專利名稱：一種基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在認知無線電網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點和多個節(jié)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(shù)：
認知無線電技術(shù)是一種智能的頻譜共享技術(shù)，它通過感知頻譜環(huán)境、智能學習并 實時調(diào)整其傳輸參數(shù)，實現(xiàn)頻譜的再利用，特別是可讓非授權(quán)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(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議設(shè)計帶來了新的挑戰(zhàn)，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(jié)合的路由協(xié)議，它以時延 作為路由標準，包括路徑時延和節(jié)點時延。但是作者沒有考慮主用戶節(jié)點存在對路由的影 響。文獻[14]作者提出了具有一個收發(fā)器的多跳認知無線電網(wǎng)絡(luò)的頻譜意識路由協(xié)議，由 于每個節(jié)點只有一個收發(fā)設(shè)備，使用IEEE 802. IlDCF協(xié)議時，不能保證形成共享控制信道 來交換協(xié)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(xié)議。即利用 廣播將RREQ消息發(fā)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(wǎng)絡(luò)的信道異步特性，使用混合整數(shù)線性規(guī)劃對信道異步進行了建模，并且提出 了跨層優(yōu)化框架，此框架涉及了聯(lián)合頻譜共享和路由，達到最大化公平率的目標。還有關(guān)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(shè)計主要有兩個階段 首先，源節(jié)點計算到目的節(jié)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(jié)點時，使用單播將造成網(wǎng)絡(luò)擁塞等問題，所以本文結(jié)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(xié)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(wǎng)絡(luò)的可用信道不斷改變和切換的性質(zhì)，使用這個算法可以隨時的反映網(wǎng)絡(luò)的 動態(tài)變化，以便實時進行調(diào)整，并且使用多路徑來保證傳輸?shù)目煽啃?，更進一步增強了組播 樹的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(xiàn)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(fā)明涉及到的認知無線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由具有頻譜感知功能的節(jié)點組成，每個節(jié) 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(fā)明的技術(shù)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(jù)鏈路狀態(tài)信息計算相鄰節(jié)點之間的鏈路權(quán)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(xié)議進行路由機制的建立，并通過步驟1計 算出的鏈路權(quán)重進行相鄰節(jié)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(jié)點之間的鏈路權(quán)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(quán)重計算根據(jù)香農(nóng)理論給出在相鄰節(jié)點之間的最大信道容量
權(quán)利要求
一種基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法，其特征在于方法分為計算相鄰節(jié)點之間的鏈路權(quán)重和估計每條鏈路的可用容量、路由機制的建立、利用多徑建立最短路徑組播樹三個步驟步驟1根據(jù)鏈路狀態(tài)信息計算相鄰節(jié)點之間的鏈路權(quán)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(xié)議進行路由機制的建立，并通過步驟1計算出的鏈路權(quán)重進行相鄰節(jié)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法，其特征在于所述 步驟1中，所述計算出相鄰節(jié)點之間的鏈路權(quán)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(quán)重計算根據(jù)香農(nóng)理論給出在相鄰節(jié)點之間的最大信道容量
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于最大概率的認知無線電多徑組播路由方法，屬于認知無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。主要包括根據(jù)鏈路狀態(tài)信息得到相鄰節(jié)點之間的鏈路權(quán)重進行信道選擇；使用認知無線電多徑組播路由協(xié)議結(jié)合信道選擇尋找源節(jié)點和多個目的節(jié)點之間的路由并同時選擇鄰居節(jié)點間的通信信道；利用多徑建立最短路徑組播樹滿足帶寬需求。本發(fā)明給出了最大概率的認知無線電多徑組播路由方法，基于估計每個認知節(jié)點之間的鏈路容量是否大于需求的概率，使得選擇出來的路徑為從源節(jié)點到組播目的節(jié)點的最大概率穩(wěn)定路徑，并且適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化。本發(fā)明同時使用多路徑建立組播樹來滿足帶寬需求，平衡了網(wǎng)絡(luò)負載，充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源。
文檔編號H04W40/04GK101965031SQ20101018176
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者周賢偉, 王亞輝 申請人:北京科技大學