一种基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法与流程

文档序号:12751197阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法,其特征在于:包括如下步骤:

(1)接入网中的源节点向量子Mesh网络中的骨干网边缘节点发送路由请求消息,所述骨干网边缘节点与所述源节点相连;

(2)所述骨干网边缘节点接收到源节点发送的路由请求消息后,查询自身的路由表,确认目的节点和源节点是否在同一接入网:若在同一接入网,则通过该骨干网边缘节点的路由表建立连接,实现源节点与目的节点的通信;若不在同一接入网,则通过该骨干网边缘节点修改路由请求消息,并向其所属的骨干网次边缘节点发送修改后的路由请求消息;

(3)所述骨干网次边缘节点接收到骨干网边缘节点发送的路由请求消息后,查询自身的路由表,确认目的节点是否在自己的网络中:若在自己的网络中,则根据路由请求消息建立连接,实现源节点与目的节点的通信;若不在自己的网络中,则通过该骨干网次边缘节点修改路由请求消息,并向骨干网内广播修改后的路由请求消息;

(4)确定与目的节点相连的骨干网次边缘节点;

(5)与目的节点相连的骨干网次边缘节点接收到路由请求消息后,将路由请求消息发送给自己网络中与目的节点相连的骨干网边缘节点,进入步骤(6);

(6)确定与目的节点相连的骨干网边缘节点后,通过该骨干网边缘节点选择源节点与目的节点间的通信路径,对该骨干网边缘节点的两个粒子进行Bell基测量并产生路由应答消息,通过该骨干网边缘节点将路由应答消息发送给通信路径上的上一跳节点,进入步骤(7);所述骨干网边缘节点的两个粒子分别为:①该骨干网边缘节点与上一跳节点间的纠缠粒子,②该骨干网边缘节点与目的节点间的纠缠粒子;

(7)通信路径上的中间节点接收到路由应答消息后,对该中间节点的两个粒子进行Bell基测量并更新路由应答消息,通过该中间节点将更新后的路由应答消息发送给通信路径上的上一跳节点,直至通信路径上的上一跳节点为源节点,进入步骤(8);所述中间节点的两个粒子分别为:①该中间节点与上一跳节点间的纠缠粒子,②该中间节点与下一跳节点的纠缠粒子;

(8)源节点接收到路由应答消息后,对源节点的两个粒子进行Bell基测量并产生测量结果数据包,所述测量结果数据包包括源节点地址、目的节点地址和通信路径上各个节点的Bell基测量值;源节点沿通信路径将测量结果数据包发送给目的节点,进入步骤(9);所述源节点的两个粒子分别为:①源节点与信息携带粒子间的纠缠粒子,②源节点与下一跳节点间的纠缠粒子;

(9)目的节点对测量结果数据包中各个节点的Bell基测量值进行幺正变换,得到所需要的量子态,完成量子通信。

2.根据权利要求1所述的基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法,其特征在于:所述步骤(1)中,源节点发送的路由请求消息包括如下属性:消息类型、源节点、目的节点、源节点序列号、地址和度量值,度量值为0。

3.根据权利要求2所述的基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法,其特征在于:所述步骤(2)具体包括如下步骤:

(21)骨干网边缘节点接收到源节点发送的路由请求消息后,将该路由消息与该骨干网边缘节点保存的历史路由请求消息进行对比:若存在源节点、目的节点和源节点序列号相同,同时度量值小于等于该路由请求消息的历史路由请求消息,则丢弃该路由请求消息;否则,进入步骤(22);

(22)先将路由请求消息的度量值加1,然后根据路由请求消息的源节点、目的节点、源节点序列号、地址和度量值更新该骨干网边缘节点路由表的源节点、目的节点、源节点序列号、地址和度量值,进入步骤(23);

(23)该骨干网边缘节点查询目的节点是否在自身路由表的终端列表项内:若在,则进入步骤(24);否则,进入步骤(25);

(24)通过该骨干网边缘节点选择源节点与目的节点间的通信路径;

(25)使用该骨干网边缘节点的地址修改路由请求消息的地址,并向该骨干网边缘节点所属的骨干网次边缘节点发送修改后的路由请求消息。

4.根据权利要求3所述的基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法,其特征在于:所述步骤(3)具体包括如下步骤:

(31)骨干网次边缘节点接收到骨干网边缘节点发送的路由请求消息后,将该路由消息与该骨干网次边缘节点保存的历史路由请求消息进行对比:若存在源节点、目的节点和源节点序列号相同,同时度量值小于等于该路由请求消息的历史路由请求消息,则丢弃该路由请求消息;否则,进入步骤(32);

(32)先将路由请求消息的度量值加1,然后进入步骤(33);

(33)该骨干网次边缘节点根据自身路由表的边缘节点列表项与终端列表项查询是否存在目的节点链路:若存在,则进入步骤(34);否则,进入步骤(35);

(34)将修改后的路由请求消息按照目的节点链路逐跳地发送给与目的节点相连的骨干网边缘节点,通过该骨干网次边缘节点选择源节点与目的节点间的通信路径;

(35)使用该骨干网次边缘节点的地址修改路由请求消息的地址,并向骨干网内广播修改后的路由请求消息。

5.根据权利要求4所述的基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法,其特征在于:所述步骤(4)中,确定与目的节点相连的骨干网次边缘节点的具体过程如下:

(41)骨干网次边缘节点接收到一个路由请求消息后,将该路由消息与该骨干网次边缘节点保存的历史路由请求消息进行对比:若存在源节点、目的节点和源节点序列号相同,同时度量值小于等于该路由请求消息的历史路由请求消息,则丢弃该路由请求消息;否则,进入步骤(42);

(42)先将路由请求消息的度量值加1,然后该骨干网次边缘节点向与之相连的骨干网边缘节点广播修改后的新的路由请求消息,进入步骤(43);

(43)骨干网边缘节点接收到该骨干网次边缘节点发送的路由请求消息后,该骨干网边缘节点查询目的节点是否在自身路由表的终端列表项内:若在,则进入步骤(44);否则,进入步骤(45);

(44)通过该骨干网边缘节点选择源节点与目的节点间的通信路径;

(45)丢弃该路由请求信息。

6.根据权利要求5所述的基于Mesh结构的量子通信网络的路由方法,其特征在于:所述步骤(6)中,通过骨干网边缘节点选择源节点与目的节点间的通信路径的方法如下:确定与目的节点相连的骨干网边缘节点后,该骨干网边缘节点的上一跳节点将接收到的路由请求消息与该上一跳节点保存的历史路由请求消息进行对比:若不存在源节点、目的节点和源节点序列号均相同的历史路由请求消息,则认为该路由消息为新的路由消息,将该路由请求消息作为历史路由请求消息并保存一个等待时间;若存在源节点、目的节点和源节点序列号,则认为该路由消息为重复的路由消息,将度量值小的路由请求消息作为历史路由请求消息并保存一个等待时间;一个等待时间结束后,根据该上一跳节点最终的路由表确定通信路径。

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