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基于认知无线电的邻居识别和概率重播减少路由开销

G.Iswariya1,R.Srikkanthan2
  1. 九龙及Engg学院,印度
  2. 助理教授,九龙及Engg学院,印度。
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文摘

尽管十多年已经过去的提议认知无线电范式,这些年来的研究都集中在认知网络的路由问题。本文实现了一个解决方案,评估的可行性反应式路由移动感知无线电特设网络。在移动ad hoc网络(manet),网络拓扑变化频繁,由于节点的任意流动不可预知的。这个特性会导致频繁路径失败和路由重建,导致增加路由控制开销。一个路由发现不容忽视的开销。因此,当务之急是减少路由发现的开销在manet路由协议的设计基于认知无线电的概念模式。本文主要关注小说路由协议为基础的概率重播和邻居覆盖率信息获得使用认知无线电范式减少路由开销.Cognitive无线电是一个最近的范式,旨在更加灵活和高效的无线电频谱使用。伺机无线收音机可以访问整个无线电频谱的部分没有任何有害干扰授权用户。这种结合方法可以提供更好的性能在移动ad hoc网络路由和高效使用的无线电频谱。

介绍

在移动Ad hoc网络(MANET)服务使用的节点可以随机移动模型网络中互相交流。没有集中的服务网络[1]。没有服务到移动基站节点,由于网络链接失败的高流动性和路由路径不能为数据传输定义不断,所以数据丢失和路径失败是马奈的重大问题。动态路由的邻居选择不当导致到达目的地。
广播是一项基本路由发现和有效的数据传播机制,地址解析和许多其他网络服务在特设网络。虽然数据广播有很多优势,但它也会引起一些问题,如广播风暴问题,它的特点是冗余重传,碰撞,争用。

为什么美国人需要呢?

在MANET中,一个节点转发转播包基于当前节点没有收到广播消息,转播包存在,提供服务激活睡眠节点路由[1]。它主要帮助为路由覆盖你的邻居活性,使结果重新广播来减少冗余。
优化广播,我们可以限制转播的数量在路由[2]。转播延迟有助于定义你的邻居覆盖知识网络[3],为了加强网络连接,广播邻居应该接受RREQ包[2]这些减少冗余和数量的重播RREQ数据包的数据传输[3]。
发现路线比广播方法,转播在邻居的帮助下,完成知识的方法。为了有效地利用你的邻居保险知识,一本小说重播延迟和提供一个连接因素计算节点密度的适应。这NCPR协议不关注光谱工具有效地帮助提高协议的性能。
认知无线电路由:认知无线电的概念这里使用路由识别有效的邻居为了减少转播邻居对更快的传输的数据包数量。可以网络设备与认知功能创建认知无线电网络(crn),这是最近逐渐成为可行的架构解决有限的频谱可用性和效率低下的频谱使用[8]。
最一般情形的crn区分两种类型的用户共享一个共同的光谱部分不同的规则:主要(或注册)用户(脓)优先在频谱利用率在乐队他们有许可,和二级用户(SUs)必须访问频谱以非侵入性的方式。初级用户使用传统的无线通信系统与静态频谱分配。二级用户配备CRs和利用频谱机会(安抚)来维持他们不干扰PU的传播沟通活动。

在种crn路由挑战

参考网络模型在图1特征二次设备分享不同的谱带与主用户(或标准作业程式)。几个谱带(1。,M)可能存在不同的能力C1, C2,厘米,SUs可能有不同的视图可用的频谱乐队由于固有的频谱感知过程的位置。典型的脓是假定不动而SUs传输之前和期间可能会改变他们的位置。
在这种情况下,路由的问题种crn目标无线种路径的创建和维护在SUs决定中继节点和频谱使用的每个链接路径。这样的问题表现出相似的多通道路由,种ad hoc网络和网状网络,但必须处理的额外挑战同时传输动态更改的脓sop的可用性。简而言之,在种crn路由信息的主要挑战包括:
•spectrum-awareness;
•“质量”路线的设置在动态变化的环境;
•路线维护/修理;

适应认知无线电的邻居识别

的常见方法包括认知无线电概念到路由协议是通过插入spectrum-related信息,如频谱机会(SOP),使用频道列表,等等,SUs进入路由控制包。在路由发现,这spectrum-related信息搭载在控制数据包(RREQ、RREP和RERR)。例如,源节点可能插入其spectrum-related RREQ数据包的信息。RREQ的中间节点转发数据包时,还包括自己的spectrum-related信息。然后,通常目标节点会决定频谱带用于数据传输。频谱分配在RREP封装它,并将其发送回源节点。同样地,中间节点接收RREP分配频谱带(图2)。因此,对RREQ RREP转发,协议的数据包大小越来越大跳或源和目的地之间的距离。

相关的工作

传播路由的路由开销发生因为控制包如RREQ数据包可能非常巨大,特别是在网络拓扑经常变化。传统的按需路由协议产生大量盲目充斥整个网络的路由流量RREQ数据包在路由发现。最近,减少路由开销的问题在按需路由协议路由发现和维护已经吸引了越来越多的关注。
黄[10]提出的方法动态地调整你好定时器和超时计时器根据网络的状况。例如,在高机动网络拓扑变化频繁)应该使用小的计时器值快速检测网络的变化。另一方面,在较低的流动网络的拓扑保持稳定和一些变化,定时器的一个较大的值更有效减少开销。为了确定网络的移动性是高或低,我们使用一个简单的方法来近似实时链接的变化率。减少的开销大大实现最小成本略有增加数据流量的下降率。而包丢失增加1%左右,减少开销达到40%。
Ould-Khaoua[11]提出了两个新的概率路由发现方法,称为调整概率路由发现(美联社),提高调整概率路由发现(EAP)解决广播风暴问题在现有的路由协议——需求。转发概率是由考虑本地发送节点的密度。
为了减少路由开销不可耻的网络吞吐量在密集网络中,节点的转发概率位于稀疏的地区设置高虽然设置低节点位于密集的地区。EAP - AODV开销减少了71%,而AP - AODV减少55%的开销。
Aminu[12]提出了重播概率函数将进去一起包计数器的值与一些关键仿真参数(即。网络拓扑结构尺寸、传播范围和数量的节点)来确定适当的重播一个给定节点的概率。节点的重播概率计算基于这些参数。与其他方案相比,仿真结果表明,计数器功能实现优越保存重播(大约20%比最接近的竞争对手即好。,counter-based scheme, in dense network) and end-to-end delay (around 26% better than counter-based scheme in dense network) without sacrificing reach ability in medium and dense networks.

使用认知无线电范式基于邻居覆盖概率重播

本文基于改善邻居覆盖概率转播协议[2]相结合这两个邻居覆盖率和概率方法。改善机制着重于确定选择的邻居集基于频谱可用性对更快的传输的数据包,从而提高效率和性能的协议。
为了有效地利用你的邻居保险知识,我们需要一个小说《重播重播延迟来确定订单,然后我们可以获得一个更精确的额外的覆盖率。为了保持网络连通性和减少冗余重发,我们需要一个度量名叫连通系数来确定有多少邻居应该接受RREQ包[14]。之后,通过额外的覆盖率和连接因素,我们引入重播概率,可以用来减少重播RREQ的数据包的数量,提高路由性能。

基于认知无线电的邻居识别

转播的数据包是必要的,只要有一个环节断裂在现有的源和目标之间的数据传输,需要一个路由发现过程从一个路由请求源(RREQ)播放的邻居在每个频道不影响聚氨酯活动结束后与路线设置的接待路线。这里一个中间铜应该接收和处理RREQs和RREPs l渠道回复的一个子集(RREP)目的地,流程图如图所示的图3和图4中所示。
更多的细节,当一个中间铜收到第一个RREQ通过通道摆脱PU活动,说频道l,它设置了一个反向路径向发送方铜通过相同的频道。如果接收铜可以提供一个有效路由所需的目的地,然后发送一个单播路由应答(RREP)回到发送方通过相同的频道。否则,它广播RREQ的副本包通过通道
如果收到一个额外的RREQ通过相同的频道,铜检查RREQ更新或它指一个反向路由比存储在路由表中。在这两种情况下的节点更新反向路径,它发送一个RREP或广播RREQ,不同节点只是丢弃数据包。我们注意到,由于与每个通道相关的路由发现过程是相互独立的,它可以发生在不同的渠道可以由不同的中间路线节点。
当一个中间铜收到第一个RREP通过免费频道,说它树立前进的路线通过相同的频道向发送者和它转发一份RREP RREP沿反向路径通过通道。
如果额外RREP将通过渠道收到l,铜会更新前进的道路上只有RREP更新或指的是一个更好的前进路线。路由维护过程旨在应对拓扑变化由于节点移动或无线传播发生不稳定,因为它对现有的协议。然而,不同于,也可以由于PU路线错误
以前开始使用一个通道。因此,两类路由错误消息(RERR)提到:平时RERRs处理拓扑变化和PU-RERRs处理聚氨酯活动,流程图如图所示的图3。
聚氨酯活动时检测到一个节点在一个频道,l说,节点失效的所有路由条目通过这样一个渠道通知邻居前来,通道l PU-RERR包现在不可用。CUs接收数据包无效的通道l的下一跳路由条目PU-RERR来源。在这样一种方式,只有节点有效影响聚氨酯活动必须释放繁忙的通道。
我们也要注意,不像往常一样RERRs PU-RERR包的范围是本地的,因为他们从不re-forwarded不上升到新的路由请求。这使得现有的协议限制的开销脓的活动频繁的变化。作为一个结果,它的发生数据包到达一个中间的铜与PU-RERR条目已经失效,并在这种情况下通常RERR由中间铜播放。另一方面,当一个节点的感官之前占据通道可用,它通过通道l re-validate存储路由条目,传入的数据包沿着这样一个海峡可能转发。我们强调,没有控制数据包被发送在这种情况下。至于数据包转发过程,为了最大化频谱效率,这种方法利用所有可用的渠道来提高整体性能。
这一目标,每一个货代,第一,挑出最短路径可用的目的地,然后,它偶然选择最短的路径和转发数据包。在这样一种方式,这个计划不仅受益于光谱多样性增加包交货率,但也在不断积极的最短路线。

重播延迟

为了有效地利用你的邻居保险知识,我们需要一个小说《重播重播延迟来确定订单,然后我们可以获得一个更精确的额外的覆盖率。为了保持网络连通性和减少冗余重发,我们需要一个度量名叫连通系数来确定有多少邻居应该接受RREQ包[14]。之后,通过额外的覆盖率和连接因素,我们引入重播概率,可以用来减少重播RREQ的数据包的数量,提高路由性能。
重播延迟是确定运输秩序。更常见的节点邻居发现使用认知无线电概念与前面的节点有较低的延迟。如果这个节点重播一个包,那么更常见的邻居会知道这个事实。因此,这个重播延迟使传输数据包的节点的信息更多的邻居,这对该方案是成功的关键。倪当一个节点接收到RREQ数据包从先前节点,节点年代可以使用你的邻居列表中RREQ包估计多少邻国没有被RREQ包覆盖。如果节点倪有更多的邻居RREQ包发现的年代,这意味着如果节点倪重播RREQ包,RREQ包可以达到更多的额外的邻居节点。当节点发送一个RREQ包,所有邻国倪,i = 1、2…接收和处理RREQ包。我们假设节点nk最多的共同邻居节点,节点nk最低延迟。一旦节点nk重播RREQ包,接收RREQ有更多的节点,由于节点nk最多的共同邻居。节点nk重播RREQ包取决于其重播概率计算在下一小节。 The objective of this rebroadcast delay is not to rebroadcast the RREQ packet to more nodes, but to disseminate the neighbor coverage knowledge more quickly. After determining the rebroadcast delay, the node can set its own timer.

重播概率

该方案考虑了发现邻居的信息,连接度量和本地节点概率密度计算重播。重播概率由两部分组成:
)额外的覆盖率,节点的数量的比例应由一个单一的广播邻居,总数
b)连通系数,它反映了网络连接关系和给定节点的邻居。
节点具有较大的重播延迟可能听RREQ数据包的节点,降低了一个[14]。我们不需要调整转播延迟因为转播延迟用于确定传播秩序的邻居保险知识。当计时器的重播延迟失效的节点,该节点获得最后发现邻居集。属于最后发现邻居节点集中的节点需要接收和处理RREQ包。注意,如果一个节点没有感觉任何重复RREQ数据包的街区,其发现邻居集是没有改变,这是首次发现的邻居集。现在我们学习如何使用最终的发现邻居集设置重播概率。度规Ra的节点数量的比值,此外本重播的总数ni的邻居节点。另外的节点需要接收和处理RREQ包覆盖。随着Ra变得更大,更多的节点将被重播,和更多的节点需要接收和处理RREQ包,和,因此,重播概率应该将更高。
雪[13]导出,如果每个节点连接到超过5.1774 o (log n)的最近的邻居,然后网络连接的概率接近1,n的增加,其中n是网络中节点的数量。然后我们可以使用5.1774 o (log n),网络的连接度规。我们假设节点的数量的比例需要接收RREQ数据包的总数的邻居节点倪Fc (ni)。
如果本地节点密度低,参数Fc重播概率增加,然后增加NCPR在稀疏区域的可靠性。如果本地节点密度高,参数Fc可能进一步降低重播概率,然后进一步增加NCPR密集区域的效率。因此,参数Fc概率密度适应重播补充道。
在本节中,我们计算重播延迟和重播的概率拟议中的协议。我们使用的上游覆盖率RREQ包收到前面的节点计算重播延迟,并使用额外的覆盖率RREQ包和连通系数计算重播概率在我们的协议,它要求每个节点需要1-hop社区信息。

算法1

算法描述了重播延迟描述节点倪
邻居知识获得使用认知无线电概念;
重播延迟()
{
如果倪节点收到RREQ从之前的节点
使用邻居列表查看发现邻居的年代
然后
如果RREQ是第一次
知识发现的邻居节点
其他的
丢弃RREQ消息
如果
对于每一个年代RREQ节点发送RREQ ni的邻居,i = 1、2…
假设nk最低的延迟
nk将基于重播重播找到的概率算法2
结束了
如果
}

算法2

概率算法描述设置重播
重播概率()
{
如果节点倪从邻居节点接收复制RREQ新泽西
然后
倪知道多少邻居从新泽西RREQ所覆盖
倪调整发现邻居集根据邻居列表
为节点设置安排计时器倪
如果计时器到期
倪节点获得最终发现邻居集合
然后发现邻居集节点需要接收和处理RREQ
为每个发现邻居集合
计算
额外的节点数量由重播
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - = Fc (ni)
倪的邻居节点总数
=节点密度
如果俱乐部(ni)很低
然后设置重播概率高
其他的
集重播概率低
如果
结束了
如果
}

结论

移动ad hoc网络(manet)由一组移动节点能够动态自组织成任意拓扑网络没有固定的基础设施。广播是一项基本在路由发现和有效的数据传播机制。但这导致广播风暴问题。减少洪水RREQ数据包的有害影响,已经提出的路由发现算法在过去的几年里。马奈的根本挑战之一是动态路由协议的设计具有良好的性能和更少的开销。
提出了一种基于认知无线电的邻居识别更快re再保险广播数据包的传播。这个发现邻居集用作发现邻居列表中概率转播协议,因此路由协议的开销降低,性能进一步改善。

数据乍一看

图1 图2 图3 图4 图5
图1 图2 图3 图4 图5

引用