[发明专利]基于量子搜索思想的无线移动自组织网络路由控制系统

权利要求书

1.一种基于量子搜索思想的无线移动自组织网络路由控制系统，其特 征在于：所述路由控制系统包括：

节点态矢量函数模型建立模块，其中包括波矢量函数模块和节点态矢 量函数模块，用于设定路由的选择指标为：网络节点间距离、节点剩 余能量和端到端时延，建立节点态矢量函数模型表示为：

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

其中，|ψ_k＞表示节点k的态矢量函数，它有众多态矢量函数分量组成；

|u_ik＞是态矢量函数分量，表示在节点i在节点k上的性能指标，分别代表距离方向、能量方向和时延方向，α_ik表示距离方向的权重， β_ik表示能量方向的权重，γ_ik表示时延方向的权重；

α_ik表示为：

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

其中，(x_i，y_i)表示节点i的坐标，(x_k，y_k)表示节点k的坐标，d_ik表示节 点i和节点k之间的距离，R表示无线移动自组织网络的一跳距离范 围；

设定每个节点的能量都相同，均为定制0.1，β_ik表示为：

β_ik＝0.1-k₁E_Tx-k₂E_Rx-k₃(E_Tx+E_Rx)

其中，E_Tx表示发送者能量消耗，E_Rx表示接收者能量消耗，k₁表示节 点k作为源节点发送过报文的次数，k₂表示节点k作为目的节点接收 报文的次数，k₃表示节点k作为中间节点转发报文的次数；

γ_ik表示为：

γik=1k1(xi-xk)2+(yi-yk)2+k2]]>

其中，(x_i，y_i)表示节点i的坐标，(x_k，y_k)表示节点k的坐标，k₁表 示在传输路径上的时延因子，k₂表示在节点处理上的时延因子；

路由选择模块，用于当源节点需要与目的节点d进行通信时，源 节点会向向一跳范围内的节点发送一个波函数，源节点的波函数表示 为：其中，常数项d代表目标节点的标号，如该节 点的标号与波函数的标号相同，则判断该节点为目标节点；

在一跳范围内都将收到所述波函数，然后判断是否为目的节点， 如果是目的节点，则向回发确认信息，表示路由建立；如果不是目标 节点，则以本地节点态矢量函数分量与收到的波函数进行相关运算， 计算该链路被选择的概率；选择概率大的节点作为中继节点，并将相 关操作后的矢量函数作为新的波函数转发；

通过不停迭代，选择距离近、能量高和时延短的链路作为路由链 路。

2.如权利要求1所述的基于量子搜索思想的无线移动自组织网络路由 控制系统，其特征在于：所述的路由选择模块包括：

源节点路由选择单元，用于由标号为i的源节点向一跳范围内的 节点发送初始波函数在收到源节点波函数的节点将

会进行如下操作：

上式中，P_k表示节点k被选择的概率，以及是否选择链路进行

数据传输的概率，如果节点k和源节点不在一跳范围内即d_ik＞R，则 节点k被选择的概率为0，d_ik表示节点i和节点k之间的距离；如果 节点k和源节点i在一跳范围内即d_ik≤R，则节点k被选择的概率为源 节点i发送的波函数与节点k节点态矢量函数的相关运算；如果节点k 的概率满足下式，那么节点k将会被选择，成为一个可能的中继节点：

Pk-minPj≠0{Pj}maxPj≠0{Pj}-Pk≥α]]>

其中表示源节点一跳范围内节点被选择概率的最小值， 表示源节点一跳范围内节点被选择概率的最大值，α是一个常 数；

如果节点k被选择，那么节点k会继续向其一跳范围内发送更新 的波函数，即为上式中的f_k；

中间节点路由选择单元，用于设定中间节点m收到来自节点n的 波函数后，中间节点如何选取后续节点作为路由 的中继节点的过程如下：

上式中，P_m表示节点m被选择的概率，以及是否选择链路进 行数据传输的概率，如果节点m和上继节点n不在一跳范围内即 d_mn＞R，则节点m被选择的概率为0，d_mn表示节点m和节点n之间的 距离；如果第m个节点和源节点n在一跳范围内即d_mn≤R，则节点m 被选择的概率为上继节点n发送的波函数与节点m节点态矢量函数的 相关运算；

与节点n处于一跳范围内的节点，在收到f_n后进行判断，确定是 否自己为目的节点；如果不是目的节点，将作相关运算；计算节点被 选择的概率，并形成新的波函数进行传播；如果节点m的概率满足下 式，那么节点m将会被选择：

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

其中表示节点n一跳范围内节点被选择概率的最小值， 表示源节点一跳范围内节点被选择概率的最大值，α是一个 常数；

如果节点m被选择，那么节点m会继续向其一跳范围内发送更 新的波函数，即为上式中的f_m。