纳米网络中机会路由算法设计与分析

发布时间：2020-06-20 09:30

【摘要】：分子通信是纳米网络的主要通信方式之一,是一种基于生物启发机制,以生物化学分子作为信息载体进行信息分子传输的短距离通信技术。分子通信在生物工程、工业生产、健康医疗、环境监测与保护及信息与通信技术等领域有着广泛的应用,并成为近年来国内外学术界研究的新热点。首先,本文概述了分子通信的相关理论知识,对分子通信的基本概念、组成部分、通信过程、特性和应用等进行介绍,并将分子通信与传统的无线通信进行比较,对比得出两者之间的不同特点。对传统网络中机会路由和地理机会路由算法的基本思想进行阐述,并介绍地理机会路由的优缺点。对群体感应机制进行深入分析,并探讨了群体感应机制应用于分子通信的可行性。其次,为了提高分子通信的传输速率,本文基于机会路由的思想并根据地理机会路由的特性,并将其应用于纳米网络中,建立了纳米网络中基于自由扩散的地理机会路由算法,并利用MATLAB进行实验仿真。仿真结果显示本文提出的以浓度作为判定条件的地理机会路由算法具有更优的性能。再次,为了提高分子通信的传输效率,本文基于细菌群体感应机制,建立了基于群体感应的纳米网络的机会路由算法,并利用MATLAB进行实验仿真。实验仿真结果显示本文提出的将群体感应机制应用于纳米网络中的机会路由算法能有效提高分子通信系统中信号分子浓度,从而提高信息传输效率。最后,本文对所做的工作内容进行总结,并总结在研究过程中存在的不足和对以后的工作的展望。
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP301.6;TN92
【图文】：

元器件（也称为纳米机）的尺寸一般为０．１纳米到１００纳米，其是在纳米尺度能逡逑完成简单的数据计算、存储和传递等功能的最基本的功能设备。组建纳米机的逡逑方法主要有三种，分别是自顶向下、自底向上和生物混合方法，如图１．１所示。逡逑自顶向下的组建方法是将原有的属于微米级别的元器件通过某种技术将其大小逡逑缩小使其达到纳米级别的程度，例如纳米齿轮的创建Ｗ。自底向上的组成方法是逡逑通过某种化学方法将分子中的分子结构重组以形成纳米机，例如ＤＮＡ重组Ｗ。逡逑生物混合方法则将生物环境中的分子马达、蛋白质和ＤＮＡ等纳米机通过化学反逡逑应或其他方法实现信息传递功能［５］。逡逑细胞器逡逑细胞逡逑自然界邋人昆虫逦生物混合逡逑细菌逦一、逡逑－逦＇＇邋Ｚ逡逑机器人微尺度机器人纳米机器Ａ丨？纳米机器＾逡逑人工制造逦灥Ｔ逡逑计算机纳电？逦＜自底向上逡逑微电子机械系统纳电子机械系统逡逑Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦＿±逦？逡逑ｆ邋ｉｉ逦ｉｉ逦纳米逡逑图１．１纳米机组成方法逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｎａｎｏｍｅｔｅｒ邋ｍａｃｈｉｎｅ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑１逡逑

分子这五部分组成，其中运输分子、引导分子和接口分子的使用有效的提高了分逡逑子通信过程中信号分子传输的可靠性，从而提高其传输效率。分子通信基本组成逡逑成分如图２．１所示。逡逑７逡逑

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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本文编号：2722224