毫米波通信凭借其丰富的带宽资源、超高的传输速率、较强的抗干扰能力和良好的保密性能等优势,成为高清视频等大容量无线传输得以实现的关键技术。毫米波网络通信技术也受到越来越多的研究人员的关注。然而毫米波信号波长短、绕射能力差,其链路对障碍物的遮挡非常敏感,容易形成链路中断,人们常用中继协作通信技术解决这一问题,但该技术需引入采用定向天线,这会带来隐藏节点问题。另外,引入中继协作技术还会对网络的通信时延产生很大的影响。为了解决上述两个问题,本文提出了定向隐藏节点下的中继选择算法和最小通信时延的中继选择算法。定向隐藏节点下的中继选择算法可以使中继节点的选择不受隐藏节点的影响,该算法中提出了定向隐藏节点下的中继选择准则,设计了适应于中继链路传输的协作式MAC层协议,并建立三维Markov链分析模型,利用Markov链模型分析协作式MAC层协议的通信性能。最小通信时延的中继选择算法是为了减小中继节点对网络通信时延的影响,该算法中首先对本文设计的中继协作式MAC协议的传输时延进行分析,然后建立通信时延优化模型,利用粒子群优化算法对通信时延优化模型进行求解,最终选择使网络总体时延性能最小的空闲节点当作中继,协助中断链路进行通信。仿真结果证明,与传统的IEEE 802.11ad协议的通信性能相比,协议中加入定向隐藏节点下的中继选择算法后可以提高毫米波网络的饱和吞吐量,并且在通信链路数和链路阻塞概率不断变化的情况下,通信网络的饱和吞吐量也得到了提高。同时,在协作式MAC协议中加入最小通信时延的中继选择算法后,可以进一步提高通信网络的饱和吞吐量,降低了中继链路的通信时延。这是因为利用粒子群算法对通信时延模型进行优化,保证了中继选择中选择时延最小的节点作为中继,最终使协作式通信系统的整体通信时延最小。通过上述提出的算法,在定向隐藏节点影响下,毫米波网络获得了最小的中继通信时延,同时也提高了系统的饱和吞吐量。因此中继协作的通信方式可以解决毫米波信号易中断的问题,保证通信链路在最短中继时延下无中断的传输。