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LSDR-ALOHA-Q:基于强化学习适用于大范围远距离的水下无线传感器网络MAC协议
1
作者 温立坤 《计算机与数字工程》 2024年第6期1776-1782,1787,共8页
随着对海洋开发需求的日益增长,水下无线传感器网络成为研究的热点。但由于水下环境信道可用带宽有限,传输速度和传播速度都慢,多普勒效应和多径效应严重等众多不利因素,导致水下网络性能低下。这主要是因为缺少在大范围远距离的水下网... 随着对海洋开发需求的日益增长,水下无线传感器网络成为研究的热点。但由于水下环境信道可用带宽有限,传输速度和传播速度都慢,多普勒效应和多径效应严重等众多不利因素,导致水下网络性能低下。这主要是因为缺少在大范围远距离的水下网络中表现良好的媒体访问控制协议(MAC协议)。提出的LSDR-ALOHA-Q协议以ALOHA-Q协议为基础,该协议采用加入强化学习的方法,以提高信道利用率,同时结合强化学习使得该协议能够适应多变和复杂的水下环境。提出的LSDR-ALOHA-Q协议包括对时隙和帧结构的改造,使其更适合于大范围网络,通过优化时隙数,主动寻找空间复用的机会来增加信道利用率,同时通过提出一个新的退避算法来避免因为优化时隙数量而带来的Q-learning可能无法收敛的问题,即可能存在节点一直无法找到无冲突发送时间的问题。仿真表明当LSDR-ALOHA-Q协议被应用到大规模远距离的网络时可以显著提升信道利用率,同时降低冲突率和平均端到端时延。 展开更多
关键词 MAC协议 强化学习 水下无线声学传感器网络 aloha-q 空间复用
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EPC Gen2标准防碰撞方案的研究与改进 被引量：2
2
作者 徐圆圆 曾隽芳 +1 位作者 陈琳 刘禹 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2008年第12期3271-3273,共3页
EPC Gen2标准中对防碰撞算法的规定比较灵活,因此设计合理的算法可以较大程度地提高系统的性能。在EPC Gen2标准防碰撞机制的基础上,针对其在附录中推荐的Q值调整算法及多标签读取过程中的一些不足,提出了新的Q值调整算法及改进的时隙随... EPC Gen2标准中对防碰撞算法的规定比较灵活,因此设计合理的算法可以较大程度地提高系统的性能。在EPC Gen2标准防碰撞机制的基础上,针对其在附录中推荐的Q值调整算法及多标签读取过程中的一些不足,提出了新的Q值调整算法及改进的时隙随机Aloha算法。仿真结果显示,改进后的算法可增加系统吞吐率,降低标签识别延时,表现出良好的性能。 展开更多
关键词 无线射频识别 防碰撞算法 时隙随机Aloha EPC GEN2 Q值
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新型Q值防碰撞算法在RFID系统中的研究 被引量：6
3
作者 王进 易灵芝 王根平 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第6期182-185,共4页
RFID系统在某些应用领域中需要高效的标签识别算法。针对标签数目不固定且数量变化范围大的情况下,多标签同时回复一个阅读器而产生碰撞丢失标签信息的问题,本文提出一种改进型的Q值算法。在该算法中,阅读器根据变化的标签数目自适应修... RFID系统在某些应用领域中需要高效的标签识别算法。针对标签数目不固定且数量变化范围大的情况下,多标签同时回复一个阅读器而产生碰撞丢失标签信息的问题,本文提出一种改进型的Q值算法。在该算法中,阅读器根据变化的标签数目自适应修改Q值,分化C值调整帧长度,极大地提高了标签的识别速度,并减少了读取的误码率,且不会因为数目变化范围大而造成标签识别延时增大。文中详细介绍了算法设计流程,并通过建立数学模型对算法的可行性进行分析,根据统计数据来获得最优算法参数,最后用实际案例进一步证明了该算法在识别大量标签时效率明显优于原Q值算法和自适应帧时隙阿罗哈算法(FSA)。 展开更多
关键词 RFID 防碰撞 Q+算法 Q值算法 标签碰撞 自适应阿罗哈算法
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基于时隙分组的超高频RFID防碰撞算法 被引量：7
4
作者 何伟健 陆江城 +2 位作者 周灿煜 梁泳新 杨健 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期283-287,共5页
传统动态帧时隙ALOHA算法容易造成较多的时隙浪费,且Q值调整速度缓慢,导致系统的吞吐率偏低。针对该问题,在分析传统Q算法的基础上,提出一种改进的防碰撞算法。利用时隙分组思想将Q算法中各轮盘存的时隙分为若干组,在每组时隙盘存结束... 传统动态帧时隙ALOHA算法容易造成较多的时隙浪费,且Q值调整速度缓慢,导致系统的吞吐率偏低。针对该问题,在分析传统Q算法的基础上,提出一种改进的防碰撞算法。利用时隙分组思想将Q算法中各轮盘存的时隙分为若干组,在每组时隙盘存结束后都根据估计的标签数量动态调整Q值。仿真和硬件平台实验结果表明,该算法的平均吞吐率比传统Q算法高7%左右,比MQ算法高3%左右。 展开更多
关键词 无线射频识别 防碰撞算法 动态帧时隙ALOHA算法 时隙分组 Q算法
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面向RFID动态帧时隙ALOHA协议的帧长优化 被引量：1
5
作者 何金栋 卜艳玲 +1 位作者 石聪聪 谢磊 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2021年第7期1227-1236,共10页
近年来,国家电网积极推动泛在电力物联网的建设,以实现电力系统的万物互联与优化管理。其中,射频识别技术(RFID)作为泛在电力物联网建设的核心技术,凭其价格低廉、无需电源、非视距通信、远距离通信等特点,被广泛应用于电力仓储物资管... 近年来,国家电网积极推动泛在电力物联网的建设,以实现电力系统的万物互联与优化管理。其中,射频识别技术(RFID)作为泛在电力物联网建设的核心技术,凭其价格低廉、无需电源、非视距通信、远距离通信等特点,被广泛应用于电力仓储物资管理、电力巡检等应用场景。为了盘点电力设备仓库中的物品,需要快速识别粘贴在物品上的标签,然而由于仓库中存在大量标签,在通信过程中容易产生标签信号冲突。针对当前商用RFID系统普遍采用的符合EPCC1G2标准的动态帧时隙ALOHA协议,提出了一种新型的基于Q-learning与神经网络的帧长优化算法(记作QN-learning)。通过将动态帧长选择问题转化为马尔可夫决策过程(MDP),即观察到的状态为不同种类时隙的个数(空时隙数、单时隙数、冲突时隙数),执行的动作为设置合理的帧长,从而利用Q-learning与神经网络来自主学习帧长选择策略,基于学习到的策略可以指导系统根据最新观察选择能够实现全局最优的帧长。仿真实验结果表明,基于QN-learning算法在动态调整帧长方面表现优异,能够实现标签的有效识别,在保障高吞吐率的同时控制阅读器的询问次数,减少数据传输量。 展开更多
关键词 射频识别(RFID) 动态帧时隙ALOHA 帧长优化 马尔可夫决策过程(MDP) Q-LEARNING
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WSN中融合Q学习和时隙ALOHA的MAC协议
6
作者 陈思 翟岩 张治斌 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第9期1765-1770,共6页
能耗和延迟是无线传感器网络（WSN）中的介质访问控制（MAC）协议的主要问题,为此在现有时隙ALOHA协议的基础上,提出一种融合Q学习算法的新型MAC协议：QS-ALOHA。设定每个节点在帧中的每个时隙上,都有一个独立的Q值。根据传输结果,利用... 能耗和延迟是无线传感器网络（WSN）中的介质访问控制（MAC）协议的主要问题,为此在现有时隙ALOHA协议的基础上,提出一种融合Q学习算法的新型MAC协议：QS-ALOHA。设定每个节点在帧中的每个时隙上,都有一个独立的Q值。根据传输结果,利用Q学习算法进行更新,并将具有高Q值的时隙优先选择来传输数据,以此减小网络中的传输冲突和数据重发。另外,提出了一种马尔可夫模型,证明了协议中学习过程的收敛性。仿真结果表明,该协议在能量效率、延迟和吞吐量方面具有优越的性能。 展开更多
关键词 无线传感器网络 介质访问控制 Q学习算法 时隙ALOHA协议
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