[发明专利]认知Mesh网络路由方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种认知Mesh网络路由方法。

背景技术

无线Mesh网络(WMN)可以实现多种无线网络的融合，是下一代无线网络中最具有发展潜力的组网技术。然而无线频谱资源的稀缺和静态的频谱分配方式制约了WMN的发展。应用认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术的认知Mesh网络，通过节点自适应感知并机会式利用授权频段(如广播电视频段)在时间和空间上的频谱空洞进行数据传输，可以有效地提高频谱利用率和网络吞吐量。

由于授权用户活动的影响，认知Mesh节点的可用信道集分布具有离散性和不均匀性，而且随时间和位置的变化而动态改变，这给认知Mesh网络的路由选择带来了新的挑战。一方面，认知Mesh节点之间需要动态交换可用信道信息以适应动态频谱环境下的有效路由建立；另一方面，认知Mesh网络需要联合信道分配和路由选择，以保证端到端时延等性能的优化。

目前，一种现有技术提出的分层图LGM模型采用集中式算法管理网络拓扑和分配频谱资源，其基于全局频谱信息的路由计算方法适用于频谱状态相对稳定的场合；另一现有技术提出的基于段的信道分配(Segment Routing，简称SR)策略，尽量避免信道切换以减小切换时延，但是没有考虑退避时延对网络性能的重要影响。

综上所述，对于频谱环境动态变化的认知Mesh网络路由现有技术中尚未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于现有技术中缺少有效的认知Mesh网络路由技术方案的问题而做出本发明，为此本发明的主要目的在于提供一种认知Mesh网络路由方法，其中：

根据本发明实施例的认知Mesh网络路由方法包括：源节点和中间节点分别记录其交叉数据流的数量，目的节点从多条不相交的路由中选定一条交叉数据流数量最少的路由；按照选定的路由目的节点及中间节点根据信道适应度为其源端链路进行信道分配，其中，信道适应度的计算参数包括：切换时延及同频退避时延；源节点根据选定的路由并使用分配的信道发送数据。

优选地，源节点和中间节点分别记录其交叉数据流的数量，进一步包括：源节点使用控制接口广播发送路由请求RREQ分组，其中，RREQ分组至少携带当前节点的以下参数信息：可用信道集、信道分布表、交叉数据流的数量；若接收到RREQ分组的中间节点与其上游节点的可用信道集有信道交集，则中间节点根据其上游节点的RREQ分组的参数信息更新其RREQ分组的参数信息，并转发更新后的RREQ分组。

优选地，目的节点从多条不相交的路由中选定一条交叉数据流数量最少的路由，进一步包括：目的节点在预定时间段内接收到多个RREQ分组，并根据RREQ分组携带的参数信息选定其中交叉数据流数量最少的路由。

优选地，中间节点接收和转发一次相同的RREQ分组。

优选地，按照选定的路由目的节点及中间节点根据信道适应度为其源端链路进行信道分配，进一步包括：按照选定的路由目的节点及中间节点分别计算其源端信道的信道适应度，选择其中信道适应度最大的信道为源端链路分配数据信道，并将信道分配信息加入到路由应答RREP分组中，根据选定的路由逆向传输RREP分组。

优选地，源节点根据选定的路由并使用分配的信道发送数据，进一步包括：源节点采用多信道预约策略根据选定的路由并使用分配的信道发送数据。

与现有技术相比，根据本发明的上述技术方案，在信道分配时不仅考虑通信负载以减少同频退避时延，而且还考虑到信道切换时由于一系列消息交互带来的切换开销，并在切换开销和退避时延之间取得折衷，以降低端到端时延，提高网络吞吐量，能够更好地适应频谱环境动态变化的Mesh网络环境。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的认知Mesh网络应用场景的示意图；

图2是根据本发明实施例的认知Mesh网络路由方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的认知节点路由发现的流程图；

图4是根据本发明实施例的认知节点路由应答的流程图；

图5是根据本发明实施例的信道选择的示意图；

图6是根据本发明实施例的仿真结果一的示意图；

图7是根据本发明实施例的仿真结果二的示意图；

图8是根据本发明实施例的仿真结果三的示意图。

具体实施方式