一种基于能量优化的认知无线电组播路由方法技术

本发明专利技术属于认知无线电ＣＲ领域，尤其涉及ＣＲ网络中的组播路由协议。本发明专利技术一种基于能量优化的认知无线电组播路由方法，所述方法步骤如下：网络模型的建立；建立古诺博弈模型；计算效益函数；求解纳什均衡；组播树的建立。本发明专利技术给出认知无线电网络中基于能量优化的组播路由算法，通过根据经典古诺静态模型，建立认知网络中频谱分配的模型，以达到高效的频谱分配率。同时考虑能量优化，根据最小增量ＭＩＣ和按需驱动的思想，利用路由选择与频谱分配跨层设计的方式解决动态频谱选择的问题，设计出适应于认知无线电网络频谱多样性、动态性、差异性特点的组播路由算法。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于能量优化的认知无线电组播路由方法，所述方法步骤如下：１．１网络模型的建立本专利技术，定义认知无线电网络包括一些移动节点和路由，拓扑结构为无向图Ｇ＝（Ｖ，Ｅ），Ｖ是所有节点集合，Ｅ是双向链路集合；假设网络中任一节点特定时刻所剩余能量为Ｅｉ，在一个基于源节点的组播树中，每个节点的能量消耗是由它到子节点的距离决定的；基于源节点的组播树Ｔ中节点ｉ的能量消耗为：＊＊＊其中，Ｅ↑［Ｔ］和Ｅ↑［Ｒ］分别表示发送和接收单位数据包所消耗的能量，ｄ↓［ｉ］是节点ｉ到它最远子节点的传输距离，α路由发现过程，用接收节点驱动模式构造ｍｕｌｔｉｃａｓｔ树，利用ＭＩＰ算法从ｍｕｌｔｉｃａｓｔ树中根据ＭＩＣ和ＳＯＰ集信息选择节点作为其接入节点；基于认知无线电网络频谱分配不均匀，各节点的ＳＯＰ集合各不相同且动态变化的特点，在启动路由发现、转发与路由回复时，源节点和收到ＲＲＥＱ的节点都要考虑自身ＳＯＰ集合信息，同时考虑选择最小的建立链路的能量消耗增值因素进行选路；１．５２组播路由回复收到ＲＲＥＱ的节点计算建立链路的能量消耗增值Ｐ′↓［ｉｊ］，将Ｐ′↓［ｉｊ］和所选的频段加入路由回复报文ＲＲＥＰ中，向源节点发送ＲＲＥＰ以回复加入请求；目的节点根据收到的ＲＲＥＱ中沿途节点的ＳＯＰ集合分布情况率先分配频段，然后将所选频段封装在ＲＲＥＰ消息中发往源节点；中间节点从接收到的ＲＲＥＰ消息中提取各下游节点已分配的频段，连同先前从ＲＲＥＱ报文中提取的上游节点ＳＯＰ集合分布，就能计算出目前最适合的工作频段，同时更新路由表，最后生成新的ＲＲＥＰ继续回送到源节点；这种路由方式能够使节点都准确知道下一跳节点的工作频段，从而快速找到能通过适当频段切换建立通信的多跳路径；１．５３组播树的维护组播路由协议必须追踪和处理组播树的变化，即当一个成员节点退出组播组时，协议要进行树的剪枝；当树节点间的链路中断时，要及时进行链路的修复；为了节省能量开销，采用主动应答来监测链路状态，当发现链路断开时才修复或重新查找路由，从而达到维护ｍｕｌｔｉｃａｓｔ树的目的。是无线传播能量损耗常量，通常取为２～４；Ｋ是与天线特征相关的常数；１．２建立古诺博弈模型在认知无线电环境中，主用户在获取频谱资源授权时，已投入大量的经济成本，合理的定价策略可以降低认知用户间的干扰，提高频谱效用，当次用户占用频谱带宽越宽，对其他用户干扰越大，则次用户的单位成本越高，因此设定主用户向每个次用户收取的单位带宽价格为：...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周贤伟，杜利平，张羲，王超，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]