[發(fā)明專(zhuān)利]基于量子搜索思想的無(wú)線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)路由控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910097545.8
• 申請(qǐng)日: 2009-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101534538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟利民;周凱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W40/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W40/02;H04W40/10
• 代理公司: 杭州天正專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王 兵;王利強(qiáng)

1.一種基于量子搜索思想的無(wú)線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)路由控制系統(tǒng)，其特 征在于：所述路由控制系統(tǒng)包括：

節(jié)點(diǎn)態(tài)矢量函數(shù)模型建立模塊，其中包括波矢量函數(shù)模塊和節(jié)點(diǎn)態(tài)矢 量函數(shù)模塊，用于設(shè)定路由的選擇指標(biāo)為：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間距離、節(jié)點(diǎn)剩 余能量和端到端時(shí)延，建立節(jié)點(diǎn)態(tài)矢量函數(shù)模型表示為：

|ψk>=|u1k>|u2k>···|uik>···|uNk>|uik>=αike→1+βike→2+γike→2,]]>k，i∈{1，2，…，N}

其中，|ψ_k＞表示節(jié)點(diǎn)k的態(tài)矢量函數(shù)，它有眾多態(tài)矢量函數(shù)分量組成；

|u_ik＞是態(tài)矢量函數(shù)分量，表示在節(jié)點(diǎn)i在節(jié)點(diǎn)k上的性能指標(biāo)，分別代表距離方向、能量方向和時(shí)延方向，α_ik表示距離方向的權(quán)重， β_ik表示能量方向的權(quán)重，γ_ik表示時(shí)延方向的權(quán)重；

α_ik表示為：

αik=1dik=1(xi-xk)2+(yi-yk)2dik≤Rαik=0dik>R;]]>

其中，(x_i，y_i)表示節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)，(x_k，y_k)表示節(jié)點(diǎn)k的坐標(biāo)，d_ik表示節(jié) 點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)k之間的距離，R表示無(wú)線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的一跳距離范 圍；

設(shè)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量都相同，均為定制0.1，β_ik表示為：

β_ik＝0.1-k₁E_Tx-k₂E_Rx-k₃(E_Tx+E_Rx)

其中，E_Tx表示發(fā)送者能量消耗，E_Rx表示接收者能量消耗，k₁表示節(jié) 點(diǎn)k作為源節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)報(bào)文的次數(shù)，k₂表示節(jié)點(diǎn)k作為目的節(jié)點(diǎn)接收 報(bào)文的次數(shù)，k₃表示節(jié)點(diǎn)k作為中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的次數(shù)；

γ_ik表示為：

γik=1k1(xi-xk)2+(yi-yk)2+k2]]>

其中，(x_i，y_i)表示節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)，(x_k，y_k)表示節(jié)點(diǎn)k的坐標(biāo)，k₁表 示在傳輸路徑上的時(shí)延因子，k₂表示在節(jié)點(diǎn)處理上的時(shí)延因子；

路由選擇模塊，用于當(dāng)源節(jié)點(diǎn)需要與目的節(jié)點(diǎn)d進(jìn)行通信時(shí)，源 節(jié)點(diǎn)會(huì)向向一跳范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)波函數(shù)，源節(jié)點(diǎn)的波函數(shù)表示 為：其中，常數(shù)項(xiàng)d代表目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)，如該節(jié) 點(diǎn)的標(biāo)號(hào)與波函數(shù)的標(biāo)號(hào)相同，則判斷該節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)節(jié)點(diǎn)；

在一跳范圍內(nèi)都將收到所述波函數(shù)，然后判斷是否為目的節(jié)點(diǎn)， 如果是目的節(jié)點(diǎn)，則向回發(fā)確認(rèn)信息，表示路由建立；如果不是目標(biāo) 節(jié)點(diǎn)，則以本地節(jié)點(diǎn)態(tài)矢量函數(shù)分量與收到的波函數(shù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算， 計(jì)算該鏈路被選擇的概率；選擇概率大的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)，并將相 關(guān)操作后的矢量函數(shù)作為新的波函數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)；

通過(guò)不停迭代，選擇距離近、能量高和時(shí)延短的鏈路作為路由鏈 路。

2.如權(quán)利要求1所述的基于量子搜索思想的無(wú)線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)路由 控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的路由選擇模塊包括：

源節(jié)點(diǎn)路由選擇單元，用于由標(biāo)號(hào)為i的源節(jié)點(diǎn)向一跳范圍內(nèi)的 節(jié)點(diǎn)發(fā)送初始波函數(shù)在收到源節(jié)點(diǎn)波函數(shù)的節(jié)點(diǎn)將

會(huì)進(jìn)行如下操作：

上式中，P_k表示節(jié)點(diǎn)k被選擇的概率，以及是否選擇鏈路進(jìn)行

數(shù)據(jù)傳輸?shù)母怕剩绻?jié)點(diǎn)k和源節(jié)點(diǎn)不在一跳范圍內(nèi)即d_ik＞R，則 節(jié)點(diǎn)k被選擇的概率為0，d_ik表示節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)k之間的距離；如果 節(jié)點(diǎn)k和源節(jié)點(diǎn)i在一跳范圍內(nèi)即d_ik≤R，則節(jié)點(diǎn)k被選擇的概率為源 節(jié)點(diǎn)i發(fā)送的波函數(shù)與節(jié)點(diǎn)k節(jié)點(diǎn)態(tài)矢量函數(shù)的相關(guān)運(yùn)算；如果節(jié)點(diǎn)k 的概率滿足下式，那么節(jié)點(diǎn)k將會(huì)被選擇，成為一個(gè)可能的中繼節(jié)點(diǎn)：

Pk-minPj≠0{Pj}maxPj≠0{Pj}-Pk≥α]]>

其中表示源節(jié)點(diǎn)一跳范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)被選擇概率的最小值， 表示源節(jié)點(diǎn)一跳范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)被選擇概率的最大值，α是一個(gè)常 數(shù)；

如果節(jié)點(diǎn)k被選擇，那么節(jié)點(diǎn)k會(huì)繼續(xù)向其一跳范圍內(nèi)發(fā)送更新 的波函數(shù)，即為上式中的f_k；

中間節(jié)點(diǎn)路由選擇單元，用于設(shè)定中間節(jié)點(diǎn)m收到來(lái)自節(jié)點(diǎn)n的 波函數(shù)后，中間節(jié)點(diǎn)如何選取后續(xù)節(jié)點(diǎn)作為路由 的中繼節(jié)點(diǎn)的過(guò)程如下：

上式中，P_m表示節(jié)點(diǎn)m被選擇的概率，以及是否選擇鏈路進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母怕剩绻?jié)點(diǎn)m和上繼節(jié)點(diǎn)n不在一跳范圍內(nèi)即 d_mn＞R，則節(jié)點(diǎn)m被選擇的概率為0，d_mn表示節(jié)點(diǎn)m和節(jié)點(diǎn)n之間的 距離；如果第m個(gè)節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)n在一跳范圍內(nèi)即d_mn≤R，則節(jié)點(diǎn)m 被選擇的概率為上繼節(jié)點(diǎn)n發(fā)送的波函數(shù)與節(jié)點(diǎn)m節(jié)點(diǎn)態(tài)矢量函數(shù)的 相關(guān)運(yùn)算；

與節(jié)點(diǎn)n處于一跳范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，在收到f_n后進(jìn)行判斷，確定是 否自己為目的節(jié)點(diǎn)；如果不是目的節(jié)點(diǎn)，將作相關(guān)運(yùn)算；計(jì)算節(jié)點(diǎn)被 選擇的概率，并形成新的波函數(shù)進(jìn)行傳播；如果節(jié)點(diǎn)m的概率滿足下 式，那么節(jié)點(diǎn)m將會(huì)被選擇：

Pm-mindjn≤R,Pj≠0{Pj}maxdjn≤R,Pj≠0{Pj}-Pm≥α]]>

其中表示節(jié)點(diǎn)n一跳范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)被選擇概率的最小值， 表示源節(jié)點(diǎn)一跳范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)被選擇概率的最大值，α是一個(gè) 常數(shù)；

如果節(jié)點(diǎn)m被選擇，那么節(jié)點(diǎn)m會(huì)繼續(xù)向其一跳范圍內(nèi)發(fā)送更 新的波函數(shù)，即為上式中的f_m。