本發(fā)明涉及通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是基于信道分配的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
：無線通信技術(shù)自二十世紀(jì)誕生以來得到了高速發(fā)展，給人們的生活帶來了極大的便利，同時無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也被廣泛用于軍事、工業(yè)、商業(yè)等諸多領(lǐng)域，是人類社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分，作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，有限的頻譜資源已經(jīng)難以滿足人類目前的通信需求。在此背景下，為了緩解越來越緊張的頻譜資源，認(rèn)知無線電技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注，被應(yīng)用于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)，其核心思想是認(rèn)知用戶采用特有的檢測裝置自動對當(dāng)前環(huán)境中可用頻譜進(jìn)行感知，找到空閑信道，在不干擾授權(quán)用戶的前提下，擇機(jī)接入信道，達(dá)到頻譜復(fù)用的目的，從而提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。這就是認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的最大區(qū)別，應(yīng)用了認(rèn)知無線電技術(shù)，路由協(xié)議自然也會有所不同。針對這一點，學(xué)者們提出了許多有價值的適用于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，能夠在一定程度上解決網(wǎng)絡(luò)中的各種問題，主要分為兩類：集中式路由和分布式路由。集中式路由是在掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和全部節(jié)點的頻譜可用性的前提下求出最優(yōu)路由，其缺點是在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜皖l譜資源變化較大時，路由代價很大；分布式路由是指采用按需路由和頻譜分配相結(jié)合的方式建立路由，在需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，才開始發(fā)起路由請求，在建立路由的同時分配信道，從而避免頻繁更新全局信息，提高路由性能。許多研究成果表明，在每一跳上建立路由請求的同時考慮信道的選擇，要比獨立進(jìn)行的性能好很多。.jsorp(jointspectrumassignmenton-demandroutingprotocol)[3]和olch(on-leastchannelhandoff)[4]雖然考慮到路由時延對路由性能的影響，但沒有充分考慮由于授權(quán)用戶隨時接入信道造成對認(rèn)知用戶的干擾而引起的路由性能的下降。傳統(tǒng)路由協(xié)議aodv節(jié)點通信時，路由選擇過程中沒有考慮到信道分配的問題。而不同于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)是一種二級網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)知節(jié)點也叫次級用戶，只有在一級用戶的授權(quán)頻段空閑時，才能使用這些頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，路由協(xié)議的設(shè)計必須考慮信道分配。為了滿足網(wǎng)絡(luò)性能要求，保證吞吐量和規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸，每個認(rèn)知節(jié)點都具有認(rèn)知無線電技術(shù)，能在多條可用信道間切換，切換到空閑信道進(jìn)行通信。主用戶也就是一級用戶對信道的占用是搶占式的，認(rèn)知用戶一旦檢測到主用戶在使用授權(quán)信道，必須立即無條件退出頻道，所以在認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計的路由協(xié)議必須考慮到主用戶對認(rèn)知用戶的干擾，同時認(rèn)知節(jié)點需要不斷的在不同信道上切換，因此帶來的信道切換時延也是不可忽視的。尤其是在多跳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，這種問題更加明顯。當(dāng)某一節(jié)點同時在不同的路由路徑中作為中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時，若兩條路徑所選的信道不一樣時，節(jié)點必須在不同的信道間進(jìn)行切換，才能保證多條路徑正常通信，這就導(dǎo)致了信道頻繁切換時延。另一方面對于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)多信道多跳路由，相比于單跳路由，主用戶活動嚴(yán)重影響了端到端的穩(wěn)定性。單跳路由只需考慮本地的信道可用率，而多跳路由必須考慮所有鏈路的穩(wěn)定性，因為每條鏈路失效都會對端到端穩(wěn)定性造成影響。假設(shè)一條路徑為s-a-b-d，假設(shè)由于授權(quán)用戶的活動導(dǎo)致a-b之間的選擇的信道不可用，使得鏈路失效，無論其他鏈路是否連通，整條鏈路還是不可用的，若想完成數(shù)據(jù)傳輸，必須重建路由，而路由的重建往往會造成額外的時延和更多的能量浪費。所以對于多跳路由在考慮路徑時，必須考慮到路由的穩(wěn)定性。本發(fā)明提出了一種基于信道分配的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議(spectrumallocationroutingprotocol，sarp)，在考慮了信道可用率和信道切換時延的基礎(chǔ)上，進(jìn)行信道選擇，確保信道可用的前提下，以端到端時延最短作為最佳路由的選擇標(biāo)準(zhǔn)，提高路由的時延性能和數(shù)據(jù)的投遞率。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供基于信道分配的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的實現(xiàn)方法，以信道可用率和信道切換時延為信道選擇標(biāo)準(zhǔn)，在確保信道可用的條件下，減少信道切換次數(shù)，降低路由時延，提高數(shù)據(jù)投遞率。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：基于信道分配的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：步驟一、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點收到上層的數(shù)據(jù)包，有數(shù)據(jù)要發(fā)送給目的節(jié)點，如果檢測存在到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，則按照有效路徑傳輸，如果檢測到?jīng)]有合適有效路由時，即主動發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)行步驟二；步驟二、源節(jié)點在控制信道上廣播路由請求信息包，該信息包包含源節(jié)點地址、目的節(jié)點地址、源節(jié)點到當(dāng)前節(jié)點的路由列表以及當(dāng)前節(jié)點的信道狀態(tài)表；步驟三、鄰節(jié)點收到源節(jié)點發(fā)送的路由請求信息包后，首先判斷是否收到過該信息，如果收到過就直接丟棄，以免造成路由環(huán)路；如果沒有收到過，則進(jìn)行步驟四；步驟四、鄰節(jié)點根據(jù)收到的路由請求信息包判斷自己是否是目的節(jié)點，如果是目的節(jié)點，則結(jié)合自身信道列表選擇最佳信道，并建立反向路由，將路徑節(jié)點信息以及所選的信道封裝到路由響應(yīng)信息包中，如果不是目的節(jié)點，則進(jìn)行步驟五；步驟五、鄰節(jié)點根據(jù)收到的路由請求信息包判斷自己是否在信道列表中，如果不在信道列表中，則丟棄該路由請求信息包，如果在信道列表中，則進(jìn)行步驟六；步驟六、收到路由請求信息包的鄰節(jié)點判斷與上一節(jié)點是否存在公共可用信道，如果不存在，則丟棄該路由請求信息包，如果存在，則進(jìn)行步驟七；步驟七、鄰節(jié)點通過信道選擇算法選擇最優(yōu)信道作為這一跳的傳輸信道，然后更新自身路由表，并修改路由請求信息包相應(yīng)字段后繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)選擇下一跳的傳輸信道，直到路由請求信息包到達(dá)目的節(jié)點；步驟八、目的節(jié)點收到第一個路由請求信息包后，首先啟動一個定時器，在定時器結(jié)束后，如果沒有收到其他的路由請求信息包，就按照該路由請求信息包建立反向路由，把路徑所有節(jié)點信息以及所選的信道封裝到路由響應(yīng)信息包中，并沿此路徑發(fā)送，以此確定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂?；如果目的?jié)點從不同路徑收到多個路由請求信息包，則對這些路由進(jìn)行篩選得到最優(yōu)的傳輸路徑，該傳輸路徑可在保證鏈路信道可用概率的前提下使整條鏈路的時延最小。本發(fā)明所述步驟七中鄰節(jié)點選擇最優(yōu)信道的信道選擇算法為：(1)節(jié)點n在接收到節(jié)點m的信道狀態(tài)表后，首先根據(jù)兩節(jié)點的信道狀態(tài)表選擇兩節(jié)點的公共可用信道集，并提取出兩節(jié)點信道狀態(tài)表中信道可用概率和切換時延；(2)分別計算各個信道的信道可用率pi＝pmi·pni，其中pmi、pni分別表示節(jié)點m和節(jié)點n在信道i的可用概率；(3)分別計算各個信道的信道切換時延si＝smi+sni,其中smi、sni分別表示節(jié)點m和節(jié)點n切換到信道i的時延代價；(4)計算每個符合條件的信道的權(quán)重weight＝αpi-(1-α)si，并按照從大到小的順序依次排列，從中選擇權(quán)重最大的信道作為數(shù)據(jù)傳輸頻道，其中α為0到1之間的常量。本發(fā)明所述的任一認(rèn)知節(jié)點在信道i的可用概率的更新方法為，認(rèn)知節(jié)點通過信道i發(fā)送數(shù)據(jù)后，信道可用概率按以下方式更新：其中pi'是節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前信道i的可用概率，pinit是在0-1之間的常量，γ∈(0,1)，k為正整數(shù)，γ,k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量歷史信息選取的經(jīng)驗值。本發(fā)明所述γ,k及pinit的取值分別為：γ＝0.8,k＝2,pinit＝0.8。本發(fā)明所述的任一節(jié)點由當(dāng)前信道切換到信道i的信道切換時延的計算方法為：si＝k×|bwcurrent-bwi|，其中k為比例系數(shù)，取值為k＝10ms/mhz；|bwcurrent-bwi|表示從當(dāng)前工作信道切換到信道i的頻率間隔，bwcurrent表示當(dāng)前信道的帶寬，bwi表示信道i的帶寬。本發(fā)明所述步驟八中對路由進(jìn)行篩選以得到最優(yōu)的傳輸路徑的具體方法為：(1)根據(jù)各個路由請求信息包中的路由列表中信道可用概率計算整條鏈路的投遞率，假設(shè)源節(jié)點s與目的節(jié)點d通信所選路由路徑為path(s,d)＝{s,fw1,fw2,…,fwi,…,fwh,d}，fwi表示第i個中繼節(jié)點，則路由路徑總跳數(shù)hops為hops＝h+1，并且第i+1跳的路由鏈路僅與第i跳的路由鏈路相關(guān)，因此整條路徑是一個馬爾可夫過程，因此鏈路投遞率計算公式如下：其中表示鏈路沒有受到主用戶活動的干擾，認(rèn)知用戶可以正常使用該信道；只有滿足鏈路投遞率約束條件ps,d≥p的路由才能作為候選路由，其中p的值與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有關(guān)；(2)根據(jù)每個路由請求信息包中最初記錄的時間與當(dāng)前時間計算路由請求信息包到達(dá)目的節(jié)點的時延，并從小到大依次排序；(3)從時延序列中選擇最先滿足鏈路投遞率約束條件的路徑作為數(shù)據(jù)傳輸路由。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的路由協(xié)議主要是以信道可用率和信道切換時延為信道選擇標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮了鏈路投遞率和端到端時延，在確保信道可用的條件下，選擇端到端時延最短的作為最佳路由，減少信道切換次數(shù)，降低路由時延，提高數(shù)據(jù)投遞率，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?；該協(xié)議不需要中心控制節(jié)點管理全網(wǎng)絡(luò)的頻譜分布信息，采用基于歷史信息的信道可用率評估授權(quán)信道的使用情況，有效地降低數(shù)據(jù)傳輸過程中授權(quán)用戶對路由的干擾，降低信道失效的次數(shù)，使得全網(wǎng)獲得較高的數(shù)據(jù)投遞率和較低的數(shù)據(jù)投遞時延；采用局部維護(hù)機(jī)制對已選的路由進(jìn)行維護(hù)，更能適應(yīng)環(huán)境多變的多信道認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)。附圖說明圖1為本發(fā)明路由請求信息包格式圖；圖2為本發(fā)明鄰節(jié)點處理路由請求信息包的流程；圖3為本發(fā)明路由協(xié)議與tdrp、carp在不同通信節(jié)點距離下時延仿真對比圖；圖4為本發(fā)明路由協(xié)議與tdrp、carp在不同通信節(jié)點距離下數(shù)據(jù)投遞率仿真對比圖；圖5為本發(fā)明路由協(xié)議與tdrp、carp在不同發(fā)送率下的時延仿真圖；圖6為本發(fā)明路由協(xié)議與tdrp、carp在不同發(fā)送率下的數(shù)據(jù)投遞率仿真對比圖。具體實施方式基于信道分配的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：步驟一、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點收到上層的數(shù)據(jù)包，有數(shù)據(jù)要發(fā)送給目的節(jié)點，如果檢測存在到達(dá)目的節(jié)點的有效路徑，則按照有效路徑傳輸，如果檢測到?jīng)]有合適有效路由時，即主動發(fā)起路由發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)行步驟二；步驟二、源節(jié)點在控制信道上廣播路由請求信息包，該信息包包含源節(jié)點地址、目的節(jié)點地址、源節(jié)點到當(dāng)前節(jié)點的路由列表以及當(dāng)前節(jié)點的信道狀態(tài)表；步驟三、鄰節(jié)點收到源節(jié)點發(fā)送的路由請求信息包后，首先判斷是否收到過該信息，如果收到過就直接丟棄，以免造成路由環(huán)路；如果沒有收到過，則進(jìn)行步驟四；步驟四、鄰節(jié)點根據(jù)收到的路由請求信息包判斷自己是否是目的節(jié)點，如果是目的節(jié)點，則結(jié)合自身信道列表選擇最佳信道，并建立反向路由，將路徑節(jié)點信息以及所選的信道封裝到路由響應(yīng)信息包中，如果不是目的節(jié)點，則進(jìn)行步驟五；步驟五、鄰節(jié)點根據(jù)收到的路由請求信息包判斷自己是否在信道列表中，如果不在信道列表中，則丟棄該路由請求信息包，如果在信道列表中，則進(jìn)行步驟六；步驟六、收到路由請求信息包的鄰節(jié)點判斷與上一節(jié)點是否存在公共可用信道，如果不存在，則丟棄該路由請求信息包，如果存在，則進(jìn)行步驟七；步驟七、鄰節(jié)點通過信道選擇算法選擇最優(yōu)信道作為這一跳的傳輸信道，然后更新自身路由表，并修改路由請求信息包相應(yīng)字段后繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)選擇下一跳的傳輸信道，直到路由請求信息包到達(dá)目的節(jié)點；步驟八、目的節(jié)點收到第一個路由請求信息包后，首先啟動一個定時器，在定時器結(jié)束后，如果沒有收到其他的路由請求信息包，就按照該路由請求信息包建立反向路由，把路徑所有節(jié)點信息以及所選的信道封裝到路由響應(yīng)信息包中，并沿此路徑發(fā)送，以此確定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂?；如果目的?jié)點從不同路徑收到多個路由請求信息包，則對這些路由進(jìn)行篩選得到最優(yōu)的傳輸路徑，該傳輸路徑可在保證鏈路信道可用概率的前提下使整條鏈路的時延最小。進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟七中鄰節(jié)點選擇最優(yōu)信道的信道選擇算法為：(1)節(jié)點n在接收到節(jié)點m的信道狀態(tài)表后，首先根據(jù)兩節(jié)點的信道狀態(tài)表選擇兩節(jié)點的公共可用信道集，并提取出兩節(jié)點信道狀態(tài)表中信道可用概率和切換時延；(2)分別計算各個信道的信道可用率pi＝pmi·pni，其中pmi、pni分別表示節(jié)點m和節(jié)點n在信道i的可用概率；(3)分別計算各個信道的信道切換時延si＝smi+sni,其中smi、sni分別表示節(jié)點m和節(jié)點n切換到信道i的時延代價；(4)計算每個符合條件的信道的權(quán)重weight＝αpi-(1-α)si，并按照從大到小的順序依次排列，從中選擇權(quán)重最大的信道作為數(shù)據(jù)傳輸頻道，其中α為0到1之間的常量。進(jìn)一步，本發(fā)明所述的任一認(rèn)知節(jié)點在信道i的可用概率的更新方法為，認(rèn)知節(jié)點通過信道i發(fā)送數(shù)據(jù)后，信道可用概率按以下方式更新：其中pi'是節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)之前信道i的可用概率，pinit是在0-1之間的常量，γ∈(0,1)，k為正整數(shù)，γ,k是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量歷史信息選取的經(jīng)驗值。進(jìn)一步，本發(fā)明所述γ,k及pinit的取值分別為：γ＝0.8,k＝2,pinit＝0.8。進(jìn)一步，本發(fā)明所述的任一節(jié)點由當(dāng)前信道切換到信道i的信道切換時延的計算方法為：si＝k×|bwcurrent-bwi|，其中k為比例系數(shù)，取值為k＝10ms/mhz；|bwcurrent-bwi|表示從當(dāng)前工作信道切換到信道i的頻率間隔，bwcurrent表示當(dāng)前信道的帶寬，bwi表示信道i的帶寬。進(jìn)一步，本發(fā)明所述步驟八中對路由進(jìn)行篩選以得到最優(yōu)的傳輸路徑的具體方法為：(1)根據(jù)各個路由請求信息包中的路由列表中信道可用概率計算整條鏈路的投遞率，假設(shè)源節(jié)點s與目的節(jié)點d通信所選路由路徑為path(s,d)＝{s,fw1,fw2,…,fwi,…,fwh,d}，fwi表示第i個中繼節(jié)點，則路由路徑總跳數(shù)hops為hops＝h+1，并且第i+1跳的路由鏈路僅與第i跳的路由鏈路相關(guān)，因此整條路徑是一個馬爾可夫過程，因此鏈路投遞率計算公式如下：其中表示鏈路沒有受到主用戶活動的干擾，認(rèn)知用戶可以正常使用該信道；只有滿足鏈路投遞率約束條件ps,d≥p的路由才能作為候選路由，其中p的值與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有關(guān)；(2)根據(jù)每個路由請求信息包中最初記錄的時間與當(dāng)前時間計算路由請求信息包到達(dá)目的節(jié)點的時延，并從小到大依次排序；(3)從時延序列中選擇最先滿足鏈路投遞率約束條件的路徑作為數(shù)據(jù)傳輸路由。進(jìn)一步，本發(fā)明路由協(xié)議建立之后，授權(quán)用戶可能會隨時占用授權(quán)信道導(dǎo)致節(jié)點間通信中斷，從而導(dǎo)致整條鏈路的失效，因此必須對已建立的路由進(jìn)行維護(hù)，當(dāng)節(jié)點檢測到授權(quán)用戶的干擾時，采用以下方法進(jìn)行路由維護(hù)：1)局部維護(hù)；首先重新檢測失效的鏈路中兩節(jié)點間是否存在其他的公共可用信道，如果存在就采用信道選擇算法重新選擇信道，確保數(shù)據(jù)傳輸正常進(jìn)行，如果兩節(jié)點間不存在公共可用信道必須重建路由。2)重建路由；如果由于主用戶的干擾，兩節(jié)點間通信終中斷，且檢測不到公共可用信道，就必須重新進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)過程，建立路由。此時發(fā)生錯誤的認(rèn)知節(jié)點沿著路由向源節(jié)點發(fā)送rrer控制包，通知源節(jié)點路由已經(jīng)失效，源節(jié)點收到路由錯誤消息后立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，重新啟動路由發(fā)現(xiàn)過程建立路由。實驗仿真與分析采用matlab對本發(fā)明提出的基于信道分配的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行仿真驗證并分析仿真結(jié)果，本發(fā)明的路由協(xié)議(簡稱sarp)分別與基于時延的路由協(xié)議(簡稱tdrp)和基于信道可用概率的路由協(xié)議(簡稱carp)在端到端時延和數(shù)據(jù)投遞率方面做對比。1.仿真參數(shù)設(shè)置采用2000m*2000m的仿真場景，在此矩形平面區(qū)域內(nèi)，隨機(jī)地部署200個認(rèn)知節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中有9條數(shù)據(jù)信道和一個公共控制信道，不同信道的信道狀態(tài)相互獨立且隨機(jī)，占用時長和空閑時長服從指數(shù)分布，我們設(shè)計兩個相互間隔的定時器來模擬主用戶的行為。所有認(rèn)知節(jié)點可以隨意使用公共控制信道，且在初始狀態(tài)下認(rèn)知節(jié)點的接口都在控制信道上，每個分組發(fā)送1000個數(shù)據(jù)包，其他仿真環(huán)境參數(shù)的設(shè)置如表1。表1仿真參數(shù)設(shè)置參數(shù)名參數(shù)值仿真場景大小2000m*2000m授權(quán)用戶數(shù)9認(rèn)知用戶數(shù)200最大傳輸距離200m授權(quán)信道帶寬10m相鄰信道間隔10mhz數(shù)據(jù)包大小1024bit穩(wěn)定性約束條件0.62.仿真結(jié)果及性能分析與本發(fā)明協(xié)議(sarp)做對比的是基于時延的路由協(xié)議tdrp以及基于信道可用概率的路由協(xié)議carp，在端到端時延和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)投遞率兩個方面進(jìn)行了對比。端到端時延是指數(shù)據(jù)包從源節(jié)點傳遞到目的節(jié)點所需的累積時延；數(shù)據(jù)投遞率是指目的節(jié)點接收到的數(shù)據(jù)包數(shù)量與源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)量的比值。(1)不同通信節(jié)點距離下路由性能的比較仿真場景是相同網(wǎng)絡(luò)范圍，不同源、目的節(jié)點距離對路由性能進(jìn)行評估，源節(jié)點固定，分別與不同距離的目的節(jié)點通信，其他認(rèn)知節(jié)點隨機(jī)分配。源節(jié)點與目的節(jié)點的距離分別取值500、1000、1500、200，數(shù)據(jù)包發(fā)送速率為20kbit/s。由圖3可以看出，三種路由算法的平均時延會隨著源節(jié)點與目的節(jié)點的增大而增加，這主要是因為距離增大，從源節(jié)點到目的節(jié)點的跳數(shù)增加，數(shù)據(jù)傳輸時延和處理時延增加，因而平均時延也相應(yīng)的增加。還可以看出在通信兩點距離較小時，基于時延的路由協(xié)議tdrp和本發(fā)明sarp優(yōu)于基于信道可用概率的路由協(xié)議carp，但是隨著傳輸距離增大，路由跳數(shù)會增加，基于時延的路由協(xié)議tdrp由于穩(wěn)定性不高需要多次重建路由導(dǎo)致端到端時延增大，基于信道可用概率的路由協(xié)議carp雖然因穩(wěn)定性稍優(yōu)于基于時延的路由協(xié)議tdrp不需要多次重建路由，但是其本身選擇路由時就沒有選擇具有最佳時延的路由，所以其端到端時延也很高。本發(fā)明sarp充分考慮了信道可用率和路由時延因而相對于其他兩種路由協(xié)議表現(xiàn)最好。不可靠的無線鏈路可能導(dǎo)致一定的丟包率，我們從數(shù)據(jù)投遞率檢測無線鏈路丟包對路由的影響。從圖4可以看出，三種協(xié)議的數(shù)據(jù)投遞率會隨著通信節(jié)點的距離增加而降低，但是仔細(xì)觀察可以看出，本發(fā)明sarp相對于其他兩種協(xié)議降低的速率較低，這是因為通信節(jié)點距離增加，路由跳數(shù)也會增加，基于時延的路由協(xié)議tdrp由于沒有選擇信道可用率較高的路由，從而造成很大的丟包率，平均投遞率下降很快，而基于信道可用概率的路由協(xié)議carp和本發(fā)明sarp的投遞率考慮到了信道可用率，路由穩(wěn)定性較高，并不會下降的太快。(2)不同數(shù)據(jù)包發(fā)送率下路由性能的比較仿真場景是在相同網(wǎng)絡(luò)范圍下同一對源、目的節(jié)點對路由性能進(jìn)行評估，其他認(rèn)知節(jié)點隨機(jī)分配。源節(jié)點與目的節(jié)點的數(shù)據(jù)包發(fā)送率kbit/s分別取值20、40、60、80，通信節(jié)點距離為1500m。從圖5中可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)包發(fā)送速率增加時，三種路由協(xié)議的平均時延都會增加，但是基于信道可用概率的路由協(xié)議carp相對于其他兩種協(xié)議明顯增加的較快，這是因為基于信道可用概率的路由協(xié)議carp選擇的是可用信道概率較高的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)送速率太快信道競爭激烈，會造成節(jié)點的擁塞，時延隨之增加。而基于時延的路由協(xié)議tdrp和本發(fā)明sarp在選擇信道時考慮到了信道切換時延問題，因此能較好的緩解發(fā)送速率增大帶來的時延。從圖6可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)包發(fā)送率較小時，三種協(xié)議的平均投遞率表現(xiàn)非常接近，但是隨著發(fā)送速率增加，基于時延的路由協(xié)議tdrp的平均投遞率下降的非?？欤驗槠溥x擇路由時只考慮到的時延最短，沒有關(guān)心信道可用概率，造成數(shù)據(jù)包的丟失，投遞率隨之下降。而基于信道可用概率的路由協(xié)議carp和本發(fā)明sarp由于選擇了信道概率較大的路由，投遞率下降幅度相對較低。因此考慮到數(shù)據(jù)投遞率和端到端延時兩個評價指標(biāo)，本文提出的sarp相比較于其他兩種協(xié)議表現(xiàn)較好，比基于時延的路由協(xié)議tdrp的數(shù)據(jù)投遞率高，比基于信道可用概率的路由協(xié)議carp的端到端時延短。仿真實驗表明，本發(fā)明提出的路由協(xié)議相比于基于時延的路由和基于信道可用率的路由協(xié)議，在數(shù)據(jù)包傳輸時延、和數(shù)據(jù)投遞率方面表現(xiàn)更好。當(dāng)前第1頁12