認(rèn)知無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的按需路由協(xié)議

郭飛燕，成艷真

(濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濟(jì)源 459000)

認(rèn)知無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的按需路由協(xié)議

郭飛燕，成艷真

(濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濟(jì)源 459000)

認(rèn)知無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)(CRAHN)近年來受到了廣泛的研究，相應(yīng)的路由協(xié)議也隨之被提出。在這些協(xié)議中按需路由被認(rèn)為是最具優(yōu)勢的。這主要是由于對AODV路由協(xié)議和DSR路由協(xié)議的適當(dāng)改進(jìn)可以很好的適應(yīng)CRAHN網(wǎng)絡(luò)。對一些基于AODV，DSR以及混合型的CRAHN按需路由的改進(jìn)協(xié)議進(jìn)行了總結(jié)，闡述了協(xié)議設(shè)計的基本原則，對比了不同協(xié)議之間的特點和性能。對其優(yōu)缺點進(jìn)行了總結(jié)和討論，并分析了未來的研究難點。

認(rèn)知Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)；按需路由；路由協(xié)議；AODV；DSR

0 引言

認(rèn)知無線電技術(shù)可以自適應(yīng)的利用無線頻譜。它引入了一個不同的物理層概念，并影響到了整個上層協(xié)議。盡管面臨著研究挑戰(zhàn)，認(rèn)知無線電技術(shù)的研究近年來十分流行。主要原因在于它為次用戶(SUs)提供了使用和共享授權(quán)頻譜的機(jī)會，并支持授權(quán)用戶的傳輸優(yōu)先權(quán)。因此，認(rèn)知無線電在提高頻譜利用率方面十分有效。如果采用固定頻帶使用方式下的通信協(xié)議，那么動態(tài)的頻譜利用方式將不能適應(yīng)，協(xié)議性能會大大降低。因此，需要設(shè)計新的協(xié)議以適應(yīng)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。目前，許多學(xué)者提出了新的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，由于認(rèn)知環(huán)境的獨特性，研究者從改進(jìn)現(xiàn)有路由協(xié)議到直接設(shè)計新路由協(xié)議等不同角度分別進(jìn)行了研究，以尋求最適合認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。

本文將認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的按需路由協(xié)議進(jìn)行了分類和綜述，然后對研究挑戰(zhàn)和開放問題進(jìn)行了討論。文中參考的協(xié)議主要是基于Ad-hoc按需距離矢量協(xié)議(AODV)、動態(tài)源路由協(xié)議(DSR)和混合按需路由而改進(jìn)的路由協(xié)議。由于CRAHNs網(wǎng)絡(luò)的特殊性，在路由協(xié)議設(shè)計的過程中會遇到一些特定的問題。研究表明，設(shè)計完整可行的CRAHN網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議仍面臨著許多挑戰(zhàn)。

1 CRAHNs網(wǎng)絡(luò)中的路由分析

CRAHNs網(wǎng)絡(luò)不具備固定的基礎(chǔ)設(shè)施和中心控制實體，次用戶間必須通過合作來交換信息來獲取必要的環(huán)境信息。如圖1所示，CRAHNs網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議必須能夠同時滿足認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的要求和Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的要求。認(rèn)知無線電通信中次用戶首要考慮的問題在于如何避免對授權(quán)用戶通信的干擾，因此必須尋找能夠同時滿足避免對授權(quán)用戶干擾且滿足次用戶端到端通信的路由。信道可用性信息從物理層的頻譜感知機(jī)制獲取或者從頻譜占用數(shù)據(jù)庫中獲取，而頻譜信息是路由決策中的一個至關(guān)重要的部分，因此路由協(xié)議的設(shè)計需要與物理層應(yīng)該考慮跨層設(shè)計，因此“頻譜意識”[1]的概念被提出。

節(jié)點的移動性使譜的利用不僅在時域而且在空域存在多樣性，對于移動的次用戶，當(dāng)它移動到另外的新位置時其頻譜可用性需要立即被檢測，對實時的頻譜感知結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和適應(yīng)非常具有挑戰(zhàn)性。因此，設(shè)計CRAHNs路由時，頻譜的移動性過程需要被合理的考慮。認(rèn)知Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的另一個特點是自我配置，由于缺乏中心控制實體，所有的節(jié)點需要通過控制信道以分布式的方式對網(wǎng)絡(luò)相關(guān)信息進(jìn)行交換，以使得它們可以對自己的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行自組織，并通過共享無線介質(zhì)，減小傳輸失敗的概率。

除了上述問題，一些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計要求也應(yīng)該被考慮。這些要求包括能量有效性、服務(wù)質(zhì)量(QoS)和安全性問題。特別是在電池供電的移動節(jié)點中，能量有效性問題尤為重要。使用按需路由機(jī)制是提高能量有效性的有效方式之一，按需路由協(xié)議只在有通信需求時建立路徑，從而減少能源消耗。同時有很多關(guān)于提高服務(wù)質(zhì)量和安全性的討論，可以由其它層的設(shè)計來保證。

圖1 CRAHNs網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計需求

2 基于傳統(tǒng)按需路由協(xié)議的改進(jìn)

在無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，AODV[2]協(xié)議和DSR[3]協(xié)議是兩個代表性的協(xié)議，它們都屬于按需路由協(xié)議。在AODV和DSR路由協(xié)議中，當(dāng)有數(shù)據(jù)通信需求時，源節(jié)點將會開啟路由發(fā)現(xiàn)過程，尋找到達(dá)目的節(jié)點的路由，路由發(fā)現(xiàn)由源節(jié)點廣播路由請求包(RREQ)開始，中間節(jié)點對該數(shù)據(jù)包進(jìn)行中繼和傳播，目的節(jié)點或具有路由信息的中間節(jié)點通過單播回復(fù)路由回復(fù)(RREP)數(shù)據(jù)包給源節(jié)點，當(dāng)源節(jié)點接收到RREP后，路由被建立，進(jìn)入數(shù)據(jù)的發(fā)送階段。AODV協(xié)議的兩個主要特點是引入了正反向的路徑指針和目標(biāo)節(jié)點/源節(jié)點的序列號。AODV使用節(jié)點序列號作為路徑更新指標(biāo)和環(huán)路避免措施。DSR路由協(xié)議的主要特點是RREQ和RREP數(shù)據(jù)包格式，作為源路由協(xié)議，源節(jié)點決定了到達(dá)目的節(jié)點的每一跳中間節(jié)點的完整序列。因此RREQ和RREP包包含了所有中間節(jié)點的地址。AODV不存儲任何路由條目但仍然能夠正常通信，而DSR協(xié)議維護(hù)路由緩存并使用現(xiàn)有的路由條目，直到該路由條目被標(biāo)記失效。

在移動Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)(MANETs)中，按需式路由比主動式路由有更少的網(wǎng)絡(luò)資源和能量消耗，因為主動式路由需要定期廣播控制信息并且存儲所有路由表中的路由信息。一般來說，主動路由更適合穩(wěn)定性更強(qiáng)的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，而按需路由則更適合動態(tài)的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。由于CRAHNs網(wǎng)絡(luò)中授權(quán)用戶活動的不可預(yù)測性使得它比MANETs網(wǎng)絡(luò)更為不穩(wěn)定。因此，按需路由比主動式路由更加適合CRAHNs網(wǎng)絡(luò)。AODV和DSR都是標(biāo)準(zhǔn)化的MANETs網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。它們能夠適應(yīng)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的特性包括自組織性、自配置性和移動性，它們也都具有路由維護(hù)程序，可以用來應(yīng)對頻繁的鏈接變化。

2.1 基于AODV協(xié)議的改進(jìn)方案

將AODV協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)CRAHNs網(wǎng)絡(luò)的一種最簡單的方式是設(shè)計新的包含頻譜意識性能的路由度量。這類協(xié)議包括SORP[4]，DORP[5]和WHAT[6]路由協(xié)議。其中DORP協(xié)議是SORP的后續(xù)工作，它們都設(shè)計了累積時延度量，WHAT協(xié)議考慮到了路徑長度，信道可用性，和信道切換頻率。在SORP和DORP協(xié)議中的累積時延引入了信道切換時延，切換時延指傳輸信道在不同頻帶之間進(jìn)行切所換造成的時延。另一時延因素是退避時延，這是由多條數(shù)據(jù)流在同一信道上相互干擾所造成的，累積時延是切換時延和退避時延的總和。DORP協(xié)議加入了排隊時延，排隊時延指其他數(shù)據(jù)流在該節(jié)點上傳輸所占用的時間。由于SORP和DORP對時延有著重的考慮，因此這兩個協(xié)議比較適合時延敏感性的網(wǎng)絡(luò)。WHAT協(xié)議認(rèn)為其可以獲得全局的路徑質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，然而WHAT協(xié)議在決定和路徑選擇時，需要設(shè)置一個可調(diào)的預(yù)定義參數(shù)，這種靜態(tài)的、預(yù)定義的可調(diào)參數(shù)可能會降低認(rèn)知節(jié)點的學(xué)習(xí)能力。

不依賴新路由度量來提供頻譜意識的路由協(xié)議有：基于連通性的路由協(xié)議Gymkhana[7]，認(rèn)知的按需距離矢量路由協(xié)議(CAODV)[8]等。Gymkhana協(xié)議通過基于授權(quán)用戶信道利用情況和圖論以及數(shù)學(xué)的分析獲取網(wǎng)絡(luò)的連通性，它通過AODV的路由發(fā)現(xiàn)方式搜索所有可能路徑，然后目的節(jié)點通過對路徑跳數(shù)、授權(quán)用戶活動情況、信道切換情況等選擇最優(yōu)路徑。CAODV協(xié)議通過路由間和路由內(nèi)的頻譜差異來利用頻譜的多樣性，路由之間的頻譜多樣性指：路徑不同但它們使用著相同的信道。路由內(nèi)的頻譜多樣性指：同一條路徑使用了不同的信道。CAODV引入了一個額外的控制分組，授權(quán)用戶路由出錯數(shù)據(jù)包(PU-RERR)，它顯示了在特定信道上對授權(quán)用戶活動的檢測結(jié)果。PU-RERR數(shù)據(jù)包在通過授權(quán)用戶活動的信道上在本地進(jìn)行廣播，在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中CAODV提供了一種適應(yīng)動態(tài)頻譜可用性的方法。

路由協(xié)議則是針對具體問題而提出的：比如MSCRP協(xié)議試圖解決“耳聾”問題[9]、基于本地協(xié)作的路由協(xié)議[10]著重解決負(fù)載均衡問題。MSCRP引入了節(jié)點狀態(tài)和“耳聾”約束條件，在該協(xié)議中每個節(jié)點必須處在三種狀態(tài)中的一種：單信道狀態(tài)，開關(guān)狀態(tài)或非自由狀態(tài)。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)流或者數(shù)據(jù)流只在本節(jié)點的所在信道上流動時，節(jié)點處在單信道狀態(tài)；當(dāng)數(shù)據(jù)流分布在不同的信道上時，節(jié)點處在切換狀態(tài)；當(dāng)一個節(jié)點的鄰節(jié)點是切換狀態(tài)節(jié)點時，那么該節(jié)點被認(rèn)為是非自由狀態(tài)。為節(jié)點設(shè)置狀態(tài)之后，“耳聾”約束被定義為兩個數(shù)據(jù)流中的鄰節(jié)點不能同時處在切換狀態(tài)。

基于本地協(xié)作的路由協(xié)議是SORP協(xié)議的后續(xù)工作，該協(xié)議采用本地節(jié)點進(jìn)行協(xié)同交互的方式來實現(xiàn)負(fù)載均衡，協(xié)議中當(dāng)一個節(jié)點成為交互節(jié)點時，本地協(xié)調(diào)方案被調(diào)用，該方案允許交互節(jié)點通過對負(fù)載的計算來決定是否接入某數(shù)據(jù)流或者為該數(shù)據(jù)流進(jìn)行重新定向。如圖2：數(shù)據(jù)流2經(jīng)過節(jié)點1，數(shù)據(jù)流3經(jīng)過節(jié)點2，當(dāng)新的數(shù)據(jù)流1出現(xiàn)時，最初建立的路由節(jié)點1和2都作為其中間節(jié)點。這兩個交互節(jié)點執(zhí)行當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)方案，為數(shù)據(jù)流選擇合適的重定向節(jié)點。協(xié)調(diào)的最終結(jié)果是節(jié)點1將數(shù)據(jù)流1重定向至其鄰接點3，節(jié)點2將數(shù)據(jù)流3重定向至其鄰接點4。

也有一些協(xié)議的設(shè)計思路是為路由協(xié)議提供保障，路由保障可以由路徑預(yù)訂或備份路徑所提供。頻譜意識路由協(xié)議(SREAR)[11]設(shè)計了一個信道預(yù)約算法，旨在提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。備份信道及合作信道切換(BCCCS)路由協(xié)議[12]設(shè)計了新的路由維護(hù)策略，提供了一個備份信道。SPEAR允許多個路徑向目的節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)，并通過添加少許的額外參數(shù)限制同一節(jié)點參與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路徑數(shù)目，在目的節(jié)點利用傳統(tǒng)的路由度量進(jìn)行路由選擇時，其在RREP中嵌入信道分配結(jié)果，并將其發(fā)送給源節(jié)點，在路徑中的每個節(jié)點通過在其干擾范圍內(nèi)向鄰節(jié)點傳遞特定的信道預(yù)留信息來運行路由建立和信道預(yù)留算法。

在BCCCS協(xié)議中，每個節(jié)點維護(hù)一個可用頻道和一個優(yōu)先級列表并定期更新它們。BCCCS路由協(xié)議中包括了信道請求(CREQ)、信道回復(fù)(CREP)、信道信息(CINFO)控制數(shù)據(jù)包。CREQ的作用類似于AODV的RREQ數(shù)據(jù)包，其添加了認(rèn)知標(biāo)識符(CRID)：包括源節(jié)點信息和信道計數(shù)。CREP類似于AODV的RREP數(shù)據(jù)包，它也添加了CRID：包含源節(jié)點和目的節(jié)點、鏈路度量和優(yōu)先信道列表。信道信息被定期的發(fā)送給鄰節(jié)點用來更新信道可用列表和信道優(yōu)先權(quán)。在數(shù)據(jù)傳輸時，目的節(jié)點參考信道計數(shù)結(jié)果選擇最少被用到的信道。當(dāng)這條路徑被中斷后，節(jié)點簡單的切換到第二個優(yōu)先信道并更新下一個備用信道。

圖2 本地協(xié)作路由中的負(fù)載均衡機(jī)制

2.2 基于DSR協(xié)議及混合型協(xié)議的改進(jìn)方案

兩個相關(guān)性較強(qiáng)的協(xié)議研究了間歇性連接的問題，它們分別是anti-intermittence(AiSorp)源路由協(xié)議[13]和具有頻譜意識的anti-intermittence路由協(xié)議[14]。AiSorp結(jié)合了DSR協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)過程和AODV協(xié)議的路由回復(fù)過程。在路由發(fā)現(xiàn)階段，當(dāng)路由請求到達(dá)目的節(jié)點時，目的節(jié)點停止數(shù)據(jù)傳輸并計算相應(yīng)的路徑度量。路徑度量考慮了授權(quán)用戶的信道利用情況、鏈路權(quán)重和兩個預(yù)定義的參數(shù)。在路由維護(hù)中，當(dāng)路徑失效時受影響的節(jié)點并不會立即發(fā)送一個路由錯誤(CR3ER)數(shù)據(jù)包給源節(jié)點，而是等待一段時間，在這段時間結(jié)束之前，如果節(jié)點仍然無法傳輸數(shù)據(jù)，再進(jìn)行路由的維護(hù)，發(fā)送路由錯誤(CR3ER)數(shù)據(jù)包給源節(jié)點。

同樣，具有頻譜意識的anti-intermittence路由協(xié)議也主要針對間歇性連接問題并且有著和AiSorp協(xié)議相似的流程。它們的區(qū)別在于，具有頻譜意識的anti-intermittence路由協(xié)議所設(shè)計的路由度量通過對信道空閑時間、數(shù)據(jù)流之間的干擾以及三個權(quán)重參數(shù)的考慮以最大化路由持續(xù)時間為目的。在路由維護(hù)中，當(dāng)信道失效時，路由錯誤數(shù)據(jù)包將發(fā)送至目的節(jié)點而非源節(jié)點，目的節(jié)點會重新收集所有鏈路信息。如果仍然有路徑存在，目的節(jié)點將會進(jìn)行信道選擇，為整條路徑選擇信道，否則就重新發(fā)起路由。

基于頻譜樹的路由協(xié)議(STOD-RP)[15]是一個混合式的改進(jìn)路由協(xié)議，它結(jié)合了基于樹的主動式路由和AODV路由協(xié)議的路由發(fā)現(xiàn)過程。STOD-RP引入了一個新的路由度量，稱為通話時間成本，用來評估一個鏈接的資源消耗。通話時間成本考慮了信道訪問開銷、協(xié)議開銷和數(shù)據(jù)包大小來量化鏈路效率和數(shù)據(jù)包的出錯率。信道可用時間的估計被作為鏈路穩(wěn)定性的一個估計，一個累計的認(rèn)知路由成本被定義為時間總成本加上總的信道切換時延。在STOD-RP協(xié)議中，處在不同可用信道的次用戶形成一棵樹，稱之為頻譜樹，每個頻譜樹都有一個根。某些節(jié)點可能屬于多個頻譜樹，被稱為重疊節(jié)點或網(wǎng)關(guān)節(jié)點。重疊節(jié)點配置了頻譜敏捷型的無線裝置，同時工作在多個頻譜樹當(dāng)中。每個節(jié)點在其所在的頻譜樹中擁有其獨特CRID。因此，重疊節(jié)點工作在多頻段中有多個CRID，通過這種方式，CRID指示了通往根節(jié)點的主動路由。

3 目前研究存在的問題和挑戰(zhàn)

3.1 路由度量

在認(rèn)知無線電環(huán)境中，路由協(xié)議需要保證次用戶之間的通信不能干擾授權(quán)用戶的活動。因此，路由機(jī)制需要從物理層獲取信道分配信息以便節(jié)點可以按照被分配的路徑和信道進(jìn)行通信。一個簡單而可行的方法是采用頻譜信息相關(guān)的路由度量，例如：授權(quán)用戶出現(xiàn)概率、授權(quán)用戶占用期限、干擾等級等。

一些研究所涉及的路由度量考慮了授權(quán)用戶的頻譜占用時間。然而，這種方法只適用于授權(quán)用戶對頻譜的占用是以一種確定規(guī)律的方式的網(wǎng)絡(luò)，因此當(dāng)授權(quán)用戶活動不可預(yù)測時這種方式將不再適用。另一種比較符合實際的路由度量是基于對授權(quán)用戶干擾情況的度量，通過設(shè)置監(jiān)控等級，次用戶可以獲取授權(quán)用戶對信道的所有占用情況和正在傳輸?shù)墓β实燃?，從而在其?shù)據(jù)傳輸時避免對這些信道的使用。美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)提出的干擾溫度就是一種基于干擾的路由度量。

3.2 網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性

CRAHNs的異構(gòu)性不僅是由于頻譜的動態(tài)性所造成的，也是由次用戶的重配置性造成的。不同次用戶之間的頻譜可用性大不相同，大部分的路由協(xié)議通過聯(lián)合信道和路徑選擇以及信道切換來解決頻譜異構(gòu)性問題。如ARDC[16]協(xié)議采用圖論模型有效地解決了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粩嘧兓膯栴}，然而ARDC并沒有考慮次用戶的重新配置能力。當(dāng)正在使用的信道由于檢測到授權(quán)用戶的出現(xiàn)而被中斷時，該路由協(xié)議直接將通信重定向到一個空閑信道，而忽略了重新配置功能。次用戶的重新配置功能有很多，包括傳輸功率，調(diào)制方案，編碼率等都可以被重新配置，這些重配置選項可以結(jié)合到路由決策當(dāng)中去。如通過調(diào)整傳輸功率和調(diào)制方案，次用戶可以從表層通信轉(zhuǎn)換到底層通信，而不必切換到另一個頻道。通過考慮次用戶的重新配置，可以為路由策略提供了更多選擇。

3.3 能量消耗

在考慮由移動節(jié)點所部署的網(wǎng)絡(luò)時，節(jié)能是不可避免的話題，原因在于移動節(jié)點通常是由電池驅(qū)動的。在CRAHNs中節(jié)能是至關(guān)重要的，由于認(rèn)知節(jié)點較非認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點有更多的額外的任務(wù)需要完成。前面的討論中可看出由于新的路由度量，學(xué)習(xí)模型以及路由維護(hù)等要求CRAHNs網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議復(fù)雜性不可避免的會被提高。然而，最重要的是，所有路由協(xié)議都需要被簡化從而減少能量損耗。為了延長網(wǎng)絡(luò)壽命，對額外任務(wù)的能量損耗分析是十分有必要的。如將頻譜相關(guān)信息加入到路由控制數(shù)據(jù)包時(RREQ、RREP和RERR)會增加相應(yīng)的數(shù)據(jù)包大小，節(jié)點必須執(zhí)行額外的任務(wù)把頻譜相關(guān)信息發(fā)送出去，這些額外活動都會增加能量消耗。因此，如果不能達(dá)到相應(yīng)的性能提升目的，額外的節(jié)點任務(wù)需要被避免。能量損耗和節(jié)點額外任務(wù)之間的權(quán)衡需要被合理的評估。

3.4 服務(wù)質(zhì)量

CRAHNs的路由設(shè)計也需要支持服務(wù)質(zhì)量需求(QoS)，這也同時增加了路由設(shè)計的難度。由于CRAHNs的應(yīng)用方式與其它網(wǎng)絡(luò)有很大不同，所以網(wǎng)絡(luò)的QoS需求也不同?；镜念悇e有：帶寬、時延、抖動和包丟失率等。應(yīng)用程序可能只需要單一的服務(wù)保證或者幾種服務(wù)的組合，在本文引用的參考文獻(xiàn)中，沒有涉及支持QoS的路由協(xié)議。提供QoS保證需要增加額外計算量，但這對次用戶是有利的，尤其在針對不同應(yīng)用程序需要不同的服務(wù)需求時。通過對服務(wù)需求的定義，頻譜管理將更加有效。例如，給定一組可用的頻譜，次用戶同時存在著兩種服務(wù)需求：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和語音通信服務(wù)，支持QoS的路由協(xié)議能夠識別這兩種服務(wù)需求，并選擇具有最小數(shù)據(jù)丟失率，最小端到端時延以及最小抖動的路徑為語音通信提供服務(wù)。如果沒有提供QoS支持，那么路由協(xié)議將會只根據(jù)路由度量進(jìn)行路徑選擇，而不能提供完全符合需求的應(yīng)用服務(wù)。

4 總 結(jié)

根據(jù)對CRAHNs網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計的現(xiàn)有工作和討論，可以得出以下的結(jié)論：首先，按需路由被證明更加適合移動的認(rèn)知Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)。其次，新的路由度量需要被設(shè)計，需要加入對頻譜相關(guān)信息的計算，這樣可以使得在路由選擇時不僅可以進(jìn)行路徑選擇，同時可以直接進(jìn)行信道的分配，基于干擾等級路由度量比較有前景，因為它可以降低對授權(quán)用戶的干擾。同時，路由協(xié)議的設(shè)計需要考慮網(wǎng)絡(luò)開銷。此外，路由協(xié)議需要考慮到網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，將次用戶的重配置能力作為新的路由選項。為節(jié)約能量，路由協(xié)議應(yīng)該盡可能的簡單有效。對能量消耗和額外節(jié)點任務(wù)的權(quán)衡需要被有效評估，尤其是要避免增加了額外的節(jié)點任務(wù)卻沒有使得網(wǎng)絡(luò)整體性能得到提升。最后，應(yīng)該考慮對服務(wù)質(zhì)量的支持，這對次用戶是有利的。

[1] G Ko，AA Franklin，SJ You，et al．Channel management in IEEE 802.22 WRAN systems[J]．IEEE Comm Mag，2010，48(9)：88-94．

[2] C Perkins，E Belding-Royer．Ad hoc on-demand distance vector (AODV) routing[M]．IETF RFC 3561，2011．

[3] D Johnson，Y Hu，D Maltz．The dynamic source routing protocol (DSR) for mobile ad hoc networks for Ipv4[M]．IETF RFC 4728，2007．

[4] G Cheng，W Liu，Y Li，et al．Spectrum aware on-demand routing in cognitive radio networks [A]．In Proceedings of the 2nd IEEE International Symposium on New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks[C]．Dublin，2007(4)：17-20．

[5] G Cheng，W Liu，Y Li，et al．Joint on-demand routing and spectrum assignment in cognitive radio networks[A]．In Proceedings of the IEEE International Conference on Communications[C]．Glasgow，2007(9)：24-28．

[6] J Chen，H Li，J Wu．WHAT：a novel routing metric for multi-hop cognitive wireless networks[A]．In Proceedings of the 19th Annual Wireless and Optical Communications Conference[C]．Shanghai，2010(5)：14-15．

[7] A Abbagnale，F(xiàn) Cuomo．Gymkhana：a connectivity-based routing scheme for cognitive radio ad hoc networks[A]．In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Communications (INFOCOM) Workshops[C]．San Diego，2010(3)：15-19．

[8] AS Cacciapuoti，M Caleffi，L Paura．Reactive routing for mobile cognitive radio ad hoc networks[J]．Ad Hoc Network，2012，10(5)：803-815．

[9] H Ma，L Zheng，X Ma，et al．Spectrum aware routing for multi-hop cognitive radio networks with a single transceiver[A]．In Proceedings of the 3rd International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications [C]．Singapore，2008(5)：15-17．

[10] Z Yang，G Cheng，W Liu，et al．Local coordination based routing and spectrum assignment in multi-hop cognitive radio networks[J]．Mobile Network，2008，13(4)：67-81．

[11] A Sampath，L Yang，L Cao，et al．High throughput spectrumaware routing for cognitive radio based ad-hoc networks[A]．In Proceedings of the 3rd International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications[C]．Singapore，2008(5)：86-89．

[12] M Zeeshan，MF Manzoor，J Qadir．Backup channel and cooperative channel switching on-demand routing protocol for multi-hop cognitive radio ad hoc networks (BCCCS)[A]．In Proceedings of the 6th International Conference on Emerging Technologies[C]．Islamabad，2010(10)：18-19．

[13] L Gong，S Deng，W Tang，et al．Anti-intermittence source routing protocol in distributed cognitive radio network[A]．In Proceedings of the 4th International Conference on Wireless Communications，Networking and Mobile Computing[C]．Network，2008(10)：12-14．

[14] H He，L Gong，W Tang，et al．Spectrum-aware anti-intermittence routing in distributed cognitive radio network[A]．In Proceedings of the International Conference on Communications，Circuits and Systems[C]．Milpitas，2009(7)：23-25．

[15] G Zhu，IF Akyildiz，G Kuo，et al．A spectrum-tree based on-demand routing protocol for multi-hop cognitive radio networks[A]．In Proceedings of the IEEE Global Telecommunications Conference[C]．New Orleans，2008(10)：30-32．

[16] J Li，Y Zhou，L Lamont．Routing schemes for cognitive radio mobile ad hoc networks[M]．Cognitive Radio Mobile Ad Hoc Networks，New York：Springer Press，2011：227-248．

[責(zé)任編輯：崔海瑛]

郭飛燕(1981-)，女，河南省濟(jì)源市人，講師，從事網(wǎng)絡(luò)與信息安全方向研究。

河南省科技廳基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃項目(142300410391)。

TN92

A

2095-0063(2016)06-0028-05

2016-09-05

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.06.008