專利名稱：基于mimo鏈路的認(rèn)知路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及MIMO鏈路的認(rèn)知路由方法，用于認(rèn)知無線網(wǎng) 絡(luò)中。
背景技術(shù)：
認(rèn)知路由能夠感知當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，通過適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)機(jī)制，如強(qiáng)化學(xué)習(xí)，根據(jù)所 感知的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)做出正確的規(guī)劃、判決和動作。在認(rèn)知的過程中，使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)作為其學(xué) 習(xí)機(jī)制，它是一種無監(jiān)督的學(xué)習(xí)方法，使智能體能夠在環(huán)境模型未知的情況下，利用環(huán)境獎 賞尋找并執(zhí)行最優(yōu)的行為。文獻(xiàn)"Cognitive NetworkManagement with Reinforcement Learning for Wirless Mesh Networks"所提出了一種Q學(xué)習(xí)算法。在該算法中，每個節(jié) 點對無線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)當(dāng)前所預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)重新配置本條路由壽命和 hello周期。 傳統(tǒng)無線通信中存在著多徑衰落現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。目前比較常用 的MIMO多輸入多輸出技術(shù)，通過在通信鏈路的發(fā)送端與接收端均使用多根天線，將傳統(tǒng)通 信系統(tǒng)中存在的多徑效應(yīng)變成了對用戶通信性能有利的因素。文獻(xiàn)"Routing in Ad-hoc Networks with MIM0 Links"與"一種基于MM0技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度自適應(yīng)路由協(xié)議"所 提出的路由協(xié)議，均利用了 MIM0的復(fù)用和分集增益。但是這兩種路由協(xié)議的路由壽命和 hello周期是固定的，不能隨網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化自適應(yīng)的調(diào)整，這將導(dǎo)致端到端時延增加，吞 吐量下降，網(wǎng)絡(luò)開銷增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述已有技術(shù)的缺點，提出了一種基于MM0鏈路的認(rèn)知 路由方法，能夠根據(jù)節(jié)點密度和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整，保證了業(yè)務(wù)的QoS需 求，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量，減小了端到端時延，降低了網(wǎng)絡(luò)開銷。
術(shù)語說明 RREQ包源節(jié)點發(fā)送的路由請求包。 RREP包目的節(jié)點發(fā)送的路由回復(fù)包。 hello包用于通知鄰居節(jié)點本節(jié)點存在的包。
擴(kuò)展因子節(jié)點之間所使用的鏈路類型。 metric :路由代價。 MIMO:多輸入多輸出。 SISO:單輸入單輸出。 CRMA路由協(xié)議基于MM0鏈路的認(rèn)知路由方法。
本發(fā)明的具體實現(xiàn)過程包括 (1)在路由表、RREQ和RREP包中增加路由代價域，在RREP包中增加端到端時延 域；
(2)建立網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的擴(kuò)展因子表，通過查詢擴(kuò)展因子表獲得與下一跳節(jié)點 之間的鏈路類型； (3)網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點采用廣播泛洪的方式通過分集鏈路發(fā)送RREQ包，源節(jié)點在開 始廣播RREQ包時，將路由代價域初始化為0 ; (4)第一次收到RREQ包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表，根據(jù)MIR路由協(xié)議中的 metric公式更新RREQ包中的路由代價域，并記錄在路由表中，同時根據(jù)該節(jié)點是否有到達(dá) 目的節(jié)點的有效路徑判斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包，如果該節(jié)點有一條到達(dá)目的節(jié) 點的有效路徑，中繼節(jié)點回復(fù)RREP包，否則，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包；
(5)收到重復(fù)RREQ包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表，根據(jù)MIR路由協(xié)議中的 metric公式更新RREQ包中的路由代價域，根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代價判斷是否對路 由表進(jìn)行更新，如果RREQ包中的源節(jié)點序列號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或等于 路由表中記載的目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，中繼節(jié)點將更新路由 表；同時根據(jù)該節(jié)點是否有到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑判斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包， 如果該節(jié)點有一條到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，中繼節(jié)點回復(fù)RREP包，從擴(kuò)展因子表中讀取 到達(dá)下一跳節(jié)點所使用的鏈路類型，并按照該信息將RREP包轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳節(jié)點，否則，中 繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包； (6)目的節(jié)點回復(fù)RREP包時，從路由表中讀取路由代價并將其賦給RREP包中的路 由代價域，從MAC層讀取接入時延并將其賦給RREP包中的端到端時延域，從擴(kuò)展因子表中 讀取擴(kuò)展因子，該因子決定回復(fù)RREP包所使用的鏈路類型； (7)收到RREP包的中繼節(jié)點，更新RREP中的時延域、路由代價域和擴(kuò)展因子表， 根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代價決定是否轉(zhuǎn)發(fā)該RREP包和更新路由表，如果RREP包中的 目的節(jié)點序號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或目的節(jié)點序號等于路由表中記載的目 的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)該RREP包，同時更新路由 表，并采用Q學(xué)習(xí)算法重新設(shè)置hello周期和本條路由的路由壽命； (8)收到RREP包的源節(jié)點，更新RREP中的時延域、路由代價域和擴(kuò)展因子表，采 用Q學(xué)習(xí)算法重新設(shè)置hello周期和本條路由的路由壽命，根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代 價決定是否更新路由表，如果RREP包中的目的節(jié)點序號大于路由表中記載的目的節(jié)點序 號或目的節(jié)點序號等于路由表中記載的目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時， 源節(jié)點更新路由表，完成源節(jié)點與目的節(jié)點之間的路由建立； (9)源節(jié)點和目的節(jié)點之間利用已建立的路由傳輸數(shù)據(jù)包，并從擴(kuò)展因子表中讀
取擴(kuò)展因子，根據(jù)擴(kuò)展因子決定所使用的鏈路類型。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有如下優(yōu)點 1.本發(fā)明由于采用Q學(xué)習(xí)算法對網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)和預(yù)測，并合理地配置自己 的路由壽命和hello周期，這不僅實現(xiàn)了路由壽命的動態(tài)管理，而且及時維護(hù)節(jié)點之間可 達(dá)性，保證了業(yè)務(wù)的QoS需求，降低了網(wǎng)絡(luò)開銷； 2.本發(fā)明由于對擴(kuò)展因子表的更新，使收發(fā)節(jié)點之間的鏈路類型得到及時的更
新，減少了由于節(jié)點的移動而導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的丟失，提高了整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量； 3.本發(fā)明由于對路由表的更新，從而保證了源節(jié)點和目的節(jié)點之間所建立的路徑
達(dá)到最優(yōu)。


圖1是本發(fā)明的認(rèn)知路由過程圖；
圖2是本發(fā)明的實例示意圖。
具體實施例方式
本路由過程屬于跨層路由協(xié)議，通過認(rèn)知的過程管理路由壽命和hello周期。將 物理層使用MIMO技術(shù)所帶來的空間復(fù)用增益和分集增益對應(yīng)為鏈路的類型，即復(fù)用、分集 和組復(fù)用鏈路。復(fù)用鏈路能提高鏈路的速率，分集鏈路能夠增大通信范圍，組復(fù)用鏈路不僅 能提高鏈路的速率還能增大通信距離。
參照圖l，本發(fā)明的具體實現(xiàn)如下 過程1 :在路由表、RREQ和RREP包中增加路由代價域，RREP包中增加端到端時延 域。 RREQ包的主要域有廣播ID號、目的節(jié)點IP地址、目的節(jié)點序列號、源節(jié)點的IP 地址、源節(jié)點序列號、跳數(shù)和路由代價域。RREP包的主要域有目的節(jié)點IP地址、目的節(jié)點 序列號、源節(jié)點IP地址、生存時間、跳數(shù)、端到端時延和路由代價域。路由表的主要路由條 目有目的節(jié)點IP地址、目的節(jié)點序列號、跳數(shù)和路由代價。在路由表、RREQ和RREP包中 增加路由代價域，其目的是在源目的節(jié)點對之間建立一條代價最小的鏈路。RREP包中增加 端到端時延域，對端到端時延進(jìn)行估計。
過程2 :建立網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的擴(kuò)展因子表，計算擴(kuò)展因子，該擴(kuò)展因子表示節(jié)點
之間所使用的鏈路類型。 (2a)新建Excel表格，表中第一項是鄰居節(jié)點的地址，第二項是擴(kuò)展因子，當(dāng)節(jié)點 第一次收到鄰居節(jié)點發(fā)送的hello、RREQ和RREP包時，打開所建立的表格，將其鄰居節(jié)點的 地址和擴(kuò)展因子填在所建立的表中，并關(guān)閉所建立的擴(kuò)展因子表，當(dāng)節(jié)點再次收到鄰居節(jié) 點發(fā)送的hello、RREQ和RREP包時，打開擴(kuò)展因子表，根據(jù)當(dāng)前收發(fā)節(jié)點之間的距離重新計 算擴(kuò)展因子，根據(jù)hello、RREQ和RREP包中的目的地址在所建立的表中找到相應(yīng)的項，將新 的擴(kuò)展因子替換舊的擴(kuò)展因子，關(guān)閉擴(kuò)展因子表； (2b)擴(kuò)展因子的計算方法如下當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點所配置的天線數(shù)是4時，如 果收發(fā)節(jié)點之間的距離在復(fù)用鏈路范圍內(nèi)，則擴(kuò)展因子為l，如果收發(fā)節(jié)點之間的距離在組 復(fù)用鏈路范圍內(nèi)，則擴(kuò)展因子為2時，如果收發(fā)節(jié)點之間的距離在組復(fù)用鏈路范圍內(nèi)，則擴(kuò) 展因子為4時； (2c)當(dāng)擴(kuò)展因子為1時，節(jié)點之間使用復(fù)用鏈路進(jìn)行傳輸，當(dāng)擴(kuò)展因子為2時，節(jié) 點之間使用組復(fù)用鏈路進(jìn)行傳輸，當(dāng)擴(kuò)展因子為4時，節(jié)點之間使用分集鏈路進(jìn)行傳輸。
過程3 :源節(jié)點發(fā)送RREQ包。 網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點采用廣播泛洪的方式通過分集鏈路發(fā)送RREQ包，源節(jié)點在開始 廣播RREQ包時，將路由代價域初始化為0。 過程4 :第一次收到RREQ包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表，并判斷是回復(fù)RREP包 還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包。 (4a)第一次收到RREQ包的中繼節(jié)點，根據(jù)MIR路由協(xié)議中的metric公式更新RREQ包中的路由代價域，并記錄在該節(jié)點的路由表中，MIR路由協(xié)議中計算metric公式如
下所示
該公式綜合考慮MIMO的復(fù)用和分集特性，將通信半徑大的分集鏈路所引起的靜 默范圍作為一種不利的因素，置于分子上，將復(fù)用高速率帶來的信息速率的提高作為有利 因素將其置于分母上； (4b)第一次收到RREQ包的中繼節(jié)點，根據(jù)其是否有到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑判 斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包，如果該節(jié)點有一條到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，中繼節(jié)點 回復(fù)RREP包，否則，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包。 過程5 :收到重復(fù)RREQ包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表，判斷是否對路由表進(jìn)行更 新，并判斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包。 收到重復(fù)RREQ包的中繼節(jié)點，根據(jù)MIR路由協(xié)議中的metric公式更新RREQ包 中的路由代價域，根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代價判斷是否對該節(jié)點的路由表進(jìn)行更新， 如果RREQ包中的源節(jié)點序列號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或等于路由表中記載的 目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，更新路由表，該更新是根據(jù)收到的RREQ 包中目的節(jié)點地址在該節(jié)點的路由表中找到相應(yīng)的項，并用RREQ包中目的節(jié)點序列號、跳 數(shù)、路由壽命和路由代價域所存儲的信息替換該節(jié)點路由表中已存儲的信息，同時根據(jù)該 節(jié)點是否有到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑判斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包，如果該節(jié)點有 一條到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，中繼節(jié)點回復(fù)RREP包，從擴(kuò)展因子表中讀取到達(dá)下一跳節(jié) 點所使用的鏈路類型，否則，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包。
過程6 :目的節(jié)點回復(fù)RREP包。 目的節(jié)點回復(fù)RREP包時，從路由表中讀取路由代價并將其賦給RREP包中的路由 代價域，從MAC層讀取接入時延并將其賦給RREP包中的端到端時延域，從擴(kuò)展因子表中讀 取擴(kuò)展因子，獲得到達(dá)下一跳節(jié)點所使用的鏈路類型。 過程7 :收到RREP包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表、RREP中的時延域和路由代價 域，判斷是否對路由表進(jìn)行更新及RREP包的轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)所預(yù)測到的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)重新設(shè)置該節(jié) 點的hello周期和本條路由的路由壽命。 (7a)收到RREP包的中繼節(jié)點，按照下述公式更新RREP包中時延域為
dKKEP = dKKEP+dMC+dtranSmit 式中dKKEP是指端到端時延，該值從RREP包中時延域讀取，(! 是指MAC層的接入 時延，該值為分組到達(dá)MAC層到分組在MAC層被傳輸?shù)臅r間間隔，dtransmit是指傳輸時延，該 值為數(shù)據(jù)包大小與鏈路速率的比值； (7b)收到RREP包的中繼節(jié)點，按照下述公式更新RREP包中路由代價域
mKKEP = mKKEP-mp
第調(diào)〖節(jié)點的靜默范圍 第調(diào)fe連路的信息速率—節(jié)點之間所使用鏈路的傳輸速率
r" — SISO鏈路的傳輸速率
式中，mKKEP從RREP包中的路由代價域讀取，mp是指該節(jié)點與下一跳節(jié)點的路由代 價，mp計算公式中的& j是指節(jié)點i和節(jié)點j之間所使用鏈路的擴(kuò)展因子；
(7c)如果RREP包中的目的節(jié)點序號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或目的節(jié) 點序號等于路由表中記載的目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，中繼節(jié)點將 轉(zhuǎn)發(fā)該RREP包，同時更新該節(jié)點的路由表，該更新是根據(jù)收到的RREP包的目的節(jié)點地址在 該節(jié)點的路由表中找到相應(yīng)的項，并用RREP包中目的節(jié)點序列號、跳數(shù)、路由壽命、路由代 價域所存儲的信息替換該節(jié)點路由表中已存儲的信息； (7d)采用Q學(xué)習(xí)算法對網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，并重新設(shè)置該節(jié)點的hello周期和 RREP包中的路由壽命，Q學(xué)習(xí)算法描述如下 該算法由網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)集合，行為集合以及累計報酬值組成，網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)集合S = {0，1}，其中"0"是指當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不穩(wěn)定，"1"是指當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)穩(wěn)定，行為集合八= {a。， aj，其中，"a。"表示執(zhí)行行為減小本條路由的路由壽命和hello周期，"a/'表示執(zhí)行 行為增大本條路由的路由壽命和hello周期，Q/[t]:表示節(jié)點i在t時刻執(zhí)行行為a。所 獲得的累計報酬值，初始化為0， Q/[t]:表示節(jié)點i在t時刻執(zhí)行行為ai所獲得的累計報 酬值，初始化為O，初始化后，Q值按照如下公式進(jìn)行更新 g)[,]=a*e;["]+(i-a)y [oo62] 0H2[,-i]+!-^; 式中3是指學(xué)習(xí)因子，取值范圍為
過程9 :源節(jié)點利用已建立的路由將數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康墓?jié)點。 源節(jié)點和目的節(jié)點之間利用已建立的路由傳輸數(shù)據(jù)包，并從擴(kuò)展因子表中讀取擴(kuò)
展因子，根據(jù)擴(kuò)展因子決定所使用的鏈路類型。 根據(jù)上述本發(fā)明的實現(xiàn)步驟，給出以下實例
8
參照圖2，網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點都配置4根天線，鏈路上的數(shù)字表示擴(kuò)展因子，即 鏈路的類型復(fù)用、分集和組復(fù)用鏈路。當(dāng)擴(kuò)展因子為1時，節(jié)點之間使用復(fù)用鏈路進(jìn)行傳 輸，信道速率是SISO傳輸速率4倍；當(dāng)擴(kuò)展為2時，使用組復(fù)用鏈路，信道速率是SISO傳輸 速率2倍，傳輸范圍是SISO傳輸范圍2倍；當(dāng)擴(kuò)展為4時，使用分集鏈路，傳輸范圍是SISO 傳輸范圍4倍。源節(jié)點S使用分集鏈路發(fā)送RREQ包，節(jié)點0和節(jié)點1第一次收到源節(jié)點S 發(fā)送的RREQ包，在其路由表和擴(kuò)展因子表中記錄該條信息，再轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包，當(dāng)節(jié)點1第二 次收到節(jié)點0轉(zhuǎn)發(fā)的RREQ包時，檢查是否需要轉(zhuǎn)發(fā)該RREQ包及對已存在的路由條目進(jìn)行 更新，按照MIR路由協(xié)議中所定義的metric可知，S_ > 1和S_ > 0- > 1的metric分別 為16和4，所以節(jié)點1更新該條路由條目，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包。節(jié)點2和目的節(jié)點D對第二 次收到的RREQ包處理方式與節(jié)點1相同。節(jié)點2收到節(jié)點1回復(fù)的RREP時，預(yù)測到網(wǎng)絡(luò) 的狀態(tài)穩(wěn)定，延長本條路由壽命和hello周期。最終源節(jié)點S和目的節(jié)點D所建立的路由 是S- > 0- > 1- > 2- > D。
權(quán)利要求
一種基于MIMO鏈路的認(rèn)知路由方法，包括如下過程(1)在路由表、RREQ和RREP包中增加路由代價域，在RREP包中增加端到端時延域；(2)建立網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的擴(kuò)展因子表，通過查詢擴(kuò)展因子表獲得與下一跳節(jié)點之間的鏈路類型；(3)網(wǎng)絡(luò)中的源節(jié)點采用廣播泛洪的方式通過分集鏈路發(fā)送RREQ包，源節(jié)點在開始廣播RREQ包時，將路由代價域初始化為0；(4)第一次收到RREQ包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表，根據(jù)MIR路由協(xié)議中的metric公式更新RREQ包中的路由代價域，并記錄在路由表中，同時根據(jù)該節(jié)點是否有到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑判斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包，如果該節(jié)點有一條到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，中繼節(jié)點回復(fù)RREP包，否則，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包；(5)收到重復(fù)RREQ包的中繼節(jié)點，更新擴(kuò)展因子表，根據(jù)MIR路由協(xié)議中的metric公式更新RREQ包中的路由代價域，根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代價判斷是否對路由表進(jìn)行更新，如果RREQ包中的源節(jié)點序列號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或等于路由表中記載的目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，中繼節(jié)點將更新路由表；同時根據(jù)該節(jié)點是否有到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑判斷是回復(fù)RREP包還是轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包，如果該節(jié)點有一條到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，中繼節(jié)點回復(fù)RREP包，從擴(kuò)展因子表中讀取到達(dá)下一跳節(jié)點所使用的鏈路類型，并按照該信息將RREP包轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳節(jié)點，否則，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)RREQ包；(6)目的節(jié)點回復(fù)RREP包時，從路由表中讀取路由代價并將其賦給RREP包中的路由代價域，從MAC層讀取接入時延并將其賦給RREP包中的端到端時延域，從擴(kuò)展因子表中讀取擴(kuò)展因子，該因子決定回復(fù)RREP包所使用的鏈路類型；(7)收到RREP包的中繼節(jié)點，更新RREP中的時延域、路由代價域和擴(kuò)展因子表，根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代價決定是否轉(zhuǎn)發(fā)該RREP包和更新路由表，如果RREP包中的目的節(jié)點序號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或目的節(jié)點序號等于路由表中記載的目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，中繼節(jié)點將轉(zhuǎn)發(fā)該RREP包，同時更新路由表，并采用Q學(xué)習(xí)算法重新設(shè)置hello周期和本條路由的路由壽命；(8)收到RREP包的源節(jié)點，更新RREP中的時延域、路由代價域和擴(kuò)展因子表，采用Q學(xué)習(xí)算法重新設(shè)置hello周期和本條路由的路由壽命，根據(jù)目的節(jié)點序列號和路由代價決定是否更新路由表，如果RREP包中的目的節(jié)點序號大于路由表中記載的目的節(jié)點序號或目的節(jié)點序號等于路由表中記載的目的節(jié)點序號且前者記錄的路由代價小于后者時，源節(jié)點更新路由表，完成源節(jié)點與目的節(jié)點之間的路由建立；(9)源節(jié)點和目的節(jié)點之間利用已建立的路由傳輸數(shù)據(jù)包，并從擴(kuò)展因子表中讀取擴(kuò)展因子，根據(jù)擴(kuò)展因子決定所使用的鏈路類型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的認(rèn)知路由方法，其中過程(2)所述的擴(kuò)展因子表，包括鄰居節(jié) 點的地址和擴(kuò)展因子，該擴(kuò)展因子表示節(jié)點之間所使用的鏈路類型，其計算過程如下當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點所配置的天線數(shù)是4時，如果收發(fā)節(jié)點之間的距離在復(fù)用鏈路范 圍內(nèi)，則擴(kuò)展因子為l，節(jié)點之間使用復(fù)用鏈路進(jìn)行傳輸，如果收發(fā)節(jié)點之間的距離在組復(fù) 用鏈路范圍內(nèi)，則擴(kuò)展因子為2，節(jié)點之間使用組復(fù)用鏈路，如果收發(fā)節(jié)點之間的距離在組 復(fù)用鏈路范圍內(nèi)，則擴(kuò)展因子為4，節(jié)點之間使用分集鏈路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的認(rèn)知路由方法，其中過程(2)所述的建立網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的擴(kuò)展因子表，按如下過程進(jìn)行首先，設(shè)置建Excel表格，表中第一項設(shè)置為鄰居節(jié)點的地址，第二項是設(shè)置為擴(kuò)展因子；然后，在表格中填充相應(yīng)內(nèi)容，當(dāng)任意一個節(jié)點第一次收到鄰居節(jié)點發(fā)送的hello、RREQ和RREP包時，將其鄰居節(jié)點的地址和擴(kuò)展因子填在所建立的表中；當(dāng)節(jié)點再次收到鄰居節(jié)點發(fā)送的hello、RREQ和RREP包時，根據(jù)當(dāng)前收發(fā)節(jié)點之間的距離重新計算擴(kuò)展因子，根據(jù)hello、 RREQ和RREP包中的目的地址在所建立的表中找到相應(yīng)的項，用新的擴(kuò)展因子替換舊的擴(kuò)展因子表。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的認(rèn)知路由方法，其中過程(5)所述的收到重復(fù)RREQ包的中繼節(jié)點更新路由表，是根據(jù)收到的RREQ包中目的節(jié)點地址在中繼節(jié)點的路由表中找到相應(yīng)的項，并用RREQ包中目的節(jié)點序列號、跳數(shù)、路由壽命和路由代價域所存儲的信息替換中繼節(jié)點路由表中已存儲的信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的認(rèn)知路由方法，其中過程(7)所述的收到RREP包的中繼節(jié)點更新路由表，是根據(jù)收到的RREP包的目的節(jié)點地址在中繼節(jié)點的路由表中找到相應(yīng)的項，并用RREP包中目的節(jié)點序列號、跳數(shù)、路由壽命、路由代價域所存儲的信息替換中繼節(jié)點路由表中已存儲的信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的認(rèn)知路由方法，其中過程(8)所述的收到RREP包的源節(jié)點更新路由表，是根據(jù)收到的RREP包的目的節(jié)點地址在源節(jié)點的路由表中找到相應(yīng)的項，并用RREP中目的節(jié)點序列號、跳數(shù)、路由壽命、路由代價域所存儲的信息替換源節(jié)點路由表中已存儲的信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于MIMO鏈路的認(rèn)知路由方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)的吞吐量低和開銷大的問題。其過程是通過Q學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)認(rèn)知的過程，對網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)和預(yù)測；根據(jù)所感知的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)設(shè)置路由壽命和hello周期；使用MIMO技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)中存在多種鏈路類型，即復(fù)用、分集和組復(fù)用鏈路；建立網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的擴(kuò)展因子表，通過查詢該表獲得節(jié)點之間的鏈路類型；使用分集鏈路發(fā)送hello、RREQ包，通過查表獲得發(fā)送數(shù)據(jù)和RREP包所使用的鏈路類型；更新擴(kuò)展因子表，使節(jié)點之間的鏈路類型不斷更新；更新路由表，使源節(jié)點和目的節(jié)點之間所建立的路徑最優(yōu)。本發(fā)明保證了業(yè)務(wù)的QoS需求，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能，能夠根據(jù)節(jié)點密度和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整。
文檔編號H04W40/00GK101754321SQ20091021921
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者樂天助, 史琰, 姚君, 李建東, 李紅艷, 盛敏, 賴征林, 龍春燕 申請人:西安電子科技大學(xué)