[发明专利]基于二进制分子通信模型的多播可靠性确定方法

权利要求书

1.一种基于二进制分子通信模型的多播可靠性确定方法，其特征在于：所述可靠性确定方法包括如下步骤：

第一步，分析单链路拓扑结构在链路成功下的可靠性

在二进制分子通信模型中，用传输不同的分子类型来代表比特0或1的发送，发送方纳米机器释放分子后，分子在介质中以布朗形式运动，一个分子从发送方纳米机器到距离为d的接收方纳米机器所需时间t的概率密度分布函数f(t)为：

f(t)=d4πDt3e-d24Dt,t>0]]>

其中，d为发送方纳米机器与接收方纳米机器之间的距离，D为生物环境扩散系数；

该概率密度分布函数对应的累积分布函数F(t)为：

F(t)=1-Erf(d2Dt),t>0]]>

对于单链路的两个纳米机器之间的传输，链路的可靠性定义为接收方纳米机器收到至少一个分子的概率，用β_ij表示，由下述公式计算：

β_ij＝1-(1-F(τ))^nN

其中，N为发送方纳米机器在每个slot释放分子的个数，T为传输时间，把T分成n个时隙，T＝nτ，n为time slot的个数，τ为每个time slot持续的时间；

第二步，分析单路径拓扑结构在链路成功下的可靠性

对于单路径拓扑结构，单路径的可靠性为保证每条链路是可靠的情况下的概率，计算公式为：

βs=Πβij∈rsβij]]>

其中，r_s为单路径所包含每一条链路的可靠性值的集合；

第三步，分析多路径拓扑结构在链路成功下的可靠性

对于多路径拓扑结构的可靠性，即为要求至少有一条路径是可靠的，时延定义为接收方纳米机器至少收到一个分子所需的时间，假设分子是从相同的发送方纳米机器发送的，经过m条路径s₁，s₂，…，s_m达到相同的接收方纳米机器，则此时多路径拓扑结构的可靠性，用β_RNj表示，j＝1,2,…p，计算公式为：

βRNj=1-Πsi∈{s1,s2,...,sm}(1-βsi)]]>

其中，为路径s_i的可靠性；

第四步，分析多播拓扑结构在链路成功下的可靠性

从相同的发送方纳米机器TN到不同的p个接收方纳米机器RN1，RN2，…，RNp的可靠性分别为β_RN1，β_RN2，…，β_RNp，β_RN1，β_RN2，…，β_RNp按照第三步的计算公式求得，则此多播拓扑结构下的可靠性用β_Multicast表示，计算公式分别为：

β_Multicast＝β_RN1β_RN2...β_RNp。