本發(fā)明公開了一種認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建K信道連通的分布式拓?fù)浞椒ǎ饕鉀Q現(xiàn)有技術(shù)中多個主用戶占用信道時次用戶網(wǎng)絡(luò)的割裂和次用戶相互干擾的問題。其實現(xiàn)過程為：1.網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點先后廣播兩次HELLO包，并接收初始鄰節(jié)點的HELLO包，建立局部兩跳拓?fù)渥訄D；2.基于局部兩跳拓?fù)渥訄D，構(gòu)建最短路徑樹，并根據(jù)最短路徑樹構(gòu)建可保證次用戶連通的局部生成子圖；3.根據(jù)局部生成子圖中的一跳鄰節(jié)點調(diào)整發(fā)射功率并確定每個節(jié)點的邏輯鄰節(jié)點；4.由網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點以及節(jié)點與其邏輯鄰節(jié)點間的鏈路構(gòu)成全網(wǎng)拓?fù)洌⑦M行信道選擇。本發(fā)明能保證次用戶網(wǎng)絡(luò)連通，消除次用戶干擾，節(jié)約信道資源，可用于認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于構(gòu)建K信道連通的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法，可用于認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是影響認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)性能的一個十分重要的因素，提高認(rèn)知AdHoc網(wǎng)絡(luò)的魯棒性、增強網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜蒎e能力成為了拓?fù)淇刂萍夹g(shù)的重點研究方向。認(rèn)知AdHoc網(wǎng)絡(luò)中有兩種用戶，一是主用戶，另一個是次用戶。主用戶享有信道的優(yōu)先使用權(quán)。當(dāng)主用戶占用信道時，次用戶必須退讓該信道處于靜默狀態(tài)，很有可能影響次用戶的連通性。而當(dāng)多個主用戶占用多個信道時，會有大量的次用戶退讓信道的使用權(quán)，這可能會使得網(wǎng)絡(luò)分割的情況將更加嚴(yán)重，因此，多個主用戶出現(xiàn)占用信道資源時如何維持認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的連通性成為了一個關(guān)鍵性問題。在Xinjun Wang等作者在IEEE VTC 2014上發(fā)表的文章“Bi-Channel-Connected Topology Control in Cognitive Radio Networks”等的算法中可以保證次用戶網(wǎng)絡(luò)的連通，也能消除次用戶之間的干擾，但是該方法只對單一主用戶有效，當(dāng)多個主用戶出現(xiàn)時，不能保證網(wǎng)絡(luò)的連通，也不能消除次用戶的干擾，從而影響認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的容錯能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提出一種認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建K信道連通的分布式拓?fù)浞椒ǎ员ＷC次級用戶網(wǎng)絡(luò)的連通性，消除次級用戶之間的干擾，從而提高認(rèn)知Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的容錯能力。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

(1)初始化網(wǎng)絡(luò)為k點連通，k≥2，網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點u分別獲得一跳和兩跳鄰接點的序列號和位置信息；

(2)根據(jù)步驟(1)中的序列號和位置信息建立局部兩跳拓?fù)渥訄D并計算中任意兩個有連接關(guān)系的節(jié)點x,y之間的鏈路能耗權(quán)重w_p(x,y)和鏈路距離權(quán)重w_d(x,y)；

(3)網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點u構(gòu)建局部生成子圖S_u：

(3a)初始化每個節(jié)點局部生成子圖S_u的節(jié)點集合V(S_u)為局部兩跳拓?fù)渥訄D中的所有節(jié)點，初始化每個節(jié)點局部生成子圖S_u的邊集合E(S_u)為空集；

(3b)基于局部兩跳拓?fù)渥訄D每個節(jié)點u根據(jù)鏈路能耗權(quán)重w_p(x,y)，構(gòu)建以u為根，遍及局部兩跳拓?fù)渥訄D中所有節(jié)點的最短路徑樹T_u＝(V(T_u),E(T_u))，其中為局部兩跳拓?fù)渥訄D中的所有節(jié)點，E(T_u)為構(gòu)成最短路徑樹的所有邊，并將這些邊記錄到局部生成子圖的邊集合E(S_u)中，即E(S_u)<＝E(T_u)∪E(S_u)；

(3c)網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點u根據(jù)最短路徑樹T_u找到與自己沖突的節(jié)點，構(gòu)成沖突節(jié)點集合CN_u，并根據(jù)CN_u和構(gòu)建沖突子圖CS_u＝(V(CS_u),E(CS_u))，其中