[发明专利]一种适用于认知网络的节点自适应休眠机制

说明书

一种适用于认知网络的节点自适应休眠机制，所有转发节点执行自适应休眠机制，自适应休眠机制的过程包括：步骤一、转发节点在启动后进入侦听状态；步骤二、转发节点从进入侦听状态的时刻开始，进行长度为T的计时，在时间T内未参与数据包转发，则进入持续时间为Tsleep的休眠状态；若在时间T内参与了数据包的转发，则从数据包转发完毕时刻重新开始进行长度为T的计时；步骤三、处于休眠状态的转发节点在经过了持续时间为Tsleep的休眠后进入到侦听状态，然后再次开始长度为T的计时。本发明提供一种适用于认知网络的节点自适应休眠机制，能够降低认知网络能耗，提高网络能量效率，并且保证了时延。

技术领域

本发明涉及领域，具体的说是一种适用于认知网络的节点自适应休眠机制。

背景技术

认知网络被认为是下一代通信网络，在不影响当前用户的情况下，它提供机会式授权频带接入。由认知无线电技术组成的网络系统，这种网络系统充分利用了由计算机网络引进的先进技术，以解决在传统无线网络中所遇到的问题。认知网络的研究覆盖了开放式系统互联模型(OSI)的所有层。早期所定义的一种认知网络被描述为一个具有认知过程的网络，认知过程是认知网络的核心，它最大的特点就是具有认知和学习的能力，在这个过程中，它能够感知内外环境的变化，实时调整网络系统的配置，智能、动态地适应环境变化并指导未来的自主决策，同时也遵循端到端的目标。后来，随着对认知网络概念的完善，认知网络根据对资源可用性的感知，被描述为一个能机会式地利用无线电频谱和无线基站资源的网络。

认知网络中的节点通过对网络资源和网络环境进行认知，需要时刻保持清醒，与邻居节点建立合作关系，才能完成整个通信过程。但是，在通信过程的某一段时间过程中，并不是所有节点都参与数据包的收发，如果使网络中所有节点都一直处于侦听状态，这样会导致能量效率降低。基于认知网络的一些现有的性能优化主要包括：频谱感知和频谱分配策略，选频和路由算法等，却忽略了为获得预期性能所付出的能量代价。实际上，由于认知节点大都靠电池供电，能量受阻成为一个亟待解决的问题。

对于认知网络中能耗方面的研究不多，但是对于传感器网络中能耗方面的研究已有不少。为了降低能耗，已提出多种有关的休眠机制机制。休眠机制机制在无线传感器网络中广泛使用，以延长网络的生命周期。

“温涛,张冬青,郭权”等在《通信学报,2014,35(10):67-79.》中提出了一种冗余节点休眠机制算法来延长网络生命周期，在这个机制过程中，主要考虑两方面的问题：一是采取策略防止大量节点同时从工作状态转入休眠状态以防止大量盲区同时产生；二是根据邻居表中节点的工作邻居数量，判定节点是否处于网络边界，对边界节点和内部节点采用不同的机制策略，防止边界收缩。此算法有效地延长了网络的生命周期。

“Jing Zhang,Li Xu,Hong Yang.”等人在“015 IEEE International Conferenceon Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing.Adelaide,SA,Australia:IEEE,2015:364-367.”中提出了一种新型休眠机制算法，它使用了一种基于虚拟骨干网的连接控制集。与普通的连接控制集相比较，更小的R跳连接控制集更适合建立一个虚拟骨干网以节省能量。在本文中，基于分区算法的R跳连接控制集仅获取本地的连接信息，就可以创建R跳连接控制分区。基于分区算法的R跳连接控制集为无线传感器网络建立多个重叠的虚拟骨干网，这样每一个虚拟骨干网都使用睡眠机制来工作，以节省所有传感节点的能耗，延长网络的生命周期。