认知无线电网络路由协议综述

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1、万方数据小型微型计算机系统2010年7月第7期JournalofChineseComputerSystemsVoL31No．72010认知无线电网络路由协议综述张龙，周贤伟，王建萍(北京科技大学信息工程学院，北京100083)E—mail：iceber9206@163．tom摘要：认知无线电网络中的节点具有动态频谱接入的特点，进而产生可用频谱的不规则性，这与传统无线多跳网络有很大不同，从而导致了认知无线电网络路由面临新的挑战．在介绍认知无线电网络路由的特点之后，对路由协议进行了初步分类．然后着重分析了目前认知无线电网络较为重要的路由协议的主要机制，详细比较了路由协议的主要

2、类别和特点，最后总结了好的认知无线电网络路由协议的特点，并对未来发展趋势进行了初步展望．关键词：认知无线电网络；动态频谱接入；开放频谱；路由协议中图分类号：TP929．5文献标识码：A文章编号：1000．1220(2010)07．1254-07RoutingProtocolsforCognitiveRadioNetworks：aSurveyZHANGLong．ZHOUXian-wei。WANGJian-ping(Schoolo／InformationEngineering。踟如呻ofScienceandTechnologyBeifing。Beijing100083-Ch／

3、na)Abstract：Nodesincognitiveradionetworksalecha．racterizedbydynamicspectrumaccess。whichresultsinspectrumheterogeneity．Routingincognitiveradionetworksisconfrontedwithnewchallenges，giventhatthedifferencesbetweencognitiveradionetworksandtraditionalmulti-hopwirelessnetworks．Afterdescribingthe

4、characteristicsofmutingincognitivel'adlonetworks-theclassifica-tionstandardsforroutingprotocols眦presented．Thenthekeymechanismsoftheexistingrepresentativemutingprotocolsarealia-lyzed-andtheu"classificationsandcharacteristics眦compared．FinaUy。theimportantfeaturesthatgoodroutingprotocolsposse

5、ssaresummarized-andthefutureresearchtrendsa肥foreseentomotivateilewresearchanddevelopmentinthisal'ea．Keywords：cognitiveradionetworks；dynamicspectrumacce鹞；openspectrum；mutingprotocol1引言随着无线通信技术的飞速发展，可用的频谱资源变得越来越稀缺，无法满足不断增长的需求．然而研究表明¨J，已分配频谱(小于3GHz)的利用率在时间和空间上从不足15％变化到85％，大于3GHz的频谱则几乎未被利用．可见

6、，采用传统固定分配方式的频谱资源并未被充分利用。为了解决频谱利用率低和满足Et益增长的业务需求，采用动态频谱接入(dynamicspectrumaccess。DSA)的认知无线电(cognitiveradio，CR)技术口别应运而生．CR是一种智能无线通信系统，认知用户能够感知外部环境，在不对主用户产生干扰的前提下，以机会方式动态地接人可用授权频段内，从而提高频谱利用率．认知无线电网络(cognitiveradionetworks，CRN)，又称动态频谱接入网络旧J、可编程无线网络(programmablewirelessnetworks．ProWin)17]，其节点具有

7、认知和重配置能力，能够实现频谱感知、频谱快速切换、信息实时传输、信道状态学习等功能哺】．CRN与传统无线多跳网络的最大区别在于：前者的可用频谱是不规则的，是非静态分配的，并且CRN节点之间的可用频谱随着时间、空间和地理位置不断变化；后者采用静态频谱接入，使用固定分配的频谱进行通信．CRN动态频谱接入特性使得传统无线多跳网络的路由协议不能直接应用于CRN，其路由面临着新的挑战：①可用频谱是非固定的、非静态的，路由需要与频谱感知密切联系一1；②可用频谱的时变特点使得网络拓扑结构动态地变化【101：③频谱切换导致切换时延，对处在相同