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协作通信利用空闲节点的天线，组成虚拟的MIMO(multiple-inputmultiple-output)系统，以对抗无线信道衰落来获取分集增益。作为下一代无线移动通信网络的关键技术，协作通信逐渐成为近年来的研究热点。本文以无线协作传输系统为研究模型，主要的工作如下：(1)对协作分集、自动重传请求协议和协作MAC的原理和特点进行了概要介绍。对协作通信系统延迟和协作MAC研究现状作了深入探讨，引出了MAC层冲突延迟对整个协作通信系统延迟具有重要影响。研究MAC层DCF接入信道的延迟对协作通信网络中自动重传协议延迟性能的影响具有现实意义。(2)提出一个结合协作MAC、GBN-ARQ自动重传请求协议和自适应调制与编码技术的基于马尔科夫的排队模型，对基于DCF平均接入信道延时的协作传输网络中GBN-ARQ协议的性能进行分析，研究了数据包在源节点的排队延迟情况。将源节点数据包的排队问题建模成GI/M/1马尔科夫链，根据矩阵几何的知识计算得到准确的队长和延迟概率分布，分析对比了在不同的协作链路质量条件下协作链路与直接链路对应的源节点数据包排队延时概率分布。(3)基于物理层的自适应调制与编码技术和数据链路层GBN-ARQ协议的DF解码转发模式的协作传输网络模型，结合协作MAC导致的冲突延迟的随机性进一步分析了数据包在源节点的排队延迟情况。根据IEEE802.11DCF退避机制，分析了由于节点竞争中继导致的冲突分解周期，推导出源节点预约信道的反馈延迟转移概率矩阵。在此基础上构建了一个源节点采用自适应调制与编码的数据包传输过程的马尔科夫延迟队列模型，讨论了整个系统状态演变的过程，然后运用排队论和矩阵几何方法对模型进行分析，计算出更为准确的数据包在源节点排队延迟的概率分布。本文研究的协作传输网络源节点排队延迟不仅对提高网络延迟性能有重要指导意义，同时准确的源节点延迟也有助于更好的控制源节点数据包的流量，提高系统的吞吐量。