lƣợng, độ trễ và vùng phủ sóng. 
Giao thức MAC hợp tác đƣợc đề xuất trong 
[5] đã giải quyết đƣợc vấn đề lựa chọn node 
Chuyển tiếp tối ƣu trong tập các node hỗ trợ 
(Helper) trung gian. Để giải quyết vấn đề 
xung đột giữa các Helper tối ƣu, giao thức 
này sử dụng cơ chế tranh chấp lại một lần 
trong K khe thời gian hẹp (minislot) sau khi 
các Helper này phát gói tin RTH không thành 
*
 Tel: 0904 055956, Email: hqtrung@ictu.edu.vn 
công. Điều này sẽ dẫn đến hai vấn đề: (1) nếu 
số lƣợng Helper tối ƣu lớn thì số khe thời 
gian hẹp cần thiết sẽ tăng lên, đặc biệt khi 
kích thƣớc tải tin lớn; (2) khi cần thiết phải 
chuyển từ chế độ truyền dẫn hợp tác sang 
truyền dẫn trực tiếp thì thời gian sử dụng cho 
mào đầu báo hiệu đã trở lên quá lớn, dẫn tới 
giảm độ sử dụng tuyến. 
Trong bài viết này, chúng tôi đề xuất cải tiến 
giao thức MAC hợp tác xuyên lớp trong [5] 
bằng cách thiết kế lại trật tự trao đổi gói tin 
báo hiệu RTH (Ready – To – Help) và đƣa ra 
số khe thời gian K để giải quyết vấn đề xung 
đột giữa các Helper tối ƣu có cùng tốc độ hợp 
tác mà vẫn đảm bảo yêu cầu về thông lƣợng 
và độ trễ truyền dẫn. 
MÔ HÌNH HỆ THỐNG 
Chúng tôi thiết kế giao thức hợp tác dựa trên 
mô hình mạng vô tuyến hợp tác dạng Ad-
Hoc. Hệ thống bao gồm cặp Nguồn – Đích 
đƣợc đặt ở khoảng cách d với các node Trung 
gian đƣợc phân bố ngẫu nhiên trong phạm vi 
hình đĩa có đƣờng kính d. Giả định rằng tất cả 
các node trong mạng có thể truyền thông 
đƣợc với nhau ở tốc độ 2 Mbps và có cùng 
công suất phát hạn chế. Mô hình hệ thống cho 
mạng hợp tác tổng quát đƣợc thể hiện nhƣ 
trong hình 1. Trong đó S và D tƣơng ứng là 
Hoàng Quang Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 111 - 116 
112 
node Nguồn và node Đích, nH là node Trung 
gian thứ n, có thể hợp tác để chuyển tiếp dữ 
liệu từ Nguồn đến Đích. 
Hình 1. Minh họa mạng hợp tác Ad-Hoc 
Lớp MAC 
Giao thức MAC hợp tác mà chúng tôi quan 
tâm đến đƣợc thiết kế trên cơ sở chức năng 
điều phối phân tán của tiêu chuẩn IEEE 
802.11. Các tiêu chuẩn cũ sử dụng cơ chế đa 
truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung 
đột (CSMA/CA). Vì vậy, chỉ có một cặp 
truyền dẫn trong mạng chiếm dụng kênh sau 
khi tranh chấp thành công. Để nâng cao thông 
lƣợng mạng, có hai cách tiếp cận khả thi: (1) 
nâng cao hiệu quả truy nhập kênh đối với 
trƣờng hợp các node trong mạng tranh chấp 
giành quyền sử dụng kênh trƣớc khi truyền dữ 
liệu; (2) nâng cao hiệu quả sử dụng tuyến đối 
với truyền dẫn gói tin thực tế. Ở đây, chúng 
tôi tiếp cận theo cả hai cách trên. Độ sử dụng 
tuyến đƣợc định nghĩa là tốc độ truyền dẫn tải 
tin hiệu dụng (ký hiệu: EPTR), có tính đến cả 
mào đầu giao thức báo hiệu lớp MAC. Chúng 
ta có thể đặt W , PT và OT tƣơng ứng biểu 
diễn cho độ dài tải tin, thời gian truyền dẫn tải 
tin và mào đầu giao thức lớp MAC. Khi đó 
độ sử dụng tuyến đƣợc xác định thông qua 
biểu thức: 
P O
W
EPTR
T T (1) 
Nhƣ vậy, để nâng cao độ sử dụng tuyến, 
chúng ta có thể tìm cách giảm OT và PT bằng 
cách thiết kế mào đầu báo hiệu tại lớp MAC 
và sử dụng các kỹ thuật truyền dẫn một cách 
hiệu quả. 
Lớp vật lý 
Quá trình truyền dẫn hợp tác đƣợc thiết kế để 
thực hiện trong hai khe thời gian (timeslot) 
liên tiếp. Giao thức hợp tác tại lớp vật lý đƣợc 
mô tả nhƣ sau: Trong khe thời gian thứ nhất, 
node Nguồn quảng bá gói tin của nó tới 
Helper tối ƣu và node Đích với tốc độ truyền 
dẫn là 1 1 2, ,...,C QR r r r , ở đó là tập 
các tốc độ đƣợc tạo ra bởi điều chế và mã hóa 
thích ứng tại lớp vật lý, trong đó 
i jr r nếu 
i j . Trong khe thời gian thứ hai, Helper tối 
ƣu thực hiện hợp tác cùng với node Nguồn để 
chuyển các bit thông tin mà nó đã nhận đƣợc 
từ Nguồn tới Đích với tốc độ truyền dẫn 
2CR . Quá trình hợp tác tại lớp vật lý mà 
chúng tôi quan tâm đến đƣợc xây dựng dựa 
trên sơ đồ mã hóa không gian – thời gian 
phân tán kiểu Alamouti nhƣ trong [1] để dễ 
dàng thực hiện trong khe thời gian thứ 2. Nhƣ 
vậy, hai tốc độ 1 2àC CR v R đƣợc chọn ở giá 
trị cực đại sao cho Helper tối ƣu và Đích có 
thể giải mã thành công dữ liệu trong các khe 
thời gian thứ nhất và thứ 2 tƣơng ứng. Node 
Đích có thể nhận đƣợc tốc độ dữ liệu cao 
bằng cách tích góp công suất tín hiệu từ 
Nguồn và Helper trong suốt hai khe thời gian. 
Theo cách này node Đích sẽ tiếp nhận và kết 
hợp giải mã gói tin ở mức điều chế hoặc ở 
mức mã hóa có thể trở nên dễ dàng hơn. Để 
gói tin đƣợc tiếp nhận thành công, tốc độ 
truyền dẫn cần đƣợc lựa chọn dựa trên 
mức tỷ số công suất tín hiệu trên công suất 
tạp âm (SNR – signal-to-noise rate) tối thiểu 
đạt đƣợc. Đồng thời, cũng cần giả thiết rằng 
kênh truyền giữa các node trong mạng biến 
đổi chậm. 
GIAO THỨC MAC HỢP TÁC XUYÊN LỚP 
CẢI TIẾN 
Chúng tôi đề xuất cải tiến giao thức MAC 
hợp tác xuyên lớp trong [5]. Các nghiên cứu 
bao gồm: (1) thiết lập giao thức, ở đó chúng 
tôi đƣa ra trình tự trao đổi các bản tin báo 
hiệu và lựa chọn Helper, các tham số giao 
thức lớp MAC; (2) phân tích thời gian truyền 
dẫn mào đầu báo hiệu và tải tin; (3) thiết lập 
các tham số giao thức. 
Hoàng Quang Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 111 - 116 
113 
Thiết lập giao thức 
Hình 2 mô tả giao thức cải tiến dựa trên giao 
thức đƣợc thiết kế trong [5]. Để phát hiện và 
lựa chọn Helper chuyển tiếp, chúng tôi quan 
tâm tới cơ chế chuyển tiếp cơ hội nhƣ trong 
[2] cùng với các tín hiệu thông báo của 
Helper. Sau khoảng thời gian chờ ngẫu nhiên 
(backoff), node Nguồn khởi tạo liên kết với 
node Đích thông qua thủ tục bắt tay RTS/CTS 
(request-to-send/clear-to-send). Nếu cơ hội 
hợp tác giữa các node trong mạng không có 
đƣợc, sau khi nhận bản tin CTS và đợi thêm 
khoảng thời gian SIFS (interframe space), 
node Nguồn sẽ gửi đi gói dữ liệu theo đƣờng 
trực tiếp tới node Đích giống nhƣ giao thức 
DCF trong mạng tiêu chuẩn IEEE 802.11. 
Trƣờng hợp có cơ hội hợp tác, node Nguồn và 
node Đích trƣớc tiên phải xác minh xem liệu 
có tồn tại một Helper hỗ trợ truyền dẫn hợp 
tác hiệu quả hay không. Khi đó, node Nguồn 
sẽ nhận biết Helper thông qua tín hiệu chỉ thị 
HI (helper indication). Nếu không có tín 
hiệu HI đƣợc phát hiện ngay sau khoảng thời 
gian SIFS khi quá trình trao đổi bản tin 
RTS/CRS kết thúc, mạng sẽ tự động chuyển 
sang chế độ truyền dẫn trực tiếp. Ngƣợc lại, 
nếu có một tín hiệu HI đƣợc nhận biết bởi 
Nguồn, mode truyền dẫn hợp tác có thể đƣợc 
khởi tạo. 
Ở đây, chúng ta định nghĩa tốc độ truyền dẫn 
hợp tác tƣơng đƣơng là hR , để biểu diễn tốc 
độ truyền dẫn tải tin từ Nguồn tới Đích. Với 
sơ đồ hợp tác qua hai khe thời gian lặp lại, tốc 
độ hR đƣợc xác định nhƣ sau: 
1 2
1 2 1 2
/ /
/
h
C C
C C C C
W
R
W R W R
R R R R
 (2) 
Với độ dài tải tin W và tốc độ truyền dẫn trực 
tiếp 1R , chúng ta đặt M biểu diễn cho số tốc 
độ truyền dẫn hợp tác tƣơng đƣơng xuất hiện 
trong mạng, và mỗi một giá trị tốc độ trong số 
đó là , 1,2,...,hR i i M . 
Để thuận tiện cho việc lựa chọn Helper, M 
tốc độ này đƣợc sắp xếp theo thứ tự giảm dần, 
và đƣợc phân vào G nhóm, mỗi nhóm gồm 
gn thành viên nhƣ trong [5]. Khi đó xuất hiện 
hai loại tranh chấp: tranh chấp nhóm và tranh 
chấp giữa các thành viên trong nhóm. Với 
tranh chấp nhóm, Helper ứng viên thuộc 
nhóm thứ g chờ hết khoảng thời gian 1fbT g 
trƣớc khi gửi đi tín hiệu chỉ dẫn nhóm GI 
(group indication), nếu nó không thăm dò 
đƣợc tín hiệu GI từ các nhóm tốc độ cao hơn, 
ở đó 1 1 ,1fb fbT g g t g G , và fbt 
là thời gian khe backoff. Khi đó, chỉ các thành 
viên trong nhóm tốc độ cao nhất giành phần 
tranh chấp. Đối với tranh chấp giữa các thành 
viên trong nhóm, nếu một Helper ứng viên 
(với chỉ số nhóm g và chỉ số thành viên m) 
không thăm dò đƣợc tín hiệu MI, nó sẽ gửi đi 
tín hiệu tín hiệu MI sau khoảng thời gian là 
2 , 1 ,1fb fb gT g m m t m n . Vì thế, 
Helper hỗ trợ tốc độ hR cao nhất có thể đƣợc 
lựa chọn trong phƣơng thức phân tán. 
Hình 2. Minh họa giao thức MAC hợp tác xuyên lớp cải tiến 
Hoàng Quang Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 111 - 116 
114 
Để giải quyết vấn đề xung đột giữa các 
Helper tối ƣu, khi mà có hai gói RTH trở lên 
xung đột, chúng tôi sử dụng giải pháp để các 
Helper tối ƣu gửi đi gói tin RTH trong khe 
thời gian hẹp đƣợc lựa chọn ngẫu nhiên từ K 
khe thời gian hẹp xác định sau khi các Helper 
này đã gửi đi tín hiệu MI. Để so sánh giao 
thức mà chúng tôi đề xuất cái tiến với giao 
thức trong [5], chúng tôi lựa chọn giá trị 
20K và tải tin có kích thức nhỏ hơn 200 
bytes. Các giá trị trên đƣợc đƣa ra dựa trên kết 
quả kiểm định băng mô phỏng trên máy tính. 
Phân tích thời gian truyền dẫn mào đầu và 
tải tin 
Trƣờng hợp 1: Sau khi node Nguồn nhận 
đƣợc gói tin CTS, nó gửi đi gói tin dữ liệu 
theo đƣờng trực tiếp tới node Đích mà không 
qua truyền dẫn hợp tác. Thời gian truyền dẫn 
tải tin và mào đầu tƣơng ứng là 
1, 1/pT W R 
và 
1, , 3O RTS CTS D O ACK SIFST T T T T T . 
Ở đó, ,, , , àRTS CTS ACK SIFS D OT T T T v T tƣơng 
ứng là chu kỳ thời gian của các gói tin RTS, 
CTS, ACK, khoảng trống SIFS và tiêu đề 
gói tin. 
Trƣờng hợp 2: Khi dò đƣợc tín hiệu HI từ các 
node láng giềng, node Nguồn và node Đích 
chờ các tín hiệu tranh chấp (GI và MI) và gói 
tin RTH từ Helper tối ƣu. Nếu chỉ có một 
Helper tối ƣu (tốt nhất), khi đó sẽ không xảy 
ra xung đột. Vì vậy, thời gian truyền dẫn tải 
tin là 
2, 1 2/ / /P C C hT W R W R W R và 
thời gian mào đầu cho trƣờng hợp Helper tối 
ƣu lựa chọn khe thời gian hẹp thứ k là 
2, 1, 1
2
, ,
,
O O HI fb GI
fb MI fb C
T g m k T T T g T
T g m T k t T
Trong đó IF ,2C RTH S S D OT T T T và 
, ,RTH GI MIT T T tƣơng ứng là thời gian truyền 
gói tin RTH, tín hiệu GI và MI. Với K khe 
thời gian hẹp xác định trƣớc, xác suất một 
Helper lựa chọn khe thời gian thứ k là 
1/kP K . 
Trƣờng hợp 3: Khi có xung đột xảy ra trong 
quá trình tranh chấp giữa các thành viên trong 
cùng nhóm tốc độ hợp tác, vấn đề này sẽ 
đƣợc giảm bớt vì ngay sau đó các Helper tối 
ƣu phải tiếp tục tranh chấp trong K khe thời 
gian hẹp nữa. Trong trƣờng hợp này, thời 
gian truyền dẫn tải tin là 
3, 2,P PT T và thời 
gian truyền dẫn mào đầu đối với Helper lựa 
chọn khe thời gian thứ k vẫn là 
3, 2,O OT T ; 
tuy nhiên, với K khe thời gian hẹp cho trƣớc, 
xác suất để một trong n Helper tối ƣu giành 
chiến thắng bởi tranh chấp lựa chọn khe thời 
gian hẹp thứ k là 
1
, 1,2,..., 1
,
0,
n
n
w
n K k
k K
P n k K
k K
 (3) 
Trƣờng hợp 4: Nếu xảy ra xung đột giữa các 
gói tin RTH, node Nguồn sẽ tự động gửi gói 
dữ liệu theo đƣờng trực tiếp tới Đích. Vì vậy, 
thời gian truyền dẫn tải tin và mào đầu trong 
trƣờng hợp này là 
4, 1,P PT T , 4, 3,O OT T . 
Với n Helper tranh chấp trong K khe thời gian 
hẹp, xác suất tranh chấp không thành công do 
có hơn một Helper cùng lựa chọn khe thời 
gian hẹp thứ k là 
2
1
, , 1,..., 1
1
,
n i
n
n
i i
i
f
n
K k
K KP n k k K
K k K
 (4) 
Thiết lập tham số giao thức 
Nếu Helper tồn tại, cần xác lập các tham số 
K, M và G theo điều kiện kênh, độ dài tải tin 
W , và số Helper xung đột nhƣ thế nào để có 
đƣợc thông lƣợng tuyến cực đại. Bài toán tối 
ƣu thông lƣợng tuyến có thể đƣợc diễn tả 
thông qua biểu thức 
,
1 1
max /
gnG
g m
g m
J n M (5) 
Trong đó 
, 1, 1,W /g m P OJ n T T , 
và 
1 2, 1 2 2,
,
3, 1 2 3,
1
4, 1 4,
, 1
, , ,
,
, , ,
, 2
,
, ,
K
k
k P C C O
w
g m
K
P C C O
k f
P O
W P
n
T R R T g m k
W P n k
J n
T R R T g m k
n
W P n k
T R T g m k
Hoàng Quang Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 111 - 116 
115 
là tốc độ truyền dẫn hợp tác hiệu dụng khi có 
một Helper tối ƣu hỗ trợ tốc độ hợp tác với chỉ 
số nhóm g và thành viên m; 1 là tham số 
điều khiển cân bằng hợp tác và không hợp tác. 
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 
Trong mô phỏng, chúng tôi áp dụng mã hóa 
không gian-thời gian phân tán dựa trên sơ đồ 
giải mã và chuyển tiếp; lựa chọn 1 và 
W 1024 . Các tham số khác đƣợc đặt giống 
nhƣ trong tiêu chuẩn IEEE 802.11a. Chúng 
tôi sử dụng mô hình kênh có tổn hao log-
distance và fading Rice. Các node trong mạng 
phân bố ngẫu nhiên trong diện tích hình đĩa; 
luồng lƣu lƣợng đến theo quá trình Poisson 
với tốc độ trung bình 10 gói tin trên giây. 
Thời gian mô phỏng là 50 giây. 
Hình 3. Thông lượng theo kích thước mạng 
Hình 4. Độ trễ trung bình truyền gói tin 
Hình 3 biểu diễn thông lƣợng trung bình theo 
kích thƣớc mạng. Kích thƣớc mạng càng lớn 
dẫn tới khoảng cách giữa các node lớn thì 
thông lƣợng càng giảm. Trong đó, thông 
lƣợng đạt đƣợc khi sử dụng giao thức cải tiến 
là lớn nhất. Hình 4 minh họa độ trễ truyền dẫn 
gói tin trung bình theo kích thƣớc mạng. Ở 
đó, giao thức cải tiến cho độ trễ trung bình 
thấp hơn nhiều so với giao thức MAC hợp tác 
xuyên lớp cũ và truyền dẫn trực tiếp. 
KẾT LUẬN 
Trong bài viết này, chúng tôi đã đề xuất cải 
tiến giao thức MAC hợp tác xuyên lớp đã 
đƣợc đề xuất trƣớc đó nhằm mang lại phẩm 
chất hệ thống tốt hơn. Trong đó, chúng tôi đặc 
biệt quan tâm đến độ trễ truyền dẫn gói tin 
trung bình, theo đó là thông lƣợng tuyến. Kết 
quả mô phỏng đã chứng minh đƣợc rằng giao 
thức cải tiến của chúng tôi có ƣu điểm vƣợt 
trội, có khả năng đáp ứng đƣợc yêu cầu thực 
tế. Trong các nghiên cứu tiếp theo, chúng tôi 
sẽ quan tâm đến vấn đề hiệu quả năng lƣợng. 
Ngoài ra để giải quyết bài toán truyền thông 
hợp tác tối ƣu, giao thức định tuyến hợp tác 
cũng sẽ đƣợc xem xét. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Paul A. Anghel, (2006), “Distributed space-time 
cooperative systems with regenerative relays”, 
IEEE transactions on wireless communications, 
vol.5, no. 11. 
2. Aggelos Bletsas, (2006), “A simble cooperative 
diversity method based on network path 
selection”, IEEE Journal on selected areas in 
communications, vol. 24. 
3. Xie Fang, T. Hui, Z. Ping, Y. Ning, (2005), 
“Cooperative routing strategies in Ad hoc 
networks”, IEEE. 
4. Murad Khalid, (2011), “Coherence time-based 
cooperative MAC protocol for wireless ad hoc 
networks”, Journal on wireless communications 
and networking. 
5. H. Shan, H. T. Cheng, W. Zhuang, (2011), 
“Cross-layer cooperative MAC protocol in 
distributed wireless networks”, IEEE transactions 
on wireless communications. 
60 80 100 120 140 160 180 200
2
4
6
8
10
12
14
16
x 10
6
Network radius (m)
M
e
a
n
 t
h
ro
u
g
h
p
u
t 
(b
p
s
)
Old protocol
Non-cooperation
Enhanced protocol
60 80 100 120 140 160 180 200
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
x 10
-3
Network radius (m)
M
ea
n 
de
la
y 
(s
)
Non-cooperation
Old protocol
Enhanced protocol
Hoàng Quang Trung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 116 (02): 111 - 116 
116 
SUMMARY 
THE PERFORMANCE OF CROSS-LAYER COOPERATIVE 
MAC PROTOCOL IN WIRELESS AD-HOC NETWORKS 
Hoang Quang Trung
*
, Bui Thi Thanh Xuan 
College of Information and Communication Technology - TNU 
In this paper, we focus on medium access control protocol for cooperative wireless Ad-hoc 
networks. We propose an enhanced cross-layer cooperative MAC protocol based on that is 
designed in [5] for proving the performance of above networks, in case there exist more 
cooperative relays in the transmitting environment. Our protocol is not only enable to overcome 
collision problem but that is also available to supporting real time and multimedia services. By 
simulating on the computer using matlab software, we proved that our protocol outperforms the 
existing protocol in wireless Ad-hoc networks. 
Key words: Cooperative communications, medium access control, cross-layer cooperative 
protocol, Ad-Hoc wireless networks, Alamouti-type distributed space-time coding. 
Ngày nhận bài:04/11/2013; Ngày phản biện:18/11/2013; Ngày duyệt đăng: 26/02/2014 
Phản biện khoa học: TS. Phùng Trung Nghĩa – Trường ĐH Công nghệ Thông tin & Truyền thông - ĐHTN 
*
 Tel: 0904 055956, Email: hqtrung@ictu.edu.vn 

File đính kèm:

  • pdfpham_chat_cua_giao_thuc_mac_hop_tac_xuyen_lop_trong_mang_vo.pdf