[发明专利]用于认知无线传感器网中的节点不相交多路径路由方法

摘要

一种用于认知无线传感器网络中的节点不相交多路径路由方法，在路由的建立过程中，路由请求分组中记录着节点的可用信道信息，收到分组的节点回送一个路由应答分组，根据路由应答分组中的消息单元可以知道链路的频谱效用值，将频谱效用值与设定频谱效用门限值进行比较选择下一跳节点。如果两个路由请求分组中的传播路径仅仅彼此相交，则根据路由请求中的传播路径平均频谱效用再次进行选择。该路由方法将路由选择及信道选择同频谱效用结合在一起，各条路径除了源节点和目的节点之外没有任何共用节点，减少了冲突的发生，大大提高了路由的稳定性，本发明可以在多信道分布式认知无线传感器网络中得到广泛的应用。

主权项

1.一种用于认知无线传感器网络中的节点不相交多路径路由方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：源认知节点在有数据要发送时，首先侦听控制信道的忙闲状况，在控制信道空闲时广播一个路由请求分组，分组中包括源节点的可用信道表，可用信道表包括Overlay状态信道集合和Underlay状态信道集合；步骤2：收到路由请求分组的节点会比较路由请求分组的可用信道表与自身维护的可用信道表，然后回送一个路由应答分组给源节点，路由应答分组中包括可用信道的交集，链路的距离增益和节点的剩余能量，通过比较信道使用表来决定丢弃还是继续转发该分组；如果路由请求分组中的可用信道表的信道集合与当前节点的可用信道表的信道集合的交集为空集，则该节点丢弃该路由请求分组；如果路由请求分组中的可用信道表的信道集合与当前节点的可用信道表的信道集合的交集不为空集，并且交集是三中情况之一：只有Overlay状态信道集合、只有Underlay状态信道集合、既有Overlay状态信道集合和Underlay状态信道集合，则该节点把自己的可用信道集合加入可用信道表中，继续转发该路由请求；步骤3：源节点通过节点回送的路由应答分组，采用频谱效用函数计算可以得到包括Overlay和Underlay不同状态信道的频谱效用值；设定一个频谱效用门限值，通过比较选择频谱效用值大于或者等于频谱效用门限值的节点以及相应的信道，若一个节点在两个或者两个以上的信道上频谱效用值都大于或者等于频谱效用门限值，则选择频谱效用最大的那个，这样源节点通过节点回送的路由应答分组可以得到使链路容量最大的最佳传输功率和最佳传输子信道；源节点再发送一个路由确认分组，该分组中包括下一跳节点，链路频谱效用值和信道选择，下一跳节点有可能有多个；步骤4：节点收到路由确认分组就知道下一跳节点的选择，被选为下一跳节点的继续转发路由请求分组，此时转发的路由请求分组中包含着路径信息和路径的平均频谱效用，没有被选为下一跳节点则变为非活跃节点侦听网络中的信道状况，维护更新自己的信道使用列表；步骤5：当按照上述启发式路由发现过程路由到达某个中间转发节点时，而中间节点只需要转发传播路径完全不相交的路由请求分组即可；首先通过收到的各个路由请求分组中传播路径的ID，如果一个路由请求消息中的传播路径与其他两个或者两个以上的路由请求中的传播路径都相交，则将这样的传播路径删除；如果两个路由请求分组中的传播路径仅仅彼此相交，则根据路由请求中的传播路径平均频谱效用再次按照步骤3的方式进行选择，选择平均频谱效用大的那条传播路径；步骤6：按照上述路由发现过程直到路由到达目的节点。