[发明专利]一种解决认知无线网络耳聋问题的驻留信道选择方法

摘要

本发明公开了一种解决认知无线网络耳聋问题的驻留信道选择方法，属于认知无线电网络技术领域，主要包括：每个节点根据所感知的频谱空穴和侦听到的邻居节点驻留信道选择信息，采用分布式方法选择一个与两跳范围内邻居节点驻留信道不冲突的可用信道作为其驻留信道，以便与其它节点进行控制信息交互和业务信道协商；当主用户出现或节点移动等原因导致两跳范围内节点之间驻留信道相冲突时，通过重启驻留信道选择过程选择一个新的驻留信道。本发明能有效改善认知无线网络中频谱可用性动态变化造成的通信中断和耳聋问题导致的路由重构。本发明适用于认知无线电网络、分布式多跳网络、无线局域网以及下一代异构网络等应用场合。

主权项

一种解决认知无线网络耳聋问题的驻留信道选择方法，包括两跳邻居范围内冲突避免驻留信道初始化选择、驻留信道维护切换两个过程，其特征是：所述的两跳邻居范围内冲突避免驻留信道初始化选择过程的步骤如下：步骤1：节点(认知无线电终端)i开机后根据可用频谱空穴探测结果，获得节点i所感知的可用信道集合Ci，s；步骤2：如果节点i尚未选择驻留信道，则侦听周围邻居节点广播的驻留信道状态消息；步骤3：如果节点i在所有空闲信道上均没有收到来自其它节点的驻留信道状态消息，则在可用信道集Ci，s中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，s)作为节点i的驻留信道cir，即cir，＝cr，转步骤12；步骤4：根据侦听到的来自邻居节点的所有驻留信道状态消息，获得节点i的邻居节点集合、邻居节点所感知的可用信道集合Ci，h、邻居节点所选择的驻留信道集合Ci，r、邻居节点的一跳邻居节点集合、邻居节点的一跳邻居节点所感知的可用信道集合Ci，2h及所选择的驻留信道选择构成的集合Ci，2r；步骤5：判断在节点i维护的两跳邻居驻留信道状态表中是否已经记录了步骤4中所获得的信息，如果步骤4中所获得的信息没有完全包含在节点i维护的两跳邻居驻留信道状态表中，则更新节点i维护的两跳邻居驻留信道状态表；否则，丢弃收到的驻留信道状态消息；步骤6：根据当前两跳邻居节点驻留信道状态表所记录的信息，节点i计算当前可用信道集合Ci，c＝Ci，s‑Ci，s∩Ci，h‑Ci，s∩Ci，2h，其中Ci，h为节点i的一跳邻居节点所感知的可用信道集合，Ci，2h为节点i的两跳邻居节点所感知的可用信道集合；步骤7：如果Ci，c＝Ф，转步骤9；步骤8：在节点i的当前可用信道集合Ci，c中任意选择一个信道cr(cr，∈Ci，c)作为节点i的驻留信道cir，即cir，＝cr，转步骤12；步骤9：节点i重新计算当前可用信道集合Ci，c＝Ci，s‑Ci，s∩Ci，r‑Ci，s∩Ci，2r，其中Ci，r为节点i的一跳邻居节点已占用的驻留信道集合，Ci，2r为节点i的两跳邻居节点已占用的驻留信道集合；如果Ci，c＝Ф，转步骤10；在节点i的当前可用信道集合Ci，c中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，c)作为节点i的驻留信道，即cir＝cr，转步骤12；步骤10：节点i重新计算当前可用信道集合Ci，c＝Ci，s‑Ci，s∩Ci，r，如果Ci，c＝Ф，转步骤11；在Ci，c中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，c)作为节点i的驻留信道，即cir＝cr，转步骤12；步骤11：在Ci，s中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，s)作为节点i的驻留信道，即cir＝cr；步骤12：将本节点所在驻留信道及本节点当前所记录的一跳邻居节点驻留信道状态表，封装为驻留信道状态消息；步骤13：在节点感知的所有空闲信道上发送驻留信道状态消息；步骤14：结束两跳邻居范围内冲突避免驻留信道初始化选择过程；所述的驻留信道维护切换过程的步骤如下：步骤1：当节点i在驻留信道上收到其他节点发送的驻留信道状态消息时，根据收到的驻留信道状态消息，获得相应邻居节点的一跳邻居节点集合及其对应的驻留信道选择信息；步骤2：判断在节点i维护的两跳邻居驻留信道状态表中是否已经记录了步骤1中所获得的信息，如果步骤1中所获得的信息没有完全包含在本节点维护的两跳邻居驻留信道状态表中，则更新本节点维护的两跳邻居驻留信道状态表，转步骤3；否则，丢弃收到的驻留信道状态消息，转步骤15；步骤3：判断节点i驻留信道cir是否被两跳范围内其他邻居节点占用，如果未被占用，转步骤15；步骤4：根据当前两跳邻居节点驻留信道状态表所记录的信息，节点i计算当前可用信道集合Ci，c＝Ci，s‑Ci，s∩Ci，h‑Ci，s∩Ci，2h；步骤5：如果Cic＝Ф，转步骤7；步骤6：在Ci，c中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，c)作为节点i的驻留信道；如果cir＝cr，转步骤15；否则，转步骤12；步骤7：Ci，c＝Ci，s‑Ci，s∩Ci，r‑Ci，s∩Ci，2r，如果Ci，c＝Ф，转步骤9；步骤8：在Ci，c中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，c)作为节点i的驻留信道，如果cir＝cr，转步骤15；否则，转步骤12；步骤9：Ci，c＝Ci，s‑Ci，s∩Ci，r，如果Ci，c＝Ф，转步骤11；步骤10：在Ci，c中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，c)作为节点i的驻留信道；如果cir＝cr，转步骤15；否则，转步骤12；步骤11：在Ci，s中任意选择一个信道cr(cr∈Ci，s)作为节点i的驻留信道；如果cir＝cr，转步骤15；步骤12：切换到新的驻留信道上，即将节点驻留信道设置为cir＝cr；步骤13：将本节点当前所在驻留信道及本节点当前所记录的一跳邻居节点驻留信道状态表，封装为驻留信道状态消息；步骤14：如果本节点的一跳邻居节点驻留信道状态表为空，则在节点感知的所有空闲信道上发送驻留信道状态消息；如果本节点的一跳邻居节点驻留信道状态表不为空，则通过驻留信道状态表中记录的邻居节点驻留信道向所有邻居节点发送驻留信道状态消息；步骤15：结束本次维护过程。