纳米网络(Nanonetworks)是指由大量的、尺寸在纳米级或微米级的通信设备相互连接而组成的网络。由于单个纳米组件的尺寸只有约几立方纳米,因而其拥有了纳米尺度上的新特性,在生物医学、环境检测、国防军事以及工业和消费品等领域均有着十分广泛的应用前景。近年来,随着碳纳米管、石墨烯等新型纳米材料的出现,为高工作频率的电磁波通信提供了新的解决方案,使得纳米天线可以有效地辐射太赫兹(Terahertz,THz)频段电磁波,因而THz频段也被推荐作为纳米设备的通信频段。另外,由于纳米节点的尺寸很小,其能够携带的能量十分有限,而能量捕获技术可以使节点通过从外部环境中捕获能量来维持自身工作的能量消耗,但这也使得节点能量状态存在不确定性,可能导致数据传输错误。同时,由于纳米设备的低功率通信限制以及太赫兹频段严重的路径损失和分子吸收特性,导致数据在通信过程中极易产生传输差错。因此,亟需一种差错控制方法解决上述问题,保证数据传输的准确性。本文主要针对纳米网络中基于能量捕获的差错控制机制这一核心问题展开深入的研究,主要的研究工作和成果概括如下:1.为了提高纳米节点对捕获能量的利用效率,延长节点的生存周期,同时减少数据的传输错误,提出一种基于能量捕获的纳米网络中的差错控制(Error Control with Probing,ECP)机制,该机制引入能量捕获技术来保证节点的能量供应。然后,通过联合考虑纳米节点的能量捕获和消耗过程,采用马尔可夫链方法建立针对纳米节点能量变化的能量状态系统模型,该模型通过对总体网络流量和多用户干扰的概率分析来捕获网络的动态行为。接着,通过定义的数学模型来获取纳米节点能量状态的概率分布。最后,通过仿真实验对比了在不同数据包大小下,ECP机制与其他四种差错控制策略的传输成功率、时延、吞吐量和能量消耗四个性能指标,其他四种差错控制策略包括自动重传请求策略(Automatic Repeat reQuest,ARQ)、前向纠错编码策略(Forward Error Correction,FEC)、错误预防编码策略(Error Prevention Code,EPC)和混合错误预防编码(Hybrid Error Prevention Code,HEPC)。实验结果表明,ECP机制在时延、吞吐量和能量消耗方面的性能不及HEPC策略,但与ARQ和EPC策略相比,ECP机制在最大化成功传输概率的同时,有效的提高了系统吞吐量。此外,它在能量消耗方面的性能优于ARQ和FEC策略。2.为了适应实际网络环境的变化、提高数据传输的可靠性,同时考虑到纳米节点的能量供给问题,通过分析ARQ、FEC和ECP三种差错控制策略分别适合的应用场景,结合纳米网络和太赫兹频段的特性,提出一种基于能量捕获和信道预测的自适应差错控制(Adaptive Error Control,AEC)策略,该策略根据纳米节点的能量捕获速率和信道瞬时信噪比两个重要影响因素的变化,动态调整数据传输时使用的差错控制策略,以适应网络环境的变化。然后,利用马尔可夫链方法分别构建关于纳米节点的能量状态系统模型和传输信道的信道状态预测系统模型。根据建立的这两个模型,对AEC差错控制策略的成功传输概率、时延、吞吐量和能量消耗四个性能指标进行了实验评估,并与其他同类型的差错控制策略(ARQ、FEC和ECP)进行了对比分析。实验结果表明AEC策略在上述四个性能指标方面,均比其他三种差错控制策略表现出了更好的性能。