[發(fā)明專(zhuān)利]一種面向多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610130945.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105611598B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小明;劉森;張立臣;李鵬;楊云輝;林亞光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W40/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W40/02;H04W40/04;H04W40/32;H04W72/00;H04W72/12
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專(zhuān)利代理有限公司11429
• 代理人: 張曉霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及一種面向多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信新業(yè)務(wù)和新產(chǎn)品的出現(xiàn)，無(wú)線通信市場(chǎng)對(duì)無(wú)線頻譜資源的需求不斷增加，在靜態(tài)頻譜分配策略下，某些未授權(quán)頻段因次用戶競(jìng)爭(zhēng)使用非常擁擠，而許多已授權(quán)頻段的頻譜使用效率低下，存在著大量的頻譜空洞。認(rèn)知無(wú)線電作為解決上述問(wèn)題的有效途徑之一，是一種智能的無(wú)線通信系統(tǒng)，它具有基于人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)能力，能夠認(rèn)知外部環(huán)境的變化，并通過(guò)實(shí)時(shí)改變其自身的某些工作參數(shù)，如工作頻率、調(diào)制技術(shù)、發(fā)送功率等，使其內(nèi)部狀態(tài)能夠適應(yīng)無(wú)線傳播環(huán)境的統(tǒng)計(jì)性變化，以便能夠進(jìn)行可靠通信的目的。

在使用靜態(tài)頻譜分配的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于與日益增多的無(wú)線通信設(shè)備共享非授權(quán)頻段造成信道擁塞，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失率增加，端到端的傳輸時(shí)延得不到保證，因此將認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，形成一種多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)。多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)是一種基于認(rèn)知無(wú)線電的實(shí)現(xiàn)源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間多跳無(wú)線通信的動(dòng)態(tài)頻譜接入網(wǎng)絡(luò)。在所述網(wǎng)絡(luò)中，主用戶是指獲得頻段授權(quán)的用戶，次用戶是指未獲得頻段授權(quán)的用戶。主用戶對(duì)頻譜擁有優(yōu)先使用權(quán)，可以隨時(shí)使用頻譜。次用戶必須在主用戶使用授權(quán)信道時(shí)，切換到另一空閑信道以避免主用戶通信的干擾。因此，只考慮固定頻譜分配的路由協(xié)議不再適用，需要提出一種新的面向多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述部分問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種面向多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的可靠數(shù)據(jù)傳輸方法；

所述方法包括以下步驟：

S100、計(jì)算當(dāng)前數(shù)據(jù)包發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的下一跳候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集合F_i，并確定集合F_i中節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)次序；

S200、基于步驟S100，所述節(jié)點(diǎn)i向所述集合F_i中每個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)包；

S300、傳輸所述數(shù)據(jù)包，并判斷所述數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中基于ON/OFF模型PU信道的使用示例；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中節(jié)點(diǎn)i的正向范圍示例圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中提出的面向多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的路由算法流程圖；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中具有三個(gè)候選節(jié)點(diǎn)情況下，每個(gè)候選節(jié)點(diǎn)單跳時(shí)延的計(jì)算方法示例圖；

圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中計(jì)算正向集合C_i中節(jié)點(diǎn)權(quán)重的流程圖；

圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中計(jì)算有序的候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)F_i的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明：

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明公開(kāi)了一種面向多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的可靠數(shù)據(jù)方法，

所述方法包括以下步驟：

S100、計(jì)算當(dāng)前數(shù)據(jù)包發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的下一跳候選轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集合F_i，并確定集合F_i中節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)次序；

S200、基于步驟S100，所述節(jié)點(diǎn)i向所述集合F_i中每個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播數(shù)據(jù)包；

S300、傳輸所述數(shù)據(jù)包，并判斷所述數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功。

本實(shí)施例所述的方法在多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，將端到端的傳輸時(shí)延和數(shù)據(jù)包遞交率(即端到端的QoS約束)劃分為單跳傳輸時(shí)延和數(shù)據(jù)包遞交率約束，提出數(shù)據(jù)包單跳有效前進(jìn)速率和節(jié)點(diǎn)可靠性概念，用于保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。所述方法綜合了考慮數(shù)據(jù)包單跳有效前進(jìn)速率和節(jié)點(diǎn)可靠性進(jìn)行路由選擇。

在多跳認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中，為保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，路由協(xié)議應(yīng)保證數(shù)據(jù)包在端到端間的傳輸具有一定的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)。端到端的QoS約束主要指對(duì)端到端傳輸時(shí)延和數(shù)據(jù)包遞交率的約束。由于源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間不存在固定的端到端鏈路，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂胁环€(wěn)定性，并且節(jié)點(diǎn)通信過(guò)程中易受到主用戶活動(dòng)和所在位置的影響，節(jié)點(diǎn)間通信信道狀況不穩(wěn)定，導(dǎo)致很難同時(shí)保證數(shù)據(jù)包端到端的傳輸時(shí)延和遞交率一定滿足QoS約束。因此，用“軟QoS”代替QoS。軟QoS是指以一定的概率p滿足QoS約束，即以一定的概率p同時(shí)滿足端到端的傳輸時(shí)延和數(shù)據(jù)包遞交率約束。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S100具體包括以下步驟，

S101：判斷目的節(jié)點(diǎn)D是否在當(dāng)前數(shù)據(jù)包發(fā)送節(jié)點(diǎn)i的通信范圍之內(nèi)，若是，則節(jié)點(diǎn)i直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)D；否則，執(zhí)行步驟S102；