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专利号: 2019107417901
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

步骤1:任一纳米节点S收到或产生一个数据包需要发送到目的纳米节点;

步骤2:纳米节点S判断当前的能量是否足够用于进行当前数据包的发送及接收反馈信息,若能量不足,则等待时间T并主动捕获能量后重复步骤2,否则,进行下一步;

步骤3:纳米节点S判断当前数据包的偏转次数是否超过最大偏转次数,如果超过则丢弃数据包,否则,进行下一步;

步骤4:纳米节点S搜索路由表寻找下一跳纳米节点,若找到下一跳纳米节点则发送数据包,进行步骤7,若找不到符合要求的下一跳纳米节点或路由记录不存在,则进行步骤5;

所述步骤4包括以下步骤:

步骤4.1:纳米节点S搜索路由表寻找下一跳纳米节点;

步骤4.2:如果存在可用的路由记录,使用能量预测算法预测当前的下一跳纳米节点是否拥有用于接收、发送一个数据包及发送反馈确认帧的能量,进行下一步;若不存在可用的路由记录,则进行步骤5;下一跳纳米节点的预测能量其中,x为下一跳纳米节点,Emax为纳米节点的最大能量,ω=(harvx‑cx)(tc‑t),harvx为下一跳纳米节点的能量捕获速率,cx为下一跳纳米节点的能量消耗速率,tc为当前时间,t为路由更新时间;

步骤4.3:如果能量足够则向当前的下一跳纳米节点发送数据包,进行步骤7,否则,进行步骤5;

步骤5:纳米节点S搜索偏转路由表寻找下一跳纳米节点,若找到下一跳纳米节点则发送数据包,偏转次数加1,进行步骤7,若找不到符合要求的下一跳纳米节点或偏转路由记录不存在,则进行下一步;

步骤6:若纳米节点S周围不存在邻居纳米节点,则丢弃数据包,否则,选择任一邻居纳米节点作为下一跳纳米节点发送数据包,进行下一步;

步骤7:如果下一跳纳米节点完整接收到当前数据包,则由自身的信息计算得到更新信息,将更新信息写入肯定应答反馈确认帧,将肯定应答反馈确认帧发送至纳米节点S;如果下一跳纳米节点没有完整收到当前数据包,则返回纳米节点S不带更新信息的否定应答反馈确认帧;

步骤8:纳米节点S若收到肯定应答反馈确认帧,则以当前肯定应答反馈确认帧中的更新信息更新自身的路由表,进行下一步;若收到否定应答反馈确认帧或等待超时没有收到任何下一跳纳米节点的反馈信息,判断偏转次数是否超过最大偏转次数,如果超过则丢弃数据包,否则,返回步骤5;

步骤9:若当前的下一跳节点为目的纳米节点,则路由控制结束,否则,以当前的下一跳节点为新的纳米节点S,目的纳米节点不变,返回步骤2。

2.根据权利要求1所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:令Ep为纳米节点接收、发送一个数据包及发送反馈确认帧的能量,当E‘x≥Ep时,纳米节点S向该下一跳纳米节点发送数据包。

3.根据权利要求1所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述步骤5包括以下步骤:

步骤5.1:纳米节点S搜索偏转路由表寻找下一跳纳米节点;

步骤5.2:如果存在可用的偏转路由,选择未被发送过当前数据包的路径权重最小的下一跳纳米节点,使用能量预测算法预测当前的下一跳纳米节点是否拥有用于接受、发送一个数据包及发送反馈确认帧的能量,进行下一步;若不存在可用的偏转路由,则进行步骤6;

步骤5.2的能量预测算法与步骤4.2相同;

步骤5.3:如果能量足够则向当前的下一跳纳米节点发送数据包,偏转次数加1,进行步骤7,否则,进行步骤6。

4.根据权利要求3所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述步骤5.2中,路径权重最小的下一跳纳米节点x=arg min Qs(d,z),其中,d为目的纳米节点的地址,z为所有偏转纳米节点的合集,Qs(d,z)为纳米节点S中不同路由的权重,权重越大表示该路由消耗的资源越多。

5.根据权利要求1所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述步骤7中,更新信息 其中,x为下一跳纳米节点,y为下一跳纳米节点选择的再下一跳纳米节点,Qx(d,y)为纳米节点x通过纳米节点y到目的纳米节点d的路由权重,hy为下一跳纳米节点通过纳米节点y到目的纳米节点d的跳数, 为下一跳纳米节点的偏转率, 为下一跳纳米节点的丢包率。

6.根据权利要求5所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述下一跳纳米节点的偏转率 其中, 为下一跳纳米节点偏转的数据包数量, 为下一跳纳米节点发送的数据包的数量;所述下一跳纳米节点的丢包率其中, 为下一跳纳米节点丢失的数据包数量。

7.根据权利要求1所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述步骤7中,更新信息包括路径权重、跳数、纳米节点能量状态、丢包率和偏转率。

8.根据权利要求7所述的一种面向电磁纳米网络的自适应偏转路由控制方法,其特征在于:所述更新信息中的路径权重 其中,α为更新系数,hx表示纳米节点S通过下一跳纳米节点x到目的纳米节点d的跳数。