CN103139073A - 一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法。先在路由表中添加本节点和下一跳节点的可用频谱信息，在RREQ、RREP和HELLO分组中添加一条完整路由中所有节点的可用频谱信息；根据完整路径中各个节点的空闲频段集合，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段发送数据信息，本发明利用适当的空闲频段自组织构建网络，不需要公共控制信道，减少了链路上的频段切换次数，降低路径延时。本发明提供的路由维护方法，可使路径中每个节点获得最新的空闲频谱信息，维护链路通畅，并能适用在拓扑结构变化快速的CRAHN中；该路由维护方案降低了网络的复杂度，减小了网络开销。

Description

一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法

技术领域

本发明涉及一种认知无线电Ad Hoc网络路由方案的设计与实现，属于无线通信技术领域。

背景技术

认知无线电技术是提高无线频谱资源利用率最有效的手段，它是无线通信发展的一个新的里程碑，其将来的广泛应用必将带来无线通信领域历史性的变革。从认知无线电概念的提出到现在，已经历了十多年的发展，但是，在CR领域的主要研究都集中于物理层和MAC层，对于网络层路由协议的研究还处于刚起步阶段。认知无线电Ad Hoc网络（Cognitive Radio Ad Hoc Networks, CRAHN）作为认知网络中一种重要的网络架构形式，以其自组织性、易于部署、更加灵活的组网方式以及特殊的应用价值得到了研究人员的高度重视。不同于传统的Ad Hoc网络，在CRAHN中，必须时刻考虑空闲频谱的动态变化，网络的拓扑结构和节点之间的连接性也在不断变化。因此，CRAHN的路由协议的设计面临着传统网络所没有的挑战。

目前，已有一些学者针对CRAHN路由问题提出了一些具有代表性的算法。其中，Cheng G，Liu W，Li Y等人的《Spectrum aware on-demand routing in cognitive radio networks》提出一种频谱感知路由协议SORP（Cheng G, Liu W, Li Y, et al. Spectrum aware on-demand routing in cognitive radio networks[C]. Proceedings of IEEE DySPAN’07, Dublin, 2007,571-574.），将频谱分配与按需路由结合起来，对AODV协议进行修改，较好地完成了路由请求与路由响应两个阶段。但是，SORP是基于控制信道的协议，这在认知无线电中是很难做到的，因为每个节点不一定有统一的稳定可靠的空闲频段。另外，SORP没有深入考虑路由维护问题。Ma H，Zheng L，Ma X等人的《Spectrum aware routing for multi-hop cognitive radio networks with a singal transceiver》提出MSCRP协议（Ma H, Zheng L, Ma X, et al. Spectrum aware routing for multi-hop cognitive radio networks with a singal transceiver[C]. Proceedings of IEEE Crown Com’08, Singapore, 2008.），是一种基于单收发机多跳的认知网络频谱感知按需路由协议。协议是在没有控制信道的情况下，设计出了路由控制报文的交换机制并详细分析了“耳聋”问题。该协议采用在节点当前所有可用的频段上发送数据的规则，直至找到可与下一节点通信的信道，没有深入分析频谱管理及选择问题，这样会增加网络延时，降低网络的效率。同时，没有充分考虑主用户的突然出现对认知网络通信链路的影响以及认知网络中信道的频繁切换问题。

从现有的研究成果上看，在对CRAHN路由协议设计中，都存在明显的缺陷：1，基于公共控制信道的路由协议，这个假设在认知无线电系统中无法满足；2，当在频谱动态变化、信道频繁切换以及拓扑结构不断改变等情况下，路由协议能否更好地生存是个难题；3，如何将频谱管理与路由选择有机地结合起来，减少路径中频率切换次数，降低网络延时，是CRAHN未来发展的需要。

发明内容

    本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于Ad Hoc网络形式,适用于空闲频谱变化频繁、主用户出现更加随机、维护链路通畅的认知网络环境的路由方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法，包括如下步骤：

（1）在路由表中添加本节点和下一跳节点的可用频谱信息，在RREQ、RREP和HELLO分组中添加一条完整路由中所有节点的可用频谱信息；

（2）当CRAHN中的源节点向目的节点发送数据而无现成可用的路由时，该源节点先进行频谱检测，得到本地可用的空闲频段集合，将空闲频段集合信息加入RREQ中，再利用其中一个空闲频段广播RREQ，并等待接收RREP分组；

（3）除源节点外的其他所有全部节点进行频谱检测，在本地所有空闲频段上循环监听接收数据；若中间节点第一次收到某个ID的RREQ，则将自身的地址、序列号和可用频段集合信息依次加入到RREQ中，路径跳数加1，继续转发RREQ，并对自己的路由表进行更新，若之后收到相同ID的RREQ则不作处理，重复本步骤，直至目的节点收到RREQ；

（4）当目的节点收到最先到达的RREQ后，将RREQ中的路径信息反序导入RREP中，该目的节点根据RREQ中路径上各个节点的可用频谱信息，对于该完整路径中各个节点的空闲频段集合，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段，并利用该最优化频段沿着反向路由向上发送RREP； 

（5）属于RREP路由中的节点在收到RREP后，根据路由表中下一节点的信息向上转发RREP并更新自己的路由表，重复本步骤，直至源节点收到RREP；

（6）源节点若在等待时间内没有收到RREP分组，则返回步骤（2），重新选取另外一个空闲频段广播RREQ，直至收到来自目的节点的RREP为止；当源节点收到RREP分组后，则判定路由发现过程已经完成，并掌握了正向路由中各个节点的信息；源节点根据RREP中路径上各个节点的可用频谱信息，对于该完整路径中所有节点的空闲频段集合，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段，并利用该最优化频段沿着正向路由向目的节点发送数据信息；

（7）路由维护由HELLO分组完成，HELLO分组由目的节点周期性地发出，HELLO分组包含RREP中的路径信息，沿着反向路由传送给源节点；路径中的每个节点在转发HELLO分组时，对自己的路由表进行更新，获得最新的可用频谱信息；

（8）若源节点在设定时间内收到HELLO分组，源节点根据HELLO中完整路径中的各个节点的可用频谱信息，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段，并利用该最优化频段继续向目的节点发送数据；若源节点在设定的时间内未收到HELLO分组，则返回步骤（2）；所述的设定时间为端到端通信时间的2～4倍；

步骤（3）中所述的节点在处理RREQ过程中更新路由表的步骤是：当一个中间节点收到上一个节点发来的RREQ后，将上一个节点的可用频段信息存入路由表中，并将本地的频谱检测结果存入路由表中。步骤（5）节点在处理RREP过程中更新路由表的步骤是：当一个中间节点收到上一个节点发来的RREP后，将上一个节点的可用频段信息存入路由表中，并将本地的频谱检测结果存入路由表中。步骤（7）在路由维护过程中更新路由表的步骤是：路径中的每个节点将根据HELLO分组中的信息，把正向路径中下一节点的可用频段信息存入路由表，并将本地最新的频谱检测信息存入路由表。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明不需要公共控制信道，只借机利用适当的空闲频段自组织构建网络。在CRAHN中，由于频谱的动态性，缺乏稳定可靠的控制信道来交换路由信息，无公共控制信道的路由方法才是CRAHN所需要的。

2、本发明考虑到节点的移动特性，适用在拓扑结构不断变化的认知网络中。为了提高CRAHN处理路由中断的能力，将节点的移动性与频谱动态性进行综合考虑，保证了路由在CRAHN中能更好地生存。

3，本发明提出最优化频段构建通信，减少了链路上的频段切换次数，降低路径延时。

4，本发明的路由维护方案可使路径中每个节点获得最新的空闲频谱信息，维护链路通畅，并能适用在拓扑结构变化快速的CRAHN中。该路由维护方案在很大程度上降低了网络的复杂度，减小了网络开销。

附图说明

图1为本发明实施例提供的网络系统模型示意图；

图2为本发明实施例提供的网络中节点硬件构造示意图；

图3为本发明实施例提供的最优化频段选择机制示意图；

图4为本发明实施例提供的网络节点处理RREQ分组流程图；

图5为本发明实施例提供的网络节点处理RREP分组流程图；

图6为本发明实施例提供的网络节点处理HELLO分组流程图；

图7为本发明实施例提供的源节点运行程序流程图；

图8为本发明实施例提供的目的节点运行程序流程图；

图9为本发明实施例提供的中间节点运行程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本实施例提供一个名为C_AODV（Cognitive Ad Hoc On Demand Distance Vector, C_AODV）认知路由方法，它不依靠公共控制信道，将频谱管理与路由选择有机结合，保证CRAHN能够合理选择信道快速建立路由，并有良好的路由维护机制，使CRAHN能更好地在特殊的网络环境中生存。

为了进一步阐述本发明技术方案，本实施例建立先一个CRAHN模型，参见附图1，它是本实施例提供的网络系统模型示意图；基于硬件模块搭建一个小型的网络实验平台。在所建立的网络中，认知网络与主网络构成异构网络环境，设定整个异构网络中每个节点都工作在ISM频段。主网络拥有授权频段进行通信，而认知网络没有固定的频段可供使用。所有的主用户（Primary Users, PU）可以随时地使用自己的授权频段进行通信。所有的认知用户（Cognitive Users, CU）只能伺机接入没有被PU使用的空闲频段而进行通信。所有的CU地位平等，且都具有路由器的功能，CU可以与其传输范围内的CU直接通信，也可以通过多跳自组织的方式与通信范围之外的CU进行通信。CU在通信过程中须不断进行频谱检测，找出适合自己通信的空闲频段，确保不对PU造成干扰。因此认知网络的可用频谱资源列表是动态变化的。能够让CU在这样的网络环境中建立通信路由是本发明要解决的问题。PU节点由射频收发模块CC1110构成，CU节点由射频收发模块nRF905构成，它们都是短距离无线通信模块，系统硬件构造参见附图2，PU和CU都用433 MHz的ISM频段进行工作，在此将一定范围的ISM频段分成一个个子频段并依次编号，假设频段数为有限个（例如10个），每个频段具有相同的带宽。通过发射功率的控制，各个频段的传输范围和干扰范围相同。PU可以使用该划定范围内的任意频段，而CU只能使用其传输范围内没有被PU使用的频段。认知网络中每个节点都有能力进行频谱检测，每个认知节点需要通过检测本地频谱才能决定自己使用的频段。网络中每个节点都有一个无线收发机，在同一时间内只能处于一个频段上收发数据。当无线收发机从一个频段切换到另一个频段进行数据收发时，在两个频段的切换间的时延的数量级为毫秒级。

参见附图2，它是本实施例提供的网络中节点硬件构造示意图；为了实现主网络与认知网络组成的异构无线网络环境，本实施例对两个网络的无线参数进行了特定的配置。在对主网络节点的工作模式设置时，须关闭其载波检测功能，主网络利用授权频段进行通信，不会有同频率的数据碰撞情况的发生。主要工作参数设置如表1所示。

表1 主网络中CC1110工作参数配置

通信频率	信道带宽	调制方式	编码方式
				433 MHz	0.2 MHz	MSK	Manchester
传输速率	发射功率	灵敏度	帧长度
				250 Kbps	-6 dBm	-94 dBm	200 B

认知网络节点工作参数的设置须参考主网络节点，如表2所示为认知网络中射频模块工作参数的设置形式。认知网络中每个节点须运用载波检测功能，以此实现对主用户的频谱检测功能。认知网络只能以未授权的方式进行工作，不可对主网络造成冲突或干扰。

表2 认知网络中nRF905工作参数配置

通信频率	信道带宽	调制方式	编码方式
				433 MHz	0.2 MHz	GFSK	Manchester
传输速率	发射功率	灵敏度	帧长度
				100 Kbps	-10 dBm	-105 dBm	32 B

对比以上两个网络工作参数的配置表，可以看出，主网络与认知网络都工作在433 MHz的ISM频段，信道带宽均为0.2 MHz，调制方式不同。主网络的传输速率和数据帧长度都明显高于认知网络。发射功率都不是选择最大发射功率，这是为了方便在室内测试而设定的。认知网络的灵敏度高于主网络，这是因为认知网络须对主网络的载波检测保持较高灵敏度，提高频谱检测性能。

本实施例提供的认知路由方法包括如下步骤：

（1）建立路由表

CRAHN中每个节点都须拥有一个路由表来与其他节点构成连接。在AODV协议的路由发现过程中，无论是反向还是正向路由的建立，都是为了得到一个连接上下游节点的路由表信息。AODV协议的路由表主要包含目的地址、目的节点序列号、上一次跳数、下一跳节点和路由标记等，这些信息为节点间的正确数据传输提供了保障。由于传统Ad Hoc网络无须考虑选择通信频段的问题，整个网络使用统一的工作频率。但是，在CRAHN中必须时刻关注通信频段的选取，不同的时刻、不同的节点间可能会使用不同的频段进行通信。因此，在本实施例提供的C_AODV协议的路由表中增加了本节点和下一节点的可用频段集合信息。所建立的路由表格式如下表3所示：

表3 C_AODV中路由表格式

目的地址（Destination Address）
	目的序列号（Destination Sequence Number）
接口（Interface）
	跳数（Hop Count）
上一次的跳数（Last Hop Count）
	下一跳（Next Hop）
本地可用频段集合（Available Frequency of Local Node）
	下一跳节点可用频段集合（Available Frequency of Next Hop Node）
前驱列表（List of Precursors）
	生存期（Lifetime）
路由标记（Routing Flags）

（2）建立RREQ、RREP与HELLO分组

在原始的AODV协议的控制分组中加入链路可用频谱信息，即带有完整链路所经过节点的地址、序列号和可用频段信息。如表4与表5所示为C_AODV协议中RREQ和RREP分组格式。RREQ和RREP是用来完成路由发现过程的。在路由维护过程用到的HELLO分组格式与RREP分组形式基本一样，RRER分组格式则保持与AODV中的形式一样即可。

表4 C_AODV协议的RREQ

报文类型	RREQ ID	跳数
			源节点地址	源节点序列号	源节点可用频段集合
路径节点地址1	路径节点序列号1	路径节点可用频段集合1
			路径节点地址2	路径节点序列号2	路径节点可用频段集合2
…	…	…
			路径节点地址N	路径节点地址N	路径节点可用频段集合N
目的节点地址	目的节点序列号	结束标记

表5 C_AODV协议的RREP

报文类型	保留	跳数
			目的节点地址	目的节点序列号	目的节点可用频段集合
路径节点地址N	路径节点序列号N	路径节点可用频段集合N
			路径节点地址N-1	路径节点序列号N-1	路径节点可用频段集合N-1
…	…	…
			路径节点地址1	路径节点地址1	路径节点可用频段集合1
源节点地址	源节点序列号	结束标记

（3）最优化频段选择方法：

当目的节点收到源节点的RREQ，它会根据RREQ中的链路信息，选取一个最优化的频段，沿着反向路由向源节点回应RREP分组；当源节点收到目的节点的RREP，它掌握了正向路径的信息，则选择一个最优化的频段，沿着已建立的正向路由发送数据信息。

这里的最优化频段是指对一条路由中所有节点的空闲频段集合而言，根据交集思想处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离PU工作频率最远的空闲频段。选取这样的空闲频段不仅可以降低路径的频率切换次数，而且可使对PU可能的干扰降到最低。参见附图3，它是本实施例提供的最优化频段选择机制示意图；如图3所示，若假一条路径上的连续4个节点可用频谱信息如图3所示，空白区域表示空闲频段；图3（a）中最好选择频道4发起通信，因为频道4处在所有节点的空闲频段集合中，而且距离两侧主用户工作频率最远；图3（b）中则先选取频道5再切换到频道3为最优化选择方案，因为前两个节点公共空闲频段是频道5，后三个节点公共空闲频段是频道3。

（4）路由请求：

当源节点向目的节点发送数据而没有现成可用的路由时，源节点就向周围广播RREQ分组。由于本路由协议不依赖公共控制信道，所以两节点间的通信尤其在RREQ过程中需要进行特殊处理。首先，源节点须进行频谱检测，找出本地可用的空闲频段集合，然后利用其中一个空闲频段广播一定时间的RREQ，之后源节点等待接收RREP。其他节点亦须进行频谱检测，在本地所有空闲频段上循环等待接收，然后对接收到的RREQ进行转发，直至找到目的节点。

网络中节点按照图4流程处理RREQ。当中间节点收到RREQ时，首先检查这个RREQ是否已经接收过，因为接收过的RREQ不仅拥有相同的RREQ ID，而且分组中也包含了该节点的信息，以此判决就可避免产生路由环路的现象。如果是重复接收，则不作任何处理；若是第一次接收，则检验是否为RREQ所寻找的目的节点。若为目的节点，则根据RREQ中的链路信息，选取一个最优化的频段，沿着反向路由向源节点回应RREP分组；若该节点只是中间一个节点，则将本节点的地址、序列号和本地可用频谱信息加入到RREQ中相应位置，并将跳数加1，继续广播RREQ。按照此种机制，直至找到目的节点，RREQ过程才算结束。目的节点可能会收到多个相同ID的RREQ，目的节点处理RREQ的原则是对最先到达的RREQ进行处理，后到则不予处理。按照此种处理方法虽然不能完全确保得到最短路由，但是这样得到的路由总的延时相对较小。

（5）路由回应：图4为本发明实施例提供的网络节点处理RREQ分组流程图；

当目的节点收到RREQ后，将RREQ中所包含的路径顺序反向存入RREP中，然后只要按照反向路由的顺序向上转发RREP，直至源节点收到RREP。目的节点收到的RREQ分组中包含了一条完整路径上的可用频谱信息，目的节点根据此信息选择一个最优化频段向上发送RREP。路径中的每个节点在处理RREQ过程中都更新了自己的路由表，所以能够较快地与上下游节点进行通信，迅速完成RREP过程。

参见附图5，它是本实施例提供的网络节点处理RREP分组流程图；RREP中已经包含了路径中各节点的信息，属于此路由中的节点就向上转发RREP，否则不作处理。当源节点收到对应的RREP后，判定路由发现过程已顺利完成。如果源节点在一定等待时间内没有收到RREP，则重新选取另外一个空闲频段广播RREQ，按此方式直至收到RREP，完成路由的建立。在路由回应过程中，链路中每个节点根据RREP中信息更新自己的路由表，建立从源节点到目的节点的正向路由。源节点收到RREP后，掌握了正向路径的信息，然后选择一个最优化的频段，沿着已建立的正向路由发送数据信息。

（6）路由维护：

为了保证源节点与目的节点能够正常地进行数据传输，必须进行路由维护，实时跟新路径可用频谱信息。路由维护主要由HELLO分组完成，参见附图6，它是本实施例提供的网络节点处理HELLO分组流程图；HELLO分组由目的节点周期性地发出，HELLO分组包含了RREP中的路径信息，沿着反向路由发送给源节点，各节点处理HELLO分组的过程与处理RREP过程几乎相同。同样地，在HELLO分组的转发中，路径节点亦需要不断更新路由表中可用频段信息。

在源节点至目的节点组成的通信系统中，源节点已经知道会有HELLO分组从目的节点传送而来。如果源节点在一个定时时间内收到HELLO分组，则表明路径状态良好，重新选择最优化频段继续发送数据。在此过程中，路径中每个节点须按照HELLO分组信息更新自己的路由表。如果源节点在一定时间内没有收到HELLO分组，则说明该链路出现断裂，一般都是由路径中节点的移动、关机、毁坏及无适合可用空闲频段等情况引起的，这时源节点只能再重新发起路由发现过程。

（7）源节点的工作流程：

在实现C_AODV协议时，可将整个路由算法程序分为三部分：源节点程序，中间节点程序以及目的节点程序。若某一认知节点需要作为源节点向终端节点发起数据传送，则该节点需要启动源节点功能程序。

参见附图7，它是本实施例提供的源节点运行程序流程图；当源节点需要向目的节点发送数据时，首先查看在路由表中有无到目的节点的现成有效路由。若有，则直接开始发送数据；若没有，则发起路由发现过程。在广播RREQ前首先要检测本地可用频谱，然后选择一最佳频段发送RREQ，接着进入等待接收RREP状态。若在一定的时间内没有收到RREP，则表明此次路由建立无效，重新发起下一次路由发现过程。当源节点接收到RREP，则迅速建立正向路由，选择最佳通信频段，开始发送数据帧。源节点在发送数据帧的过程中，需要定时接收路由维护信息HELLO分组，并且关注有无路由中断情况的出现。如果在定时时间内没有收到HELLO分组，或者接收到路由错误分组RRER，那么源节点认识到之前建立的路由发生了故障、不可再用。若数据未发送完毕，源节点只能再次进入路由发现过程，重新寻找新的路由来发送数据。在源节点工作过程中，不仅需要时刻关注链路的畅通情况，而且需要不断进行频谱检测，将这两方面工作更好地结合起来。

（8）目的节点的工作流程：

参见附图8，它是本实施例提供的目的节点运行程序流程图；当目的节点在空闲频段上接收到数据，首先判断数据类型，根据每种数据类型再决定如何进行下一步处理。若收到路由请求RREQ，认识到自己即为源节点所要寻找的节点，则快速建立反向路由，向上回应RREP。目的节点可能会收到多个重复的RREQ，但是只对最快收到的RREQ做回应。目的节点处理RREQ的过程按步骤（4）中的方式进行。在此之后，目的节点仍处于等待接收状态，若路由建立成功，则接下来就可收到由源节点发送的数据。在接收数据帧的过程中，目的节点每隔一段时间就向上发送路由维护分组，用来向源节点提供最新路由信息。另外，在通信过程中，可能会遇到路由错误等异常情况，则须进行快速处理，目的节点要做的就是向上发送RRER分组通知源节点。

（9）中间节点的工作流程：

在CRAHN环境中，在源节点与目的节点之间存在大量的中间节点，这些节点通过自组织形式构成路由中继，搭建了从源节点到目的节点的通信链路。参见附图9，它是本实施例提供的中间节点运行程序流程图；中间节点一般处在等待接收状态，在此过程中需要时时检测本节点处的可用空闲频谱。中间节点会接收到多种不同类型的数据，当中间节点接收到数据，首先要做的就是检查数据类型，对于不同的数据须进行不同的处理方式。在路由发现过程、路由回应过程、数据帧转发过程、路由维护过程以及路由异常情况下，中间节点需要对不同的数据类型进行处理，这些数据分组的详细处理方法相同于步骤（4）、（5）和（6）。

Claims (4)

1.一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在路由表中添加本节点和下一跳节点的可用频谱信息，在RREQ、RREP和HELLO分组中添加一条完整路由中所有节点的可用频谱信息；

（2）当CRAHN中的源节点向目的节点发送数据而无现成可用的路由时，该源节点先进行频谱检测，得到本地可用的空闲频段集合，将空闲频段集合信息加入RREQ中，再利用其中一个空闲频段广播RREQ，并等待接收RREP分组；

（3）除源节点外的其他所有全部节点进行频谱检测，在本地所有空闲频段上循环监听接收数据；若中间节点第一次收到某个ID的RREQ，则将自身的地址、序列号和可用频段集合信息依次加入到RREQ中，路径跳数加1，继续转发RREQ，并对自己的路由表进行更新，若之后收到相同ID的RREQ则不作处理，重复本步骤，直至目的节点收到RREQ；

（4）当目的节点收到最先到达的RREQ后，将RREQ中的路径信息反序导入RREP中，该目的节点根据RREQ中路径上各个节点的可用频谱信息，对于该完整路径中各个节点的空闲频段集合，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段，并利用该最优化频段沿着反向路由向上发送RREP； 

（5）属于RREP路由中的节点在收到RREP后，根据路由表中下一节点的信息向上转发RREP并更新自己的路由表，重复本步骤，直至源节点收到RREP；

（6）源节点若在等待时间内没有收到RREP分组，则返回步骤（2），重新选取另外一个空闲频段广播RREQ，直至收到来自目的节点的RREP为止；当源节点收到RREP分组后，则判定路由发现过程已经完成，并掌握了正向路由中各个节点的信息；源节点根据RREP中路径上各个节点的可用频谱信息，对于该完整路径中所有节点的空闲频段集合，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段，并利用该最优化频段沿着正向路由向目的节点发送数据信息；

（7）路由维护由HELLO分组完成，HELLO分组由目的节点周期性地发出，HELLO分组包含RREP中的路径信息，沿着反向路由传送给源节点；路径中的每个节点在转发HELLO分组时，对自己的路由表进行更新，获得最新的可用频谱信息；

（8）若源节点在设定时间内收到HELLO分组，源节点根据HELLO中完整路径中的各个节点的可用频谱信息，以处在最多的空闲频段集合中，且中心频率距离主用户工作频率最远的空闲频段为最优化频段，并利用该最优化频段继续向目的节点发送数据；若源节点在设定的时间内未收到HELLO分组，则返回步骤（2）；所述的设定时间为端到端通信时间的2～4倍。

2.根据权利要求1所述的一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法，其特征在于：步骤（3）中所述的节点在处理RREQ过程中更新路由表的步骤是：当一个中间节点收到上一个节点发来的RREQ后，将上一个节点的可用频段信息存入路由表中，并将本地的频谱检测结果存入路由表中。

3.根据权利要求1所述的一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法，其特征在于：步骤（5）节点在处理RREP过程中更新路由表的步骤是：当一个中间节点收到上一个节点发来的RREP后，将上一个节点的可用频段信息存入路由表中，并将本地的频谱检测结果存入路由表中。

4.根据权利要求1所述的一种基于Ad Hoc网络形式的认知路由方法，其特征在于：步骤（7）在路由维护过程中更新路由表的步骤是：路径中的每个节点将根据HELLO分组中的信息，把正向路径中下一节点的可用频段信息存入路由表，并将本地最新的频谱检测信息存入路由表。

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