專利名稱：自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于認(rèn)知無(wú)線電的自組織(AdHoc)網(wǎng)絡(luò)路由選擇策略的問題，屬 于無(wú)線通信中的路由技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用于無(wú)線通信的頻譜資源作為一種有限的不可再生的自然資源，其分配一直受 到政府的嚴(yán)格控制。近年來(lái)，隨著無(wú)線通信業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)，可供分配的頻譜資源 越來(lái)越少，造成目前頻譜資源緊張問題。但是， 一些研究結(jié)果表明，目前己經(jīng)分配 的大量珍貴頻譜資源并未得到充分利用，甚至在很多時(shí)候處于空閑狀態(tài)。顯然，這 和當(dāng)前廣泛關(guān)注的頻譜資源短缺相互矛盾。因此，解決頻譜資源匱乏問題的基本思 路就是盡量提高現(xiàn)有頻譜的利用率。認(rèn)知無(wú)線電(Cognitive Radio， CR)技術(shù)的出現(xiàn)， 為解決頻譜資源不足，提高頻譜利用率開創(chuàng)了嶄新的局面。
認(rèn)知無(wú)線電作為一種智能的頻譜共享技術(shù)，能夠依靠人工智能的支持，感知周 圍的無(wú)線通信環(huán)境，根據(jù)一定的學(xué)習(xí)和決策算法，實(shí)時(shí)自適應(yīng)地調(diào)整其自身的工作 參數(shù)，動(dòng)態(tài)地檢測(cè)和有效地利用空閑頻譜，理論上允許在時(shí)間、頻率以及空間上進(jìn) 行多維的頻譜復(fù)用。這將大大降低頻譜和帶寬限制，實(shí)現(xiàn)不可再生頻譜資源的再利 用，為解決如何在有限頻譜資源條件下提高頻譜利用率這一無(wú)線通信難題開辟了一 條新的途徑。
認(rèn)知無(wú)線電在頻譜使用上的靈活性，使得它在未來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域中具有廣泛的 應(yīng)用前景，其中在自組織網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用目前受到了廣泛關(guān)注。認(rèn)知無(wú)線電使網(wǎng)絡(luò)節(jié)
點(diǎn)能夠以非授權(quán)方式使用處于空閑狀態(tài)下的授權(quán)頻譜資源，這就使得節(jié)點(diǎn)可使用的 頻帶在時(shí)間上和空間上都是動(dòng)態(tài)變化的。這種頻譜使用上的特殊性，給基于認(rèn)知無(wú) 線電的自組織網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
在自組織網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)通信覆蓋范圍有限，節(jié)點(diǎn)之間一般通過多跳的方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。因此多跳路由的選擇一直是自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在研究自組 織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由選擇時(shí)，不僅要考慮傳統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，還應(yīng)考慮由認(rèn) 知無(wú)線電所引入的動(dòng)態(tài)頻譜接入與使用的特殊問題。因此，應(yīng)用于傳統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò) 的路由選擇策略已經(jīng)不適用于基于認(rèn)知無(wú)線電的自組織網(wǎng)絡(luò)，需要設(shè)計(jì)新的路由選 擇策略來(lái)實(shí)現(xiàn)自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的多跳通信。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由選擇方法，設(shè) 計(jì)出一種路由累積代價(jià)的計(jì)算方法，依據(jù)計(jì)算得到的不同路徑的累積代價(jià)，選擇其 中代價(jià)最小的路徑。采用本發(fā)明中的路由選擇策略，能夠使Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的多條 鏈路通過分布式算法得到的傳輸速率更加接近于集中式算法得到的最優(yōu)值，同時(shí)能 夠使得更多的鏈路找到通信路徑。
技術(shù)方案本發(fā)明首先給出一種頻帶代價(jià)和連接代價(jià)的定義，利用定義的代價(jià) 函數(shù)，結(jié)合路由的跳數(shù)，設(shè)計(jì)出一種路由累積代價(jià)的計(jì)算方法。根據(jù)累積代價(jià)即可 實(shí)現(xiàn)路由的選擇。
自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法具體為網(wǎng)絡(luò)中沒有一個(gè)控制中心，每個(gè)節(jié) 點(diǎn)僅根據(jù)本地信息來(lái)決定下一跳節(jié)點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道，并且需要 根據(jù)所定義的路由選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇最優(yōu)的路由以實(shí)現(xiàn)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的通信， 該方法具有以下步驟
1) 網(wǎng)絡(luò)初始時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)周圍的無(wú)線環(huán)境，與鄰居節(jié)點(diǎn)交換信息，根據(jù)所 獲得的信息，節(jié)點(diǎn)確定不同頻帶的代價(jià)；
2) 認(rèn)知節(jié)點(diǎn)按需啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過程，在控制信道上廣播路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ，
RREQ消息攜帶了目的地址、發(fā)送節(jié)點(diǎn)頻帶集合、當(dāng)前路由累積代價(jià)的信息；
3) 中間節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求報(bào)文RREQ后，提取RREQ中的路由代價(jià)，對(duì)其進(jìn)行累 加，即加上發(fā)送節(jié)點(diǎn)到本節(jié)點(diǎn)的代價(jià)，并與本節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的其它路由的代價(jià)進(jìn)行比較； 若當(dāng)前代價(jià)小于原來(lái)的代價(jià)，則對(duì)存儲(chǔ)的路由代價(jià)和上一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，并更新 RREQ中的路由累積代價(jià)以及發(fā)送節(jié)點(diǎn)頻帶集合，然后轉(zhuǎn)發(fā)RREQ;若當(dāng)前代價(jià)不 小于原來(lái)的代價(jià)，則丟棄請(qǐng)求；
4) 目的節(jié)點(diǎn)收到中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的請(qǐng)求報(bào)文RREQ后，也對(duì)路由代價(jià)進(jìn)行累加， 比較累加后各路由的代價(jià)，選擇其中代價(jià)最小的一條路由，并沿該路由向源節(jié)點(diǎn)發(fā) 出路由回應(yīng)報(bào)文RREP;
5) 中間節(jié)點(diǎn)在收到由目的節(jié)點(diǎn)發(fā)出的回應(yīng)報(bào)文RREP后，確定自己的下一跳節(jié) 點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的頻帶和功率，并向上一跳節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)RREP;源節(jié)點(diǎn) 收到RREP后，即知道路由選擇過程完畢，從而開始沿著選定的路由發(fā)送數(shù)據(jù)。
有益效果本發(fā)明依據(jù)所定義的代價(jià)函數(shù)，結(jié)合路徑所經(jīng)歷的跳數(shù)，給出了一 種新的路由累積代價(jià)的計(jì)算方法。在自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由選擇過程中，根據(jù) 提出的累積代價(jià)進(jìn)行路由的選擇，能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效的端到端的傳輸。
基于本發(fā)明的路由選擇策略具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.給出了一種有效衡量節(jié)點(diǎn)間通信代價(jià)的定義，并且考慮了不同頻帶下代價(jià)的差異性，因而更加符合自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
2. 代價(jià)函數(shù)的計(jì)算只需要本地信息，因而路由選擇能夠通過分布式算法實(shí)現(xiàn)。
3. 在路由累積代價(jià)中除了對(duì)代價(jià)函數(shù)進(jìn)行求和外，還考慮了路由經(jīng)歷的跳數(shù)， 因而更能體現(xiàn)一條路徑的代價(jià)，使通信節(jié)點(diǎn)在選擇的路徑上能得到更高的速率。
4. 根據(jù)累積代價(jià)進(jìn)行路由選擇，能夠在路由選擇過程中實(shí)現(xiàn)頻帶的分配，形成 跨層的設(shè)計(jì)方法，因而更有利于資源的分配。


圖1是不同的通信路徑示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體為網(wǎng)絡(luò)中沒有一個(gè)控制中心，每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)本地信息來(lái)決定下一跳節(jié) 點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道，并且需要根據(jù)一定的路由選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇最 優(yōu)的路由以實(shí)現(xiàn)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的通信，該方法具有以下步驟
1) 網(wǎng)絡(luò)初始時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)周圍的無(wú)線環(huán)境，與鄰居節(jié)點(diǎn)交換信息，根據(jù)所 獲得的信息，節(jié)點(diǎn)確定不同頻帶的代價(jià)；
2) 認(rèn)知節(jié)點(diǎn)按需啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過程，在控制信道上廣播路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ (Route REQuest), RREQ消息攜帶了目的地址、發(fā)送節(jié)點(diǎn)頻帶集合、當(dāng)前路由累
積代價(jià)的信息；
3) 中間節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求報(bào)文RREQ后，提取RREQ中的路由代價(jià)，對(duì)其進(jìn)行累 加，即加上發(fā)送節(jié)點(diǎn)到本節(jié)點(diǎn)的代價(jià)，并與本節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的其它路由的代價(jià)進(jìn)行比較； 若當(dāng)前代價(jià)小于原來(lái)的代價(jià)，則對(duì)存儲(chǔ)的路由代價(jià)和上一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，并更新 RREQ中的路由累積代價(jià)以及發(fā)送節(jié)點(diǎn)頻帶集合，然后轉(zhuǎn)發(fā)RREQ;若當(dāng)前代價(jià)不 小于原來(lái)的代價(jià)，則丟棄請(qǐng)求；
4) 目的節(jié)點(diǎn)收到中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的請(qǐng)求報(bào)文RREQ后，也對(duì)路由代價(jià)進(jìn)行累加， 比較累加后各路由的代價(jià)，選擇其中代價(jià)最小的一條路由，并沿該路由向源節(jié)點(diǎn)發(fā) 出路由回應(yīng)報(bào)文RREP (Route REPly);
5) 中間節(jié)點(diǎn)在收到由目的節(jié)點(diǎn)發(fā)出的回應(yīng)報(bào)文RREP后，確定自己的下一跳節(jié) 點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的頻帶和功率，并向上一跳節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)RREP;源節(jié)點(diǎn) 收到RREP后，即知道路由選擇過程完畢，從而開始沿著選定的路由發(fā)送數(shù)據(jù)。
1自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由選擇
自組織網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議一般可以分為主動(dòng)路由協(xié)議和按需路由協(xié)議。在主動(dòng) 路由協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)通過周期性地廣播路由信息分組，交換路由信息，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)路由，同時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須維護(hù)去往所有節(jié)點(diǎn)的路由。其優(yōu)點(diǎn)是延時(shí)小，而缺 點(diǎn)是開銷大。而在按需路由協(xié)議中，僅在源節(jié)點(diǎn)有分組要發(fā)但沒有去往目的節(jié)點(diǎn)的 路由時(shí)，才"按需"進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)，因而其優(yōu)點(diǎn)是開銷較小，但缺點(diǎn)是延時(shí)會(huì)較大。 考慮到自組織網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量、計(jì)算能力、移動(dòng)性等因素，按需路由成為當(dāng)前自組 織網(wǎng)絡(luò)路由研究的主要方向。因而在此考慮采用按需的路由發(fā)現(xiàn)方式。
一般情況下，源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)間會(huì)存在多條路徑，由此就必需為不同路徑提 供一個(gè)性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，選擇其中最優(yōu)的路徑。在傳統(tǒng)的自組織網(wǎng)絡(luò)中，常用的路由 選擇指標(biāo)有跳數(shù)、延遲、吞吐量以及帶寬等。而在基于認(rèn)知無(wú)線電的自組織網(wǎng)絡(luò)中， 各節(jié)點(diǎn)使用的頻譜是動(dòng)態(tài)變化的，所以路由的選擇還應(yīng)該考慮路徑中所使用的信道 個(gè)數(shù)、信道切換延遲以及不同信道上帶寬與吞吐量上的差異等。
目前針對(duì)自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由選擇的研究大多數(shù)是集中在代價(jià)函數(shù)的設(shè) 計(jì)上。通過考慮節(jié)點(diǎn)間的信道容量、頻帶切換延遲以及占用的資源等，為節(jié)點(diǎn)間的 通信定義一種代價(jià)函數(shù)。而一條路徑的代價(jià)即是路徑中各節(jié)點(diǎn)間代價(jià)的總和，稱為 累積代價(jià)。 一般來(lái)說(shuō)，代價(jià)函數(shù)的計(jì)算都需要綜合利用各層的資源，如物理層的功 率、MAC層的信道分配方案以及網(wǎng)絡(luò)層(傳輸層)的流量需求等，因而利用累積 代價(jià)進(jìn)行路由的選擇主要應(yīng)用于自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的跨層設(shè)計(jì)(cross-layer design)中。
2代價(jià)函數(shù)的定義
為了得到路由的累積代價(jià)，首先需要設(shè)計(jì)代價(jià)函數(shù)，下面給出一種代價(jià)函數(shù)的 定義。頻帶的代價(jià)函數(shù)BCF (band cost ftmction)由節(jié)點(diǎn)在該頻帶上產(chǎn)生的干擾與獲 得的容量定義。
根據(jù)功率傳播增益模型^-A- ，其中cr是路徑損耗指數(shù)，《是節(jié)點(diǎn)i和y之 間的距離，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i利用頻帶w以功率/^向節(jié)點(diǎn)y發(fā)送信號(hào)時(shí)，節(jié)點(diǎn)J'的接收功 率為《*^/=/^*《—a。若接收功率門限設(shè)為A，則節(jié)點(diǎn)i的最小發(fā)射功率 《=^/^.=/^《。若干擾功率門限設(shè)為^，貝U節(jié)點(diǎn)/的干擾半徑為(《/尸J、 從而得到干擾范圍;r，(;^ / P,f"。
假設(shè)節(jié)點(diǎn)/利用頻帶m向節(jié)點(diǎn)y傳送數(shù)據(jù)，信道為AWGN信道，且環(huán)境噪聲的 功率譜密度為/;，并假定所有頻帶有相伺的帶寬pt。則針對(duì)頻帶m的不同情況，BCF 有以下三種定義
A、若頻帶w已經(jīng)使用，但節(jié)點(diǎn)/的發(fā)射功率《<0^%。其中(《)u為節(jié)點(diǎn)i 在干擾約束等條件下發(fā)射功率的上界。則此時(shí)頻帶附的BCF為<formula>formula see original document page 7</formula>
B、 若頻帶m還未使用，其BCF可定義為
5CF(/，,m)=,(《/P/)2/","畫(,'，附)+ ""附(/,w) [2]
其中""w"，W表示節(jié)點(diǎn)/傳播范圍內(nèi)擁有頻帶m的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，M,為節(jié)點(diǎn)i可獲得的頻帶數(shù)。
C、 若頻帶m已經(jīng)使用，且節(jié)點(diǎn)! 的發(fā)射功率《=(《V 。則此時(shí)頻帶w的BCF為oo。
根據(jù)以上BCF的定義，可以得到節(jié)點(diǎn)間連接的代價(jià)函數(shù)LCF(link cost function)的定義。若節(jié)點(diǎn)/和節(jié)點(diǎn)j'之間存在情況A的頻帶，則可以通過增加功率來(lái)增加速率。此時(shí)LCF定義為
^CF(!'J) = min{5CF(/，y-,w)} [3]
若不存在情況A的頻帶，則考慮情況B的頻帶，即分配一條新的頻帶。此時(shí)LCF可以定義為
ZC尸(!', _/) = min {5CF(/， w)} [4]
若以上頻帶都沒有，即節(jié)點(diǎn)/和節(jié)點(diǎn)y之間已經(jīng)不可能增加速率時(shí)，則ZCF(/,_/) = < 。3路由累積代價(jià)的計(jì)算
在自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中， 一條路徑的累積代價(jià)一般是由該路徑所經(jīng)過的各節(jié)點(diǎn)之間的代價(jià)求和得到的。例如根據(jù)以上代價(jià)函數(shù)的定義，路徑/的代價(jià)為
eos"/)=2;u(i，y) [4]
由以上式子可以看出，路徑的累積代價(jià)并沒有考慮一條路由所占用的頻帶數(shù)量或者多跳的次數(shù)。而有時(shí)考慮一條路由所占用的頻帶數(shù)量或多跳次數(shù)對(duì)提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能是有好處的。下面通過一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。
如圖1所示，圖中共有3個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)A，節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)C。要實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C之間的通信，有兩條路徑可以選擇一、A與C直接通信，即A — X:; 二、A經(jīng)過B與C通信，WA—>B—>C。根據(jù)原有的累積代價(jià)的計(jì)算方法，路徑A—>B—>C的累積代價(jià)有可能會(huì)比路徑A—>C的要小。但由圖1可以看到路徑A—>B
一x:至少要使用兩條頻帶，而路徑A—x:只需要一條頻帶。若使用路徑A—〉B—〉c，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)b與節(jié)點(diǎn)c之間使用頻帶2進(jìn)行通信，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)干擾范圍內(nèi)的節(jié)
點(diǎn)都不能使用頻帶2。而若使用路徑a—x:，則其它節(jié)點(diǎn)仍然能使用頻帶2。因而
從這個(gè)角度看，路徑a->c將更有利于頻帶利用率的提高。
為了在累積代價(jià)中考慮路由所經(jīng)歷的跳數(shù)，可以假設(shè)路徑每增加一跳，其代價(jià)除增加相應(yīng)的lcf外，還增加一個(gè)常數(shù)cost—hop,這表示增加跳數(shù)的代價(jià)。常數(shù)cost_hop的值應(yīng)與所定義的lcf處于同一數(shù)量級(jí)，例如可以取所有大于零小于無(wú)窮的lcf的均值。由此得到路由/新的累積代價(jià)的計(jì)算方法為
cos "/) = J] ZCF(/， _/) + "wm—Z op(/) x COST — [4]
其中mwi—Ziop^為路徑/所經(jīng)歷的跳數(shù)。
下面對(duì)本發(fā)明在自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由選擇過程中的實(shí)施方式作進(jìn)一步介
紹
(1) 節(jié)點(diǎn)根據(jù)頻帶代價(jià)函數(shù)bcf的定義計(jì)算各頻帶的代價(jià)，再由計(jì)算得到的頻帶代價(jià)函數(shù)bcf得到連接代價(jià)函數(shù)lcf;
(2) 由源節(jié)點(diǎn)在控制信道上向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播路由請(qǐng)求rreq，該rreq消息攜帶了目的地址、源節(jié)點(diǎn)可用頻帶集合等信息。
(3) 中間節(jié)點(diǎn)收到rreq后，對(duì)路由代價(jià)進(jìn)行累加(即加上發(fā)送節(jié)點(diǎn)到本節(jié)點(diǎn)的連接代價(jià)lcf以及跳數(shù)的代價(jià)cost—hop)，并與本節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的其它路由的代價(jià)進(jìn)行比較。若當(dāng)前代價(jià)小于原來(lái)的代價(jià)，則對(duì)存儲(chǔ)的路由代價(jià)和上一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，并向周圍節(jié)點(diǎn)廣播攜帶有當(dāng)前路由代價(jià)以及當(dāng)前節(jié)點(diǎn)可用頻帶集合的路由請(qǐng)求rreq。否則丟棄請(qǐng)求；
(4) 目的節(jié)點(diǎn)接收到rreq后，也對(duì)路由代價(jià)進(jìn)行累加，比較累加后各路由的代價(jià)，選擇其中代價(jià)最小的一條路由，并沿該路由向源節(jié)點(diǎn)發(fā)出rrep，以通知源節(jié)點(diǎn)路由選擇完畢；
(5) 中間節(jié)點(diǎn)在收到由目的節(jié)點(diǎn)發(fā)出的rrep后，確定自己的下一跳節(jié)點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的頻帶和功率，并向上一跳節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)rrep;源節(jié)點(diǎn)收到rrep后，沿著選定的路由發(fā)送數(shù)據(jù)。此時(shí)即完成了路由選擇過程。
權(quán)利要求
1.一種自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)中沒有一個(gè)控制中心，每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)本地信息來(lái)決定下一跳節(jié)點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道，并且需要根據(jù)所定義的路由選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇最優(yōu)的路由以實(shí)現(xiàn)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的通信，該方法具有以下步驟1)網(wǎng)絡(luò)初始時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)周圍的無(wú)線環(huán)境，與鄰居節(jié)點(diǎn)交換信息，根據(jù)所獲得的信息，節(jié)點(diǎn)確定不同頻帶的代價(jià)；2)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)按需啟動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)過程，在控制信道上廣播路由請(qǐng)求報(bào)文RREQ，RREQ消息攜帶了目的地址、發(fā)送節(jié)點(diǎn)頻帶集合、當(dāng)前路由累積代價(jià)的信息；3)中間節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求報(bào)文RREQ后，提取RREQ中的路由代價(jià)，對(duì)其進(jìn)行累加，即加上發(fā)送節(jié)點(diǎn)到本節(jié)點(diǎn)的代價(jià)，并與本節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的其它路由的代價(jià)進(jìn)行比較；若當(dāng)前代價(jià)小于原來(lái)的代價(jià)，則對(duì)存儲(chǔ)的路由代價(jià)和上一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，并更新RREQ中的路由累積代價(jià)以及發(fā)送節(jié)點(diǎn)頻帶集合，然后轉(zhuǎn)發(fā)RREQ；若當(dāng)前代價(jià)不小于原來(lái)的代價(jià)，則丟棄請(qǐng)求；4)目的節(jié)點(diǎn)收到中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的請(qǐng)求報(bào)文RREQ后，也對(duì)路由代價(jià)進(jìn)行累加，比較累加后各路由的代價(jià)，選擇其中代價(jià)最小的一條路由，并沿該路由向源節(jié)點(diǎn)發(fā)出路由回應(yīng)報(bào)文RREP；5)中間節(jié)點(diǎn)在收到由目的節(jié)點(diǎn)發(fā)出的回應(yīng)報(bào)文RREP后，確定自己的下一跳節(jié)點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的頻帶和功率，并向上一跳節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)RREP；源節(jié)點(diǎn)收到RREP后，即知道路由選擇過程完畢，從而開始沿著選定的路由發(fā)送數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明的自組織認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由選擇方法涉及基于認(rèn)知無(wú)線電的自組織(AdHoc)網(wǎng)絡(luò)路由選擇策略的問題，網(wǎng)絡(luò)中沒有一個(gè)控制中心，每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)本地信息來(lái)決定下一跳節(jié)點(diǎn)以及與下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道，并且需要根據(jù)所定義的路由選擇標(biāo)準(zhǔn)，選擇最優(yōu)的路由以實(shí)現(xiàn)從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的通信，采用本發(fā)明中的路由選擇策略，能夠使Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的多條鏈路通過分布式算法得到的傳輸速率更加接近于集中式算法得到的最優(yōu)值，同時(shí)能夠使得更多的鏈路找到通信路徑。
文檔編號(hào)H04W40/02GK101635974SQ200910034788
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者吳春德, 尤肖虎, 潘志文 申請(qǐng)人:東南大學(xué)