The Internet of Underwater Things (IoUT) has a lot of problems, like low bandwidth, high latency, mobility, and not enough energy. Routing protocols that were made for land-based networks, like RPL, don't work well in these underwater settings. This paper talks about RL-RPL-UA, a new routing protocol that uses reinforcement learning to make things work better in underwater situations. Each node has a small RL agent that picks the best parent node depending on local data such the link quality, buffer level, packet delivery ratio, and remaining energy. RL-RPL-UA works with all standard RPL messages and adds a dynamic objective function to help people make decisions in real time. Aqua-Sim simulations demonstrate that RL-RPL-UA boosts packet delivery by up to 9.2%, uses 14.8% less energy per packet, and adds 80 seconds to the network's lifetime compared to previous approaches. These results show that RL-RPL-UA is a potential and energy-efficient way to route data in underwater networks.


翻译:水下物联网(IoUT)面临诸多挑战,包括低带宽、高延迟、节点移动性以及能量受限等问题。传统为陆地网络设计的路由协议(如RPL)在水下环境中表现不佳。本文提出RL-RPL-UA,一种利用强化学习优化水下通信性能的新型路由协议。每个节点配备一个轻量级强化学习智能体,根据链路质量、缓冲区状态、数据包投递率和剩余能量等本地信息选择最优父节点。RL-RPL-UA兼容标准RPL消息格式,并通过引入动态目标函数实现实时决策优化。Aqua-Sim仿真实验表明,与现有方法相比,RL-RPL-UA将数据包投递率最高提升9.2%,单包能耗降低14.8%,网络寿命延长80秒。这些结果证明RL-RPL-UA是水下网络中一种具有潜力且能量高效的数据路由方案。

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