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现代电子技术2025年第15期:基于Q-learning分布式训练的无人机自组织网络AODV路由协议

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙晨;王宇昆;万家梅;侯亮;

单位:南昌航空大学软件学院;

摘要:针对无人机自组织网络节点的高度动态性和拓扑稀疏性,现有的结合Q学习的路由协议暴露出Q值更新滞后、难以迅速适应网络拓扑快速变动的问题,文中提出一种基于Q-learning分布式训练的AODV(DQL-AODV)路由协议。该协议中将每个节点视为一个智能体,依据分布式训练的Q值对需转发的数据包进行下一跳选择,每个节点的Q值进行局部更新和全局更新。首先,根据节点间链路的寿命和节点负载能力计算局部奖励值,每次Hello消息接收将更稳定的下一跳链路更新为较高的Q值;其次,路由请求消息到达目标节点后将执行一次全局Q值更新,根据数据包的转发跳数和平均端到端延迟计算全局奖励值;最后,结合Q-learning算法优化Hello消息发送机制,有效地平衡网络拓扑感知程度与路由开销。仿真结果证明,相比于QL-AODV,所提方法在平均端到端时延、数据吞吐量、包到达率和路由开销4个网络性能指标总体上分别优化了19.93%、15.48%、6.24%、11.76%,且收敛能力更强,验证了该协议的有效性。

关键词:无人机自组网;;AODV路由协议;;Q-learning分布式训练;;链路质量;;Hello消息;;路由决策

基金资助:国家自然科学基金项目(61962037)