認知無線網絡路由協議的研究與NS仿真

（湖南廣播電視大學（湖南網絡工程職業學院），湖南長沙市，410004）

1 認知無線網絡的發展研究

當今社會網絡技術迅速發展，網絡已成為世界發展的一項重要措施。而近年來無線技術的迅速發展使得無線的應用范圍正不斷擴大，無線技術的迅速發展就容易出現頻譜資源缺乏的問題。當前頻譜資源的嚴重缺乏很大程度上限制了我國無線應用的研究進展。同時頻譜資源還是一種不可再生資源，世界各國對于頻譜資源的需求量的不斷增大使得頻譜資源越來越供不應求，其價值與日俱增。而相關的調查研究表明，頻譜資源在很多情況下都沒有被充分的利用，當前急切地需要一種新的無線技術去滿足實際應用過程中的需求，而認知無線電就是新興的無線技術。認知無線電網絡具有認知的功能，相比于傳統的網絡，這種新式的網絡形式有著較強的學習能力，可以說是一種智能網絡系統。認知無線電很早就運用到了無線通信的諸多領域，在后來的發展中，無線電網絡進一步的深化應用，應用的范圍不斷加大，同時技術方面也在不斷地進行革新，此外無線電概念的提出有著多種說法，美國聯邦通信委員會也就此提出過對于無線電的認識，無線電具有很多的特點，特別是其對于環境的感知能力，對于環境變化有著一定的學習能力和自適應性，同時對于頻譜資源的充分利用都使得無線電在后來的發展過程中得到了極大的發展契機，適應當代發展的需要。

2 認知無線網絡的路由協定研究

認知無線電網絡的研究對于現代網絡的發展有著重要的意義，而相較于傳統的無線網絡來說，認知無線電網絡與之有著較大的差異，而最為主要的區別就在于靜態分配的頻段，無線網絡工作的頻段會隨用戶工作的情況而發生變化，同時認知節點在接入授權頻段時，是在相應的時機下接入的并不是隨意進行接入的。認知節點在相應時機下接入的授權頻段可以稱作是頻譜機會，而此特定的頻段，即頻譜機會是指特定時間、區域，以及在規定的使用規則下的某一特定頻段，這一頻段是無線網絡路由的接入頻段。在認知無線網絡陸游的研究中需要考慮到頻譜的選擇，同時還要關注網絡選路，認知無線網絡路由協定的研究歷史并不是很長，是不久前才興起的，但也形成了一定的選路策略，供認知無線網絡選路。認知網絡選路的同時需要重點考慮頻段分配，首先需要做的是對傳統的路由進行深入的研究分析，從傳統的路由中發現，之后需要對選路的結果進行相應的頻譜搭配，同時還要進行相應的評估措施，從中選取最為合適路由進行使用。頻譜的分配需要依據相應的方法對路由上的各個節點進行研究，關于其中的頻譜機會進行深入的研究，需要從中得出一定的頻譜分配方案。不僅如此，還需要在研究的過程中考慮到流量、頻段切換時延等多方面的因素，需要對其中的數據流量進行觀察，同時還需要感知相應的頻段，但也有可能出現路由無法找到的問題，這也是該種方法的最大弊端。路由在多接口情況的環境之下，研究其對于路由協定的影響，據此可以了解到接口切換所帶來的影響，主要是時間上的延遲以及操作上的改變等，同時指派會造成網絡分區增多，由此一來路由的消耗也會有所增加，這就對指派提出了相關的要求，需要就指派的方式進行相關的協商，以求對路由協定進行更深入的分析。在認知的無線電網絡之中，會出現一定的問題，其節點可以感知到多個頻段，這就容易導致人們對此產生誤解，主要可能誤解為多信道網絡，同時容易產生研究方法上的錯誤，即是基于控制信道的方法對無線網絡路由進行相關的研究。這就是無線網絡路由在研究的過程中所出現的誤區，實際的應用過程中需要嚴格控制頻段的選擇，頻段選擇是極為復雜的，根據頻段的變化性以及節點之間的頻譜機會的不同進行研究分析。在對選路問題進行研究時，根據認知無線網絡頻譜使用中的獨特性，需要考慮到無線網絡路由選路的原則，根據選路原則進行深入的研究，同時還需要討論選路中的相關路由技術，對無線網絡選路的現有策略進行研究，最終要選出無線網絡中的一條重要路由線路。網絡路由協定分為先驗式路由及反應式路由，此兩種路由又分為多種路由形式，而Ad Hoc路由協定作為當前所使用的主要路由協定，將當前的路由協定進行了分類，總的來說，路由協定的研究關鍵在于節點的選擇研究，路由協定的相關研究還需要很長時間的來進行，以求不斷完善發展。

3 NS仿真平臺的相關分析研究

路由協定的研究過程之中可以使用相關的場景來模擬仿真，仿真模擬相關的路由協定可以幫助進一步的對認知無線網絡路由協定進行研究，對于同一場景可以多次的進行仿真模擬，有時可能會因為缺乏同樣的頻譜機會而最終導致路由協定的情況出現錯誤，甚至可能導致認知無線網絡路由協定的模擬失敗。實際的NS仿真模擬的應用過程中可以幫助我們認識到，路由的場景方面，即使是相同的路由場景，用戶對于信道的占用情況不同，所造成的結果就是對于信道的占用時間也有著很大的差異，而我們根據用戶在路由方面的開啟時間的不同可以模擬出路由維持的時間長度也是不一樣的。一般情況下，仿真模擬出的場景路由所維持的時間如果加長可至百秒，而短的話甚至可能僅僅持續數十秒。由此可見路由的維持時間波動十分劇烈。NS 仿真模擬通過對路由維護在處理設備的使用信道變化的過程中研究，幫助進行深入的模擬。而在實際的仿真模擬過程中，交互的次數可以由相應的器械進行顯示，根據具體的設定過程我們可以知道，對于相鄰節點的頻譜檢測，影響會在同一時間發生，因此協商是很容易進行的。對于路由維護的時間來說，路由協定對于路由信道切換大約在八次，但由于偶然的情況導致很多的后被信道被大量的消耗，甚至會被消耗完畢。根據仿真模擬的結果來看，路由的維持取決于用戶，用戶的狀態好，路由的維護狀況就會好得多，而根據初步分析來看，頻譜的感知以及數據的傳輸都需要得到保證，而認知用戶必須就此付出很大的代價，同時要求頻繁的進行切換，在現實的應用過程中是比較困難的。總之，NS仿真模擬對于認知無線網絡路由協定有著很大的幫助。

4 結束語

當今社會無線網絡的迅速發展，根據當前的發展來看，認知無線網絡路由協定的研究極為重要，同時NS仿真平臺的使用也在很大程度上幫助對認知無線網絡路由協定進行研究。在未來的發展中，認知無線網絡會進一步發展，在未來的發展中占據重要地位。