[发明专利]基于MIMO的自组织网络路由选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及路由选择方法，用于自组织网络中的路由协议中。

背景技术

随着各种无线通信业务和宽带数据业务的不断发展，无线资源，尤其是频谱资源变得越来越紧张，如何高效的利用这些有限的通信资源已经成为无线通信技术发展的焦点所在，于是使用多天线的MIMO技术应运而生。研究表明，MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线总发送功率的情况下，可有效对抗无线信道衰落的影响，大大提高系统的频谱利用率和信道容量。

未来移动通信网络除了充分利用通信资源外，还要求网络组网灵活，具有适应性和生存能力。无线自组织网络Ad hoc是一种没有预定的基础设施支撑的自组织可重构的多跳无线网络，可以作为蜂窝移动网络的有效加强。因此，移动自组织网络将因其灵活性而在未来移动通信网络中扮演重要作用。MIMO技术与自组织网络的结合也必将是通信领域的一个新的发展方向。

现在的自组织网络路由协议大多是针对网络中是单发单收天线节点的情况。MANET工作组已经公布了一系列的有关自组织网络路由的草案，如动态源路由算法DSR、基于反向路径转发的拓扑分发协议TBRPF、优化链路状态路由算法OLSR、按需距离矢量路由算法AODV、临时按序路由算法TORA和区域路由算法ZRP。此外，研究还提出了许多自组织网络路由协议，如目的序列距离矢量路由算法DSDV、无线路由协议WRP、陆标路由协议LANMAR、位置辅助路由。但是这些路由协议或者草案并不是针对MIMO链路的特性进行设计的，为了更好的利用MIMO特性，需要有专门针对MIMO路径的路由协议。而路由选择是一个路由协议的核心部分，它直接关系着协议的性能。因此，设计适于MIMO路径的路由协议准则是一个亟需解决的问题。

目前基于多天线的适合自组织网络的路由准则并不多见。K.Sundaresan等人在2005年IEEE的国际会议(ICNP)上，发表了一篇论文《Routing inAd-Hoc Networks with MIMO Links》，该文给出了一种适应MIMO信道条件的自适应路由协议---MIR。该协议通过利用MIMO系统两种不同的工作模式：空间复用和空间分集实现路由的自适应选择。它的路由选择准则叫做MIR：

=Σi=1h(fi2÷ri)]]>

Q_f(R)＝min(r_i)

其中fi为范围扩展因子，它与用于分集的天线数目成线性关系；ri是第i条链路的信息速率因子，它是实际信息速率与单天线信息速率的比值。

Q_n(R)小代表路径的速率大、静默区域小，Q_n(R)越小的路径，性能越好；Q_f(R)代表该条路径的最大速率，Q_f(R)越大的路由性能越好。该路由准则把Q_n(R)作为第一考虑要素，选择Q_n(R)最小的路径作为路由，只有在Q_n(R)一样的情况下，才比较Q_f(R)的值，选取Q_f(R)大的路径作为路由。

该路由准则存在的问题如下：

(1)该准则认为天线用于分集和用于复用相比会增大静默节点的区域，但是实际上发送功率相同，同等数目的天线用于分集或者复用时，造成的静默区域应该是一样的。MIMO技术就是在和单天线时天线总的发送功率相同的情况下使用的，因此分集并没有像上述协议中所说的那样增大静默区域，所以上述准则的设计不合理。

(2)由于一条路径是由多条链路组成的，而决定这条路径最大流量的是该路径上流量最小的那条链路，而上述路由准则可能发生类似如图1所述情况：