[發明專利]一種分布式認知無線電網絡雙向信道預約建鏈方法

無效

• 申請號: 201010199138.0
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN101873598A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 鄭相全;葛利嘉;張海呈;馬寶紅;盧明倫;李瑞睿
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍重慶通信學院
• 主分類號: H04W16/04
• 分類號: H04W16/04;H04W40/04;H04W76/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：無線網絡信道資源分配、多信道接入

本發明屬于使用認知無線網絡技術的領域，如認知無線電網絡、分布式多跳網絡、無線局域網、無線接入等，特別是涉及到認知無線電網絡的信道分配技術。

背景技術：

分布式認知無線電網絡由具有感知功能的對等節點構成，每個節點都可以感知到空閑的頻譜資源，在不干擾授權用戶的前提下，使用空閑的頻譜資源進行通信，以提高頻譜資源的利用率。分布式認知無線電網絡雙向信道預約建鏈方法就是采用針對具有服務質量保證要求的雙向話音通信等業務特點，在充分利用認知無線電終端所具有的對頻譜空穴資源的感知能力基礎上，對從源節點到目的節點路由中每條鏈路可用信道資源進行預約分配，通過沖突避免信道選擇方式，為業務傳輸提供具有傳輸能力保障的端到端服務。

由于認知無線電網絡中可用信道資源的動態性，現有無線網絡中對具有服務質量保證要求的多跳雙向業務傳輸的信道預約研究比較少，尤其是對分布式環境下用于多跳話音傳輸等雙向傳輸業務的信道預約建鏈方法沒有文獻報道。

具有服務質量保證要求的話音通信等雙向業務傳輸端到端建鏈的難點在于分布式控制方式下對可用信道資源的整合，解決它的關鍵在于如何將動態的可用信道資源以相對靜態的方式分配給節點。認知無線電網絡中可用信道的可變性，使得對從源節點到目的節點的一條路由中各鏈路進行信道資源的預約成為必要。

發明內容：

本發明的目的在于充分利用信道資源，提高分布式認知無線電網絡對多跳雙向話音傳輸等業務的服務保障能力，在從源節點到目的節點的路由中，每個參與業務傳輸的節點在感知可用信道資源基礎上，采用前驅鏈路把公共信道盡量留給后繼鏈路使用的思想，對可用信道資源進行逐跳預約，建立一條從源節點到目的節點的雙向傳輸通信鏈路。

本發明設計的分布式認知無線電網絡系統是由具有通信感知功能的節點組成，每個節點能夠感知到自己的空閑信道資源，并在不干擾授權用戶的前提下，使用空閑的信道資源實現諸如話音通信等業務傳輸。本發明中所述方法對于各種多址方式下的不同信道劃分方式均適用，例如基于時分多址(TDMA)的時隙、基于頻分多址(FDMA)的頻段帶寬、基于碼分多址(CDMA)的正交碼等。

本發明提供一種分布式認知無線電網絡雙向信道預約建鏈方法，包括：雙向預約建鏈請求發起、下一跳鄰居節點預約分配信道、預約建鏈完成三個過程。

所述的雙向預約建鏈請求發起的步驟如下：

步驟1：需要進行雙向業務通信的源節點src查找本地路由表是否包含到目的節點des的路由信息；若有到目的節點des的路由，轉步驟4；

步驟2：源節點src通過向網絡發送路由請求分組搜索到目的節點des的路由；如果中間節點有到目的節點des的路由信息，中間節點對路由請求消息進行應答；否則，由目的節點des對路由請求做出應答；

步驟3：收到路由應答消息的源節點src，更新到目的節點的路由表項信息；

步驟4：根據信道感知結果，判斷源節點src與到目的節點的下一跳節點之間是否可用空閑信道數大于2；如果可用空閑信道數小于2，報告應用層無空閑信道可用并取消本次話音通信；

步驟5：源節點src從路由表中獲得到目的節點的下一跳節點，并向其發送雙向建鏈請求分組call_setup_REQ，該分組中包含從源節點src到目的節點des的路由列表(src，...，i-2，i-1，i，i+1，i+2，...，des)、下一跳鄰居節點、本節點為中間節點的前后兩條相鄰鏈路已經預約的信道標識。

所述的下一跳鄰居節點預約分配信道的步驟如下：

步驟1：節點i收到來自上一跳節點(i-1)轉發的雙向建鏈請求分組call_setup_REQ，獲得從源節點到目的節點的路由列表、以上一跳節點(i-1)為中間節點的前后兩條相鄰有向鏈路(i-2→i-1)、(i-1→i-2)、(i-1→i)、(i→i-1)建立時已預約的信道RSL_i-2，i-1、RSL_i-1，i-2、RSL_i-1，i、RSL_i，i-1，其中RSL_i-2，i-1為節點(i-2)到節點(i-1)的有向鏈路(i-2→i-1)預約的信道，RSL_i-1，i-2為節點(i-1)到節點(i-2)的有向鏈路(i-1→i-2)預約的信道，RSL_i-1，i為節點(i-1)到節點i的有向鏈路(i-1→i)預約的信道，RSL_i，i-1為節點i到節點(i-1)的有向鏈路(i→i-1)預約的信道；