[發明專利]一種基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法

有效

• 申請號: 201010181763.2
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101965031A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 周賢偉;王亞輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04W40/04
• 分類號: H04W40/04
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明涉及在認知無線電網絡中一個節點和多個節點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知無線電多徑組播路由方法。?

背景技術

認知無線電技術是一種智能的頻譜共享技術，它通過感知頻譜環境、智能學習并實時調整其傳輸參數，實現頻譜的再利用，特別是可讓非授權用戶利用空閑頻譜進行通信，可以顯著地提高頻譜利用率。?

在認知無線電網絡中，路由協議設計帶來了新的挑戰，進行路由選擇時需要考慮頻譜分配，在文獻[12][13]中，提出了按需路由和頻譜分配相結合的路由協議，它以時延作為路由標準，包括路徑時延和節點時延。但是作者沒有考慮主用戶節點存在對路由的影響。文獻[14]作者提出了具有一個收發器的多跳認知無線電網絡的頻譜意識路由協議，由于每個節點只有一個收發設備，使用IEEE?802.11DCF協議時，不能保證形成共享控制信道來交換協議控制報文，所以就提出了一種不用控制信道的頻譜意識按需路由協議。即利用廣播將RREQ消息發送給所有的可用信道，但是這樣增加了廣播成本。在文獻[15]考慮了認知無線網絡的信道異步特性，使用混合整數線性規劃對信道異步進行了建模，并且提出了跨層優化框架，此框架涉及了聯合頻譜共享和路由，達到最大化公平率的目標。還有關于文獻[2][16]提出了一種概率路徑算法，考慮了主用戶的影響。路由設計主要有兩個階段：首先，源節點計算到目的節點的最可能路徑，這些路徑具有最高的概率滿足帶寬需求D，這個計算也包含了信道分配。其次，驗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，如果有多個目的節點時，使用單播將造成網絡擁塞等問題，所以本文結合基于概率的信道選擇算法提出了認知無線電多徑組播路由協議，由于組播路由在建樹過程中，組播成員的隨機加入離開和認知網絡的可用信道不斷改變和切換的性質，使用這個算法可以隨時的反映網絡的動態變化，以便實時進行調整，并且使用多路徑來保證傳輸的可靠性，更進一步增強了組播樹的穩定性。?

發明內容

本發明目的在于提供一種基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法，同時實現路由選擇和信道分配，并利用多徑建立組播樹滿足帶寬需求。?

本發明涉及到的認知無線電網絡系統是由具有頻譜感知功能的節點組成，每個節點可以感知頻譜空洞，并在不干擾主用戶的前提下，使用空洞中的空閑頻譜進行通信。?

本發明的技術方案是：基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法，具體包括以下步驟：?

步驟1：根據鏈路狀態信息計算相鄰節點之間的鏈路權重，然后估計出每條鏈路的可用信道容量；?

步驟2：使用認知無線電多徑組播路由協議進行路由機制的建立，并通過步驟1計算出的鏈路權重進行相鄰節點之間信道選擇；?

步驟3：建立最短路徑組播樹，當鏈路容量不滿足帶寬需求時，使用多徑來滿足帶寬需求。?

所述步驟1中，所述計算出相鄰節點之間的鏈路權重并估計出每條鏈路的可用信道容量，計算方法如下：?

(1)鏈路權重計算?

根據香農理論給出在相鄰節點之間的最大信道容量：?

Bc=Wlog2[1+P·1daN0+I]---(1)]]>

其中，W為信道帶寬，N₀為高斯白噪聲功率，P為傳輸功率，d為相鄰節點之間的距離，α為路徑損耗指數冪。I為主用戶對認知用戶的總干擾；對于給定的要求為D(bits)的CR連接請求，信道i滿足此要求的概率定義如下：?