專利名稱：一種基于最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的多條路徑路由選擇， 特別是提供了一種基于概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法。
背景技術(shù)：
認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是一種智能的頻譜共享技術(shù)，它通過(guò)感知頻譜環(huán)境、智能學(xué)習(xí)并 實(shí)時(shí)調(diào)整其傳輸參數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻譜的再利用，特別是可讓非授權(quán)用戶利用空閑頻譜進(jìn)行通信， 可以顯著地提高頻譜利用率。在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，進(jìn)行路由選擇時(shí)需要考慮 頻譜分配，在文獻(xiàn)[12] [13]中，提出了按需路由和頻譜分配相結(jié)合的路由協(xié)議，它以時(shí)延 作為路由標(biāo)準(zhǔn)，包括路徑時(shí)延和節(jié)點(diǎn)時(shí)延。但是作者沒(méi)有考慮主用戶節(jié)點(diǎn)存在對(duì)路由的影 響。文獻(xiàn)[14]作者提出了具有一個(gè)收發(fā)器的多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的頻譜意識(shí)路由協(xié)議，由 于每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)收發(fā)設(shè)備，使用IEEE 802. IlDCF協(xié)議時(shí)，不能保證形成共享控制信道 來(lái)交換協(xié)議控制報(bào)文，所以就提出了一種不用控制信道的頻譜意識(shí)按需路由協(xié)議。即利用 廣播將RREQ消息發(fā)送給所有的可用信道，但是這樣增加了廣播成本。在文獻(xiàn)[15]考慮了 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信道異步特性，使用混合整數(shù)線性規(guī)劃對(duì)信道異步進(jìn)行了建模，并且提出 了跨層優(yōu)化框架，此框架涉及了聯(lián)合頻譜共享和路由，達(dá)到最大化公平率的目標(biāo)。還有關(guān)于 文獻(xiàn)[2] [16]提出了一種概率路徑算法，考慮了主用戶的影響。路由設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)階段 首先，源節(jié)點(diǎn)計(jì)算到目的節(jié)點(diǎn)的最可能路徑，這些路徑具有最高的概率滿足帶寬需求D，這 個(gè)計(jì)算也包含了信道分配。其次，驗(yàn)證所選擇的路徑是否滿足帶寬需求，如果不滿足，給路 徑鏈路增加信道，使得累加的容量滿足帶寬需求。但是這些都是考慮的單播情況，如果有多 個(gè)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)，使用單播將造成網(wǎng)絡(luò)擁塞等問(wèn)題，所以本文結(jié)合基于概率的信道選擇算法 提出了認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由協(xié)議，由于組播路由在建樹(shù)過(guò)程中，組播成員的隨機(jī)加入 離開(kāi)和認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的可用信道不斷改變和切換的性質(zhì)，使用這個(gè)算法可以隨時(shí)的反映網(wǎng)絡(luò)的 動(dòng)態(tài)變化，以便實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并且使用多路徑來(lái)保證傳輸?shù)目煽啃?，更進(jìn)一步增強(qiáng)了組播 樹(shù)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種基于最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法，同時(shí)實(shí) 現(xiàn)路由選擇和信道分配，并利用多徑建立組播樹(shù)滿足帶寬需求。本發(fā)明涉及到的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由具有頻譜感知功能的節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié) 點(diǎn)可以感知頻譜空洞，并在不干擾主用戶的前提下，使用空洞中的空閑頻譜進(jìn)行通信。本發(fā)明的技術(shù)方案是基于最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法，具體包括 以下步驟步驟1 根據(jù)鏈路狀態(tài)信息計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)重，然后估計(jì)出每條鏈路 的可用信道容量；
步驟2 使用認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由協(xié)議進(jìn)行路由機(jī)制的建立，并通過(guò)步驟1計(jì) 算出的鏈路權(quán)重進(jìn)行相鄰節(jié)點(diǎn)之間信道選擇；步驟3 建立最短路徑組播樹(shù)，當(dāng)鏈路容量不滿足帶寬需求時(shí)，使用多徑來(lái)滿足帶 寬需求。所述步驟1中，所述計(jì)算出相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)重并估計(jì)出每條鏈路的可用信 道容量，計(jì)算方法如下(1)鏈路權(quán)重計(jì)算根據(jù)香農(nóng)理論給出在相鄰節(jié)點(diǎn)之間的最大信道容量
權(quán)利要求
一種基于最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法，其特征在于方法分為計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)重和估計(jì)每條鏈路的可用容量、路由機(jī)制的建立、利用多徑建立最短路徑組播樹(shù)三個(gè)步驟步驟1根據(jù)鏈路狀態(tài)信息計(jì)算相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)重，然后估計(jì)出每條鏈路的可用信道容量；步驟2使用認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由協(xié)議進(jìn)行路由機(jī)制的建立，并通過(guò)步驟1計(jì)算出的鏈路權(quán)重進(jìn)行相鄰節(jié)點(diǎn)之間信道選擇；步驟3建立最短路徑組播樹(shù)，當(dāng)鏈路容量不滿足帶寬需求時(shí)，使用多徑來(lái)滿足帶寬需求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1基于最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法，其特征在于所述 步驟1中，所述計(jì)算出相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)重并估計(jì)出每條鏈路的可用信道容量，計(jì)算 方法如下(1)鏈路權(quán)重計(jì)算根據(jù)香農(nóng)理論給出在相鄰節(jié)點(diǎn)之間的最大信道容量
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法，屬于認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。主要包括根據(jù)鏈路狀態(tài)信息得到相鄰節(jié)點(diǎn)之間的鏈路權(quán)重進(jìn)行信道選擇；使用認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由協(xié)議結(jié)合信道選擇尋找源節(jié)點(diǎn)和多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)之間的路由并同時(shí)選擇鄰居節(jié)點(diǎn)間的通信信道；利用多徑建立最短路徑組播樹(shù)滿足帶寬需求。本發(fā)明給出了最大概率的認(rèn)知無(wú)線電多徑組播路由方法，基于估計(jì)每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)之間的鏈路容量是否大于需求的概率，使得選擇出來(lái)的路徑為從源節(jié)點(diǎn)到組播目的節(jié)點(diǎn)的最大概率穩(wěn)定路徑，并且適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化。本發(fā)明同時(shí)使用多路徑建立組播樹(shù)來(lái)滿足帶寬需求，平衡了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源。
文檔編號(hào)H04W40/04GK101965031SQ20101018176
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者周賢偉, 王亞輝 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)