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专利号: 2019109407016
申请人: 西安邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于双曲正割学习率因子的Q路由方法,其特征在于:包括有如下步骤:

步骤1布局网络拓扑:在一块矩形平面区域内布置N个同构的无线自组织网络节点,或在m×m的矩形区域内根据动态随机游走模型布置M个移动节点,节点的通信距离为r,根据通信距离建立节点间的联接关系,形成网络拓扑;

步骤2建立网络Q值表:将网络中信源节点为o,信宿节点为d的数据包表示为P(o,d);网络中每一节点对应于其它任一信宿节点经由某一邻居节点传输数据包时建立一个Q值变量,简称Q值,用来表示数据包经由此节点通过某一邻居节点传递到其它任一信宿节点所需的时间代价估计;将网络中当前节点x对应于信宿节点d经由邻居y的Q值表示为Qx(d,y),其中y为x的任一邻居节点;当前节点x遍历所有不同邻居和所有不同信宿节点的Q值,构成了当前节点的本地Q值表,所有节点的本地Q值表构成了整个网络的Q值表;Q值表中Qx(d,y)值的大小表示当前节点x将数据包经由邻居y传递到信宿节点d的估计时间代价;

步骤3网络节点获得数据包传输最小时间代价邻居的估计值t:当前节点x收到数据包P(o,d)后,将数据包P(o,d)发送给其Q值表中信宿节点d对应具有最小时间代价的邻居y1,同时y1会返回当前节点x一个y1传递数据包到信宿节点d的估计值t;

步骤4路由决策和对数据包传输最小时间代价邻居节点Q值进行更新:当前节点x根据当前传输数据包选择邻居节点中具有最小时间代价的邻居y1作为数据包传输下一跳节点,决策出传输的下一跳节点后,进行数据包的传输;根据最小时间代价邻居Q值更新公式更新当前节点x的Q值表中对应信宿节点d和邻居节点y1的Qx(d,y1)值:式中 是T时刻的Qx(d,y1)值表示, 是T+1时刻更新的Qx(d,y1)的值表

示;其中η代表基础学习率,为一个常数;q是数据包在节点x传输队列中的等待时间;s是数据包从x到邻居节点y1的链路传输时间;t为y1传递数据包到信宿节点d的Q值;当前节点x将计算出的Qx(d,y)分享给它的所有邻居节点,供邻居节点将来计算信宿为d的数据包对应Q值时对应的估计值t使用;

步骤5当前节点对其它邻居节点Q值利用双曲正割学习率因子进行更新:当前节点x如果存在y1以外的其它邻居节点,则对当前节点x的Q值表中对应信宿d和其它邻居节点的各个Q值,逐一使用双曲正割学习率因子η'执行更新,通过对双曲正割学习率因子η'的自适应调节,并对该节点的Q值执行更新;

步骤6路由过程循环:网络中各节点在传输数据包时,对数据包P(o,d)途经的节点依次重复执行步骤3~5;网络中各节点进行数据包路由的Q值表更新和路由决策,直至网络生命周期结束。

2.如权利要求1所述的基于双曲正割学习率因子的Q路由方法,其特征在于:步骤5中所述的对当前节点x的Q值表中对应信宿d和其它邻居节点y2的各个Q值,逐一使用双曲正割学习率因子η'执行更新,计算公式如下式所示:其中y2为当前节点x的任一其它邻居节点;η'为双曲正割学习率因子,η'的值在(0,1)范围;s2是数据包从x到节点y2的链路传输时间;式中 是T时刻的Qx(d,y2)值表示,是T+1时刻更新的Qx(d,y2)的值表示。

3.如权利要求1或2所述的基于双曲正割学习率因子的Q路由方法,其特征在于:步骤5所述的双曲正割学习率因子,根据Q值表对应节点的Q值计算出当前节点x所有邻居y间最大递交时间Tmax与平均递交时间Test之差,并对当前节点x的其它邻居节点y2使用双曲正割学习率因子η'计算当前节点学习率,计算公式如下:η'=η.sech[(Tmax‑Test)/k2];

式中k2为常数,取值范围为(0,1];其中Test由节点x的Q值表中对应信宿d所有Q值的算术平均值计算所得;Tmax是节点x到目前为止,曾经所得所有Test值中的最大值。