[发明专利]单天线多信道认知无线传感器网络路由控制方法

权利要求书

1.一种单天线多信道认知无线传感器网络路由控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、网络中节点生成路由表：

网络启动后，所有节点建立自己的初始信道优先级列表，汇聚节点将自己的信道优先级列表转换为路由表格式，并以洪泛方式发起路由生成；

其中，在洪泛过程中，每个节点收到路由表后进行以下计算，其中，节点d表示当前节点，节点s表示邻居节点，然后按[j d C_jd]格式形成路由条目：

C_jd＝C_js+αR_js+βP_sd

其中，C_jd为信道j/节点d组合的路由特征数，C_js为邻居节点s的路由表中信道j/节点s组合的路由特征数，R_js为节点d信道优先级列表中信道j的优先级，R_sd为节点s到节点d的发送功率，α，β为设定的常数，调整其相对大小即可改变R_js、P_sd在C_jd中的权重；

其中：各节点路由表格式为：按路由特征数从小到大的顺序保存多个候选路由条目，条目中各元素依次指示信道编号、中继节点、以及路由特征数，每个条目以信道/节点组合形式构成一条候选数据传输路由；节点路由表中保存的条目数上限为一定值；当候选条目数大于该上限时，按路由特征数从大到小的顺序舍弃，直至满足该上限值为止；但若所有路由条目取舍结束后，某一信道的所有相关条目均被舍弃，则额外增加保留该信道路由特征数最小的条目；

其中，在数据传输阶段，这些条目仍然保存于路由表中；

第二步、路由选择与数据传输：当源节点有数据发送时，首先选择路由，从自己的路由表中选取具有最小路由特征数的信道/节点组合进行发送，如果该信道或接收节点不可用，即源节点未收到接收节点的CTS，则按照已经排序的路由条目选取次优组合；其中：在数据传输过程中，采用多信道半握手机制继续使用当前信道进行数据后续传输；

第三步、路由维护与更新：各节点路由生成由汇聚节点发起，周期性维护更新，更新时沿用各节点当前信道优先级列表计算路由特征数。

2.根据权利要求1所述的单天线多信道认知无线传感器网络路由控制方法，其特征在于，采用多信道半握手机制继续使用当前信道进行数据后续传输的步骤具体为：

第二中继节点在公共控制信道听到第一中继节点发出的CTS后，其中该CTS包搭载了第二中继节点被第一中继节点选中和第一中继节点将在信道i接收数据的信息，在自己的路由表中选择路由特征数最小的信道i/节点组合以确定自己的下一跳节点，并进行时间估算，时间到后在公共信道广播一个CTS，通知自己的下一跳节点准备在信道i接收数据；之后自己跳到信道i并向第一中继节点发送CTS确认，之后，两个节点就可以直接发送数据；如果当前路由不可用，即发送节点未收到接收节点的CTS或ACK)，该中继节点采用重新选择路由。

3.根据权利要求1或2所述的单天线多信道认知无线传感器网络路由控制方法，其特征在于，路由特征数用于优化从源节点到汇聚节点的路由，其计算公式为：

C_jd＝C_js+αR_js+βP_sd

其中，C_jd为信道j/节点d组合的路由特征数，C_js为邻居节点s的路由表中信道j/节点s组合的路由特征数，R_js为节点d信道优先级列表中信道j的优先级，P_sd为节点s到节点d的发送功率，α，β为加权系数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的单天线多信道认知无线传感器网络路由控制方法，其特征在于，如果数据传输中出现用户冲突，则按照已经排序的路由条目选取次优组合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的单天线多信道认知无线传感器网络路由控制方法，其特征在于，多信道半握手机制是中继节点从自己的路由表中按路由特征数最小的当前信道/节点组合确定自己的下一跳节点，并在当前信道和公共控制信道分别发送CTS包，通知前导节点和后续节点，以保持数据传输在当前且可用信道上进行。