[發明專利]一種自組織量子網絡協議及路由調度方法

有效

• 申請號: 202110371589.6
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113163433B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 黃偉聰;陶先平;陳力軍
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06;H04W28/082;H04W40/10;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 劉興順

1.一種自組織量子網絡協議及路由調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：引入EMD分解技術和Hilbert譜分析方法進行無線信道和量子信道的優化；

步驟S2：對海量無線信道和量子信道進行合理調度；

步驟S3：實現無線信道和量子信道整個網絡的能量均衡；

步驟S4：提高路由搜索的成功率；

所述步驟S2中將決策樹算法引入到非結構化海量網絡流量卸載過程中，得到網絡流量屬性信息增益，以此為依據決策出需要卸載的網絡流量；

所述步驟S2中，已知非結構化海量網絡流量樣本集為：

S＝{X₁，X₂，……X_n}

其中網絡不同時段各個樣本均含有m項海量網絡流屬性的屬性向量|A₁，A₂，…，A_m|^T，設定網絡流屬性Am含有k個不同取值，依據A_m的不同取值可將海量網絡流量樣本集S分劃為C₁，C₂…，C_k等k個子集，由此可獲得網絡流量樣本集S對應用分類的平均信息量；

所述步驟S2中根據所獲取的平均信息量，從中抉擇信息增益率最大的屬性當作節點，并利用分類的結果完成對分結構化海量無線信道和量子信道流量的卸載，最終實現海量無線信道負載均衡優化的調度；

所述步驟S3中，使用NS2仿真軟件來仿真AODV以及GEB-AODV路由協議，在仿真中設置不同的移動速度，節點停留時間為4-6s，在最佳路徑選擇之前，目的節點定時器定時值為，55-65ms，能量系數a₁、a₂、a₃分別為0.75、0.5、0.25：代價系數b₁、b₂、b₃、b₄如分別為1、2、4、8，通過這樣配置參數，將隨著剩余的能量的減少而呈指數增加，從而更好的保護剩余能量較小的節點，實現整個網絡的能量均衡；

所述步驟S4中運用Grover算法尋找路由Grover量子搜索算法通過一系列的幺正變換，使得原來相等的各量子基態的概率幅發生改變，從而在對量子態的測量中能以較大的概率得到正確的解。

2.根據權利要求1所述的一種自組織量子網絡協議及路由調度方法，其特征在于，所述步驟S1中EMD分解技術能夠將1個復雜信號分解成若干個IMF分量之和，基于Hilbert變化的無線信道均衡過程采用EMD進行分解處理，能夠有效去除疊加波，增強碼間干擾的抑制能力，使得振幅變化很大的相鄰波形變得更加平滑。

3.根據權利要求2所述的一種自組織量子網絡協議及路由調度方法，其特征在于，所述步驟S1中基于EMD分解技術的算法：對含有L條多層網絡邊，鄰階邊增益和時間延遲參量分別為α_i和τ_i，其中i∈[0，L-1]，τ₀τ₁…τ_L-1，得到無線網絡通信信道沖激響應函數為：

4.根據權利要求3所述的一種自組織量子網絡協議及路由調度方法，其特征在于，在步驟S1中，在實現無線網絡信道鄰階盲均衡中，考察h_i-1(t)和h_i(t)是否滿足篩選終止條件，即：

若滿足均衡處理終止條件，則c_i(t)＝h_i(t)，否則i＝i+1，執行：

r_i(t)＝r_i-1(t)-c_i(t)

然后，計算鄰階信道極值點γ_i(t)，存在EMD分解系數對信道均衡局部極大值和極小值點進行插值擬合，EMD分解完成，得到碼間干擾為殘余量γ_i(t)，并以篩除。

5.根據權利要求4所述的一種自組織量子網絡協議及路由調度方法，其特征在于，所述步驟S4包括如下步驟：

步驟S41：將目標解的態相位旋轉弧度，通過與概率擴散矩陣相乘重新分配概率，將非解集上的概率幅轉移到解集上去；

步驟S42：通過與概率擴散矩陣相乘重新分配概率，將非解集上的概率幅轉移到解集上去。