[发明专利]无线超宽带网络中的最佳路由获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络技术领域的方法，具体是一种无线超宽带网络中的最佳路由获取方法。

背景技术

根据美国联邦委员会(FCC)的定义，超宽带(UWB)指相对带宽大于载波频率的20％或是带宽大于等于500MHz。传统的以分开设计功率控制，路由以及调度的媒体介入控制技术(MAC)已经不够有效。而在UWB中联合物理层和媒体介入控制的跨层方法已经被广泛使用。一个好的MAC协议不仅能使网络以很好的状态运行，而且能够有效的延长节点的寿命。在所有的跨层方法实现的功能当中，节点的干扰控制以及路由策略是最重要的两个方面。在干扰控制方面，现存的排斥机制和干扰缓和是两个主要的研究方向，其中前者存在一个排斥区域使得区域内所有非目标节点不能传输数据，而后者不存在排斥区域，通过采用丢弃超过阈值能量的脉冲控制接收节点的噪声。

经过对现有技术文献的检索发现，B Radunovic等在《IEEE Journal onSelect Areas Communication vol.22，iss.7，pg.1252，2004》(电气电子工程师协会通信领域期刊，2004年出版，第22卷，第7篇，第1252页)上发表的“Optimal power control，scheduling and routing in UWB networks”(UWB网络中的最佳功率控制，调度以及路由)，该文在理想的多接入信道条件下采用跳时扩频技术使得在宽带条件下信道容量是信噪比的线性函数，由此该文提出在一个基于脉冲位置调制(PPM)的UWB网络中，每个接收的节点都要有一个以该接收节点为中心的排斥范围，所有在这个排斥范围内的其他节点都不能传输数据，同时该文提出最小能量损失路径(MER)并仿真证明这是在静态网络下最优的路径。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提出了一种无线超宽带网络中的最佳路由获取方法，将排斥范围由二维扩展到三维，使之更接近于实际情况，并将所有在排斥范围外的节点在接受节点处产生的噪声均作为高斯白噪声并在此排斥方式的基础上，采用静态网络下的最佳路由，实现在数据传可靠输的同时，保持能量最小的消耗，延长节点的寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

步骤一，根据链路上传输功率以及接受端总的高斯白噪声，将二维排斥区域拓展到三维排斥区域，同时UWB网络物理层中采用跳时扩频技术，在接收节点处因为编码的不同，将所有在排斥范围外的节点在接受节点处产生的噪声均作为高斯白噪声；

步骤二，将排斥机制与干扰缓和相结合，将步骤一中的三维球形排斥区域修正为环形区域，并对不同区域的节点分别处理：环形内部与排斥区域之外的节点并行地传输数据，当接收节点接到的脉冲信号能量明显高于一个设定好的阈值则在接收端消除掉，而明显低于阈值的信号，则作为高斯白噪声处理；处在环形的排斥区域内的节点不传输任何数据或将发送功率控制在接收节点承受的范围之内；

步骤三，接收节点只接收步骤二中设置的环形排斥区域内的其他发送节点的干扰，将每一个节点受到的其他活跃链路的全部干扰相加，选择总干扰最小的路由作为最佳路由，最佳路由使得在数据传可靠输的同时，保持能量最小的消耗，延长节点的寿命。

所述将二维排斥区域拓展到三维排斥区域，具体为：将二维排斥区域拓展到三维球形空间，三维球形空间的半径s满足如下公式：

PMAXs-λη=3γ-3]]>     (式一)，