[發明專利]一種面向多跳認知無線電網絡的可靠數據傳輸方法

有效

• 申請號: 201610130945.4
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105611598B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 王小明;劉森;張立臣;李鵬;楊云輝;林亞光
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/04;H04W40/32;H04W72/00;H04W72/12
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 張曉霞

1.一種面向多跳認知無線電網絡的可靠數據傳輸方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S100：計算當前數據包發送節點i的下一跳候選轉發節點集合F_i，并確定集合F_i中節點的優先轉發次序；

S200：基于步驟S100，所述節點i向所述集合F_i中每個節點廣播數據包；

S300：傳輸所述數據包，并判斷所述數據包是否發送成功；

其中，所述步驟S100具體包括以下步驟：

S101：判斷目的節點D是否在當前數據包發送節點i的通信范圍之內，若是，則節點i直接將數據包發送給目的節點D；否則，執行步驟S102；

S102：所述節點i通過公共控制信道向正向節點集合C_i中的節點發送路由請求包；

S103：所述集合C_i中的節點在收到路由請求包后，各自向節點i發送路由響應包；

S104：節點i根據收到的路由響應包中獲得的節點信息計算下一跳候選轉發節點集合F_i，并確定集合F_i中節點的優先轉發次序；

其中，所述步驟S104中計算下一跳候選轉發節點集合F_i包括以下步驟：

S1041：初始化候選轉發節點集合F_i＝φ；

S1042：判斷正向節點集合C_i是否為空；若為空，則執行步驟S1045；

否則，執行步驟S1043；

S1043：從正向節點集合C_i中取出一個節點，將該節點插入到候選轉發節點集合F_i中能使候選轉發節點集合F_i節點權重期望E(ω)最大的位置處，得到當前轉發節點序列π_j(F_i)；

S1044：判斷在當前轉發節點序列π_j(F_i)下單跳傳輸時延的期望E(t)是否小于等于單跳傳輸時延約束d_i，并且單跳數據包遞交率的期望E(p)是否大于等于單跳數據包遞交率p_i；若是，則執行步驟S1045；否則，重復執行步驟S1042；

S1045：返回當前轉發節點序列π_j(F_i)，則當前轉發節點序列即為下一跳候選轉發節點集合F_i；

所述步驟S1044中單跳數據包遞交率的期望的計算公式為：

$E\left(p\right)=1-{\mathrm{\Π}}_{m=1}^n{\stackrel{\‾}{p}}_{{\mathrm{ij}}_m},E\left(p\right)\≥p_i$

所述節點權重的期望E(ω)計算公式為：

$E\left(\mathrm{\ω}\right)={\mathrm{\Σ}}_{k=1}^n\left({\mathrm{\ω}}_{j_k}{p}_{{\mathrm{ij}}_k}{\mathrm{\Π}}_{m=0}^{k-1}{\stackrel{\‾}{p}}_{{\mathrm{ij}}_m}\right);$

其中m表示節點j在候選轉發節點序列π_j(F_i)中的優先權順序，其中優先權關系為：j₁＞j₂＞…＞j_n；

為從節點i到節點jm的單跳數據包遞交率的預測值；

ω_j為節點權重；

單跳數據包遞交率預測值p_ij的計算公式為：

$p_{ij}=1-{\mathrm{\Π}}_{k\∈CH(i,j)}^{CH(i,j)}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ξ}}}_{ik}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ξ}}}_{jk};$

其中

CH(i，j)＝CH(i)∩CH(j)，其中CH(i)和CH(j)分別表示節點i和節點j的空閑信道集合；i，j表示節點i和節點j；k表示節點i和節點j都可以使用的空閑信道k，其中k∈CH(i，j)；ξ_ik表示節點i中信道k的空閑概率；ξ_jk表示節點j中信道k的空閑概率；

所述步驟S1044中所述的單跳傳輸時延的期望E(t)的計算公式為：

$E\left(t\right)={\mathrm{\Σ}}_{k=1}^n\left(t_{{\mathrm{ij}}_k}{p}_{{\mathrm{ij}}_k}{\mathrm{\Π}}_{m=0}^{k-1}{\stackrel{\‾}{p}}_{{\mathrm{ij}}_m}\right)+t_{{\mathrm{ij}}_n}{\mathrm{\Π}}_{m=1}^n{\stackrel{\‾}{p}}_{{\mathrm{ij}}_m},E\left(t\right)\≤d_i;$

其中：k，m，n均是指節點j在候選轉發節點序列π_j(F_i)中的優先權順序；i指當前數據包發送節點，jk，jm，jn均為節點i的候選鄰居節點；表示從節點i發送數據包到節點jk聲明收到數據包所用的預測時延；表示從節點i發送數據包到節點jn聲明收到數據包所用的預測時延；

所述步驟S1043節點權重計算公式為

其中，α為影響因子，α∈[0，1]；ψ(v_ij)和分別表示數據包的單跳有效前進速率V_ij和節點j的可靠性r_j標準化之后的值，0≤ψ(v_ij)≤1，