基于决策树的无人机自组网DSR协议.docx

"基于决策树的无人机自组网DSR协议" 无人机自组网（UAV ad hoc network）是一种特殊的移动自组网，无中心服务器，以无人机为载体，网络中各节点是对等的临时性网络，自组网节点兼具收发机和路由器的功能。由于单个无人机节点的传输范围有限，当两个无人机节点的距离在传输范围内时，节点可直接进行通信；而当两个无人机节点距离较远，超出传输范围时，需要通过中间节点传递的方式进行远距离通信。 在无人机自组网中，节点的能量有限，节点能量耗光会导致节点失效，引发通信链路断裂。传输路径失效会重启路由发现过程，重启路由发现将产生大量的路由控制消息，增加传输延迟，进而降低无人机自组网的性能。 决策树（decision tree）是一种机器学习算法，将无人机自组网节点的稳定性进行相应的分类，利用决策树思想来优化无人机自组网DSR协议的路径选择过程，提出了一种基于决策树的无人机自组网DSR协议（decision tree DSR，简称DT_DSR），提高传输路径的稳定性，降低无人机自组网的路由开销。 DSR协议（dynamic source routing）是一种经典的按需驱动路由协议，不需要通过周期性广播来维护整个网络。该协议有业务发送需求且无缓存有相应的传输路径时，才会探寻从源节点到目的节点的传输路径。相比于表驱动路由协议，DSR协议的路由开销相对较低。 DT_DSR协议的思想是，将无人机自组网节点的稳定性进行相应的分类，利用决策树思想来优化无人机自组网DSR协议的路径选择过程。DT_DSR协议总体框架包括三个部分：节点稳定性考虑因素、决策树分类和路径选择。 节点稳定性考虑因素包括三个方面：节点缓冲区拥塞率、节点能量消耗率和节点移动速率。节点缓冲区拥塞率是指每个无人机节点均有一个缓存数据包的缓存区，用来缓存还未来得及发送的数据包，高拥塞的无人机节点往往会导致较高的延迟，且容易丢失数据包。节点能量消耗率是指无人机节点发送数据包和接收数据包所需的能耗，节点剩余能量直接决定了节点的生存时间，节点能量耗完时，该通信节点随即失效，进而导致通信链路断裂。节点移动速率是指无人机自组网节点移动的速度快慢，节点移动速率越快，网络拓扑结构变化越剧烈，选择移动速率相对较小的节点转发数据，可以延长路径的生存时间，提高传输路径的稳定性。 决策树分类是指根据节点稳定性考虑因素的取值范围划分各属性的等级，将节点的稳定性进行相应的分类。路径选择是指根据决策树分类的结果，选择稳定性较高的节点转发数据，提高传输路径的稳定性，降低无人机自组网的路由开销。 DT_DSR协议的优点是，可以根据节点稳定性考虑因素的实际情况，选择稳定性较高的节点转发数据，提高传输路径的稳定性，降低无人机自组网的路由开销。同时，DT_DSR协议也可以应用于其他类型的移动自组网，提高移动自组网的性能和可靠性。