认知路由算法设计的挑战与关键指标分析

闵慧 李鹏

摘 要： 在认知无线网络中，认知用户如何在动态变化的频谱环境下实现可靠、高效的路由是目前的一个研究热点。在对最近的研究成果进行归纳总结的基础上，从节点具有的频谱机会集合（SOP）动态变化和多信道多接口两方面特性出发，指出了认知路由面临的主要挑戰；通过实例对比分析了设计路由算法所需考虑的功率控制、认知用户移动性、链路可靠性、负载均衡等多个重要指标；展望了认知路由技术的进一步研究方向，并针对认知路由新技术研究和某些热点问题，提出了可能采取的路由优化方法和思路。

关键词： 认知无线网络； 路由； 挑战； 指标； 进一步研究方向

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2018）06-18-05

Analysis of challenges and key indicators in design of cognitive routing algorithm

Min Hui1， Li Peng2

（1. Department of Computer Engineering， Hunan College of Information， Changsha， Hunan 410200， China；

2. School of Information Science and Engineering， Hunan University of Chinese Medicine）

Abstract： In the cognitive wireless network， how to find a reliable and effective routing path for CR users with the dynamic changes of spectrum is currently a hot research topic. Based on the summary of the current routing research results， this paper points out the critical challenges of the cognitive routing from the two features of nodes： the dynamic spectrum and multi-channel multi-interface； The key indicators in the design of routing algorithm such as power control， cognitive users' mobility， link reliability， and load balancing are discussed， and compared and analyzed with practical examples. The further research direction of cognitive routing technology is prospected， and the possible route optimization methods and ideas are proposed for new technology research and some hot issues.

Key words： cognitive wireless network； routing； challenges； indicators； further research direction

0 引言

随着无线通信技术的飞速发展以及通信需求的不断增加，现有的固定频谱分配方案导致频谱资源日益枯竭，如何有效地提高频谱利用率以满足不同用户的多种业务需求已经成为通信产业发展的必然趋势和面临的主要挑战。认知无线电技术[1]被认为是应对这一挑战的关键手段。认知无线电的核心思想是，通过频谱感知和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配和频谱共享。认知无线电技术在工业控制、战场侦查、野外勘查等需要多跳链路的复杂电磁环境中，具有不可比拟的优势。

由多个认知无线电收发机以自组织的形式组建而成的无线网络称为认知无线网络（以下简称为认知网络）。其中，路由研……