СПОСОБ ДЛЯ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ АДАПТИВНЫМ И СОВМЕСТНЫМ ОБРАЗОМ ПОЛИТИКИ МАРШРУТИЗАЦИИ И ПОЛИТИКИ ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ У УЗЛА В ПОДВОДНОЙ СЕТИ, И СРЕДСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

1. Способ для выбора в подводной сенсорной сети связи, на каждой передаче/повторной передаче пакета, набора узлов, к которым упомянутый пакет должен быть отправлен, и который предусматривает, для каждого узла, модуль, который регулирует политику передачи/повторной передачи уровня LLC (Управление Логической Связью), и модуль маршрутизации, причем упомянутый способ отличается тем, что он содержит этапы, на которых:
используют самообучающийся алгоритм, который определяет, для каждого пакета, автономно и без явного обмена сообщениями квитирования, учитывая число раз, которое данный пакет уже был передан, оптимальный набор узлов, к которым данный пакет должен быть повторно отправлен (логика маршрутизации); и
определяют максимальное число повторных передач, которое должно быть выполнено, выбирая наилучший рабочий режим, в соответствии с конкретными характеристиками сети связи.
2. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что по мере того, как меняются сетевые условия, используя упомянутый децентрализованный самообучающийся алгоритм, каждый узел способен модифицировать свою собственную политику с точки зрения числа и идентичности узлов, выбранных в качестве адресатов и/или числа повторных передач, которые должны предприниматься для пакета.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что упомянутый алгоритм является идентичным для всех узлов и основан на Q-обучении.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подуровень LLC регулирует логику повторной передачи у узла посредством выполнения последовательно следующих этапов:
когда узел должен отправить (или повторно отправить в случае повторной передачи) пакет, он взаимодействует с модулем маршрутизации узла для идентификации узлов, к которым пакет должен быть отправлен: с этой целью, подуровень LLC отправляет сетевому уровню число раз, которое пакет уже был передан (неуспешно) и принимает от последнего набор узлов, к которым пакет должен быть отправлен (набор, который в целом будет также функцией числа повторных передач того пакета);
после того, как узел отправил пакет и установил таймер, он ожидает неявной квитанции, используя метод подслушивания, в силу чего пакет считается успешно отправленным, если, по меньшей мере, один из узлов, к которым он отправил пакет, повторно передает его, и затем переходит к передаче следующего пакета;
если, вместо этого, не обнаруживается копии пакета, предполагают, что ни один из узлов не принял пакет, и осуществляют повторную передачу пакета после периода отсрочки;
каждый пакет передают не больше числа K раз, после чего пакет отбрасывают, причем упомянутый параметр K динамически устанавливается на основании оцененной нагрузки.
5. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что в упомянутом самообучающемся алгоритме, в каждом узле i состояние s пакета представляется числом раз, которое пакет был передан (s=0, если пакет еще не передавался, s=1, если пакет уже был передан один раз, и т.д.), тогда как возможные действия a являются различными подмножествами узлов, к которым пакет может быть отправлен:
1
2
1
2
(a={j}: пакет отправляется только узлу j, a={j,j}: пакет отправляется к узлам j и j,
1
2
n
1
2
n
a={j,j,…,j}: пакет отправляется к узлам j,j,…,j, и т.д.);
и тем, что
i
i
для каждого состояния, самообучающийся алгоритм продолжает отслеживать набор переменных Q(s,a) для каждого значения s и a, причем Q(s,a) представляет собой локальную оценку модуля маршрутизации касательно затрат, ассоциированных с исполнением действия a, когда узел i находится в состоянии s, т.е., суммарные затраты, ассоциированные с отправкой к узлам в наборе a пакета, который еже был передан s раз.
i
6. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что алгоритм предусматривает, что всякий раз, когда узел должен отправлять пакет, он выполняет следующие два этапа: на первом этапе, он обновляет оценки Q(s,a); и на втором этапе, он выбирает, на основании значений этих оценок, набор узлов, к которым отправлять пакет.
i
7. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что, на этапе обновления, он вычисляет новое значение Q(s,a) как сумму из: суммарных затрат, ассоциированных с текущей передачей к узлам в наборе a  пакета, который уже был передан s раз; и средние затраты - дисконтированные на коэффициент гамма, заключенный между 0 и 1 - из затрат возможно дальнейших повторных передач того пакета,
где
суммарные затраты, ассоциированные с текущей передачей к узлам в наборе a пакета, который уже был передан s раз, равны сумме следующих трех членов:
i. затраты на передачу пакета к набору узлов, ассоциированному с действием a;
ii. затраты, используемые узлами набора a, чтобы доставлять пакет в место назначения, причем упомянутые затраты задаются как сумма затрат на передачу каждого узла j принадлежащего к набору a, причем каждые взвешенные с помощью вероятности того, что пакет, отправленный узлом i достигает узла j; и
iii. затраты, ассоциированные с возможной потерей пакета, когда он отбрасывается после того, как было достигнуто максимальное число повторных передач, заданные посредством произведения константы L, которая представляет собой штраф, ассоциированный с потерей пакета, и вероятности того, что пакет не будет принят ни одним из узлов-адресатов,
при этом, в сумме, члены i и iii взвешиваются (с помощью неотрицательных весовых коэффициентов, общая сумма которых равна 1) на основании прикладных требований; и
более того, если число s повторных передач меньше максимального значения K повторных передач, член iii не рассматривается поскольку пакет еще не считается потерянным.
8. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что
как только различные оценки были обновлены, выбор узлов-адресатов падает на набор a, с которым ассоциированы наилучшие затраты (самое низкое значение).
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:
каждый узел вычисляет и сохраняет число пакетов, корректно принятых от соседних узлов, причем упомянутое вычисление выполняется по всем пакетам, безотносительно того, является ли узел адресатом или нет пакетов; и
i
как только узел j принял корректно пакет, отправленный узлом i, он определяет, из порядкового номера пакета, число пакетов n, отправленных узлом, и использует в качестве оценки качества линии связи отношение между принятыми пакетами и отправленными пакетами, вычисленное по отношению к скользящему временному окну соответствующих размеров, для того, чтобы иметь оценки, которые учитывают отмеченную динамичность подводного канала.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что:
максимальное число K повторных передач равно наименьшему целому числу, которое больше отношения между числом 0.5 и произведением между временем конфликта, т.е., суммой времени передачи пакета и максимальным временем распространения сети (значение, которое может быть оценено на основании размера самой сети), и сетевым трафиком, который является значением, которое может быть оценено динамически каждым узлом на основании трафика, наблюдаемого локально.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он дополнительно предусматривает определение автономно, узел за узлом, конкретного устройства связи, которое должно быть использовано среди нескольких, которые могут быть доступны.
12. Способ по пп. 11 и 5, дополнительно отличающийся тем, что в упомянутом самообучающемся алгоритме, в каждом узле i, состояние s пакета представляется числом раз, которое пакет был передан (s=0, если пакет еще не был передан, s=1, если пакет уже был передан один раз, и т.д.), тогда как возможные действия a указывают устройство связи, которое должно быть использовано, и разные поднаборы узлов, к которым пакет может быть отправлен:
1
1
a={m, [j]}, если пакет отправляется только узлу j, используя устройство m;
2
1
2
1
2
2
a={m, [j,j]}, если пакет отправляется к j и j, используя устройство m,
1
1
2
n
1
2
n
1
a={m, [j,j,…,j]}, если пакет отправляется узлам j,j,…,j, используя устройство m, и т.д.
13. Способ по пп. 11 и 7, дополнительно отличающийся тем, что полные затраты, ассоциированные с текущей передачей, к узлам набора a, пакета, который уже был передан s раз равны сумме следующих трех членов:
i. затраты на передачу пакета, используя устройство связи, указанное действием a;
ii. затраты, используемые узлами набора a, чтобы доставлять пакет в место назначения, заданы как сумма затрат на передачу каждого узла j принадлежащего к набору a, причем каждые взвешенные с помощью вероятности того, что пакет, отправленный узлом i достигает узла j (вероятность, которая зависит от конкретного используемого устройства связи); и
iii. затраты, ассоциированные с возможной потерей пакета, когда он отбрасывается после того, как было достигнуто максимальное число повторных передач, причем упомянутая потеря задается посредством произведения константы L, которая представляет собой штраф, ассоциированный с потерей пакета, и вероятности того, что пакет не будет принят ни одним из узлов-адресатов.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что:
каждый узел вычисляет и сохраняет число пакетов, корректно принятых от соседних узлов, используя различные устройства связи, причем упомянутое вычисление выполняется по всем пакетам, безотносительно того, является ли узел адресатом пакетов или нет; и
<mrow><msubsup><mi>n</mi><mi>i</mi><mi>m</mi></msubsup></mrow>
узел j, как только он корректно принял пакет, отправленный узлом i, используя устройство m, определяет, из порядкового номера пакета, число  пакетов, отправленных узлом, используя упомянутое устройство, и использует в качестве оценки качества линии связи, соответствующей m отношение между принятыми пакетами и отправленными пакетами, вычисленное по отношению к скользящему временному окну соответствующих размеров, для того, чтобы иметь оценки, которые учитывают отмеченную динамичность подводного канала.