[发明专利]以自适应和接合的方式管理水下网络中的节点的路由策略和重传策略的方法及其实现装置

权利要求书

1.一种用于在水下通信传感器网络中在每次传输/重传数据包时选择所述数据包将被发送到的节点的集合的方法，所述水下通信传感器网络由多个节点组成，每个节点都配备有传感器和一个或多个通信设备，其中，每个节点设置支配逻辑链路控制(LLC)层的传输/重传的策略的模块和路由模块，并且其中对于每个节点，所述支配逻辑链路控制(LLC)层的传输/重传的策略的模块根据以下步骤进行操作：

当节点必须发送数据包，或在重传的情况下重新发送数据包时，所述LLC层与所述节点的路由模块进行交互以用于识别数据包要被发送到的节点：为此，所述LLC层将数据包未成功传输的次数发送到网络层，并从后者接收所述数据包将被发送到的节点的集合，集合是所述数据包重传数量的函数；

在所述节点已经发送数据包并且启动了定时器之后，所述节点使用串音技术等待隐式确认，由此如果已经发送所述数据包的节点中的至少一个重传所述数据包，则所述数据包被认为已经被成功发送，然后所述节点继续传输下一数据包；

相反，如果没有检测到所述数据包的副本，则假定所述节点中没有一个已经接收到所述数据包，并且所述数据包在回退期间之后被重传；

每个数据包最多被传输K次，在这之后所述数据包被拒绝，所述参数K基于所估计的负载被动态地设置；

所述路由模块使用自学习算法，在考虑到所述数据包未成功传输的次数的情况下，为每个数据包自主地确定该数据包将被重新发送到的节点的集合。

2.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，随着网络条件变化，使用所述自学习算法，每个节点能够根据被选为收件人的所述节点的数量和身份和/或数据包要试图重传的数量来修改其自己的策略。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述算法对于所有的节点都是相同的并且基于Q学习。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述自学习算法中，在每个节点i中，数据包的状态s由所述数据包已被传输的次数来表示，其中如果所述数据包还未被传输，则s＝0，如果所述数据包已经被传输一次，则s＝1，而可能的动作a是所述数据包能够发送到的节点的不同子集：

a＝{j}：所述数据包仅被发送到节点j，

a＝{j₁，j₂}：所述数据包被发送到节点j₁和节点j₂，

a＝{j₁，j₂，...，j_n}：所述数据包被发送到节点j₁，j₂，...，j_n；

并且在于

对于每个状态，所述自学习算法跟踪用于s和a的每个值的变量集合Q_i(s,a)，Q_i(s,a)表示路由模块关于当所述节点i处于状态s时执行动作a相关联的成本的本地估计，所述成本即与向集合a中的所述节点已经传输s次的数据包相关联的总成本。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述算法设定，无论何时所述节点必须发送数据包，其执行以下两个步骤：在第一步骤中，更新估计Q_i(s,a)；并且在第二步骤中，基于这些估计的值，选择所述数据包要发送到的节点的集合。