[发明专利]一种面向多跳认知无线电网络的可靠数据传输方法

摘要

本发明公开一种面向多跳认知无线电网络的可靠数据传输方法，所述方法在多跳认知无线电网络中，将端到端的传输时延和数据包递交率划分为单跳传输时延和数据包递交率约束，提出数据包单跳有效前进速率和节点可靠性概念，并且所述方法用于计算最优的候选转发节点集合用于保证单跳的数据包递交率和单跳传输时延约束。在所述方法中，为满足端到端的传输时延和数据包递交率约束，将数据包单跳有效前进速率和节点可靠性作为综合评价指标进行路由选择。通过选择具有较大数据包单跳有效前进速率的路径，降低数据包传输时延；通过选择受主用户活动影响较小并且可用信道利用率较低的节点作为转发节点，有效降低了信道切换次数和丢包率。

主权项

一种面向多跳认知无线电网络的可靠数据传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100：计算当前数据包发送节点i的下一跳候选转发节点集合Fi，并确定集合Fi中节点的优先转发次序；S200：基于步骤S100，所述节点i向所述集合Fi中每个节点广播数据包；S300：传输所述数据包，并判断所述数据包是否发送成功；其中，所述步骤S100具体包括以下步骤：S101：判断目的节点D是否在当前数据包发送节点i的通信范围之内，若是，则节点i直接将数据包发送给目的节点D；否则，执行步骤S102；S102：所述节点i通过公共控制信道向正向节点集合Ci中的节点发送路由请求包；S103：所述集合Ci中的节点在收到路由请求包后，各自向节点i发送路由响应包；S104：节点i根据收到的路由响应包中获得的节点信息计算下一跳候选转发节点集合Fi，并确定集合Fi中节点的优先转发次序；其中，所述步骤S104中计算下一跳候选转发节点集合Fi包括以下步骤：S1041：初始化候选转发节点集合Fi＝φ；S1042：判断正向节点集合Ci是否为空；若为空，则执行步骤S1045；否则，执行步骤S1043；S1043：从正向节点集合Ci中取出一个节点，将该节点插入到候选转发节点集合Fi中能使候选转发节点集合Fi节点权重期望E(ω)最大的位置处，得到当前转发节点序列πj(Fi)；S1044：判断在当前转发节点序列πj(Fi)下单跳传输时延的期望E(t)是否小于等于单跳传输时延约束di，并且单跳数据包递交率的期望E(p)是否大于等于单跳数据包递交率pi；若是，则执行步骤S1045；否则，重复执行步骤S1042；S1045：返回当前转发节点序列πj(Fi)，则当前转发节点序列即为下一跳候选转发节点集合Fi；所述步骤S1044中单跳数据包递交率的期望的计算公式为：E(p)=1-Πm=1np‾ijm,E(p)≥pi]]>所述节点权重的期望E(ω)计算公式为：E(ω)=Σk=1n(ωjkpijkΠm=0k-1p‾ijm);]]>其中m表示节点j在候选转发节点序列πj(Fi)中的优先权顺序，其中优先权关系为：j1＞j2＞…＞jn；为从节点i到节点jm的单跳数据包递交率的预测值；ωj为节点权重；单跳数据包递交率预测值pij的计算公式为：pij=1-Πk∈CH(i,j)CH(i,j)ξ‾ikξ‾jk;]]>其中CH(i，j)＝CH(i)∩CH(j)，其中CH(i)和CH(j)分别表示节点i和节点j的空闲信道集合；i，j表示节点i和节点j；k表示节点i和节点j都可以使用的空闲信道k，其中k∈CH(i，j)；ξik表示节点i中信道k的空闲概率；ξjk表示节点j中信道k的空闲概率；所述步骤S1044中所述的单跳传输时延的期望E(t)的计算公式为：E(t)=Σk=1n(tijkpijkΠm=0k-1p‾ijm)+tijnΠm=1np‾ijm,E(t)≤di;]]>其中：k，m，n均是指节点j在候选转发节点序列πj(Fi)中的优先权顺序；i指当前数据包发送节点，jk，jm，jn均为节点i的候选邻居节点；表示从节点i发送数据包到节点jk声明收到数据包所用的预测时延；表示从节点i发送数据包到节点jn声明收到数据包所用的预测时延；所述步骤S1043节点权重计算公式为其中，α为影响因子，α∈[0，1]；ψ(vij)和分别表示数据包的单跳有效前进速率Vij和节点j的可靠性rj标准化之后的值，0≤ψ(vij)≤1，