基于梯度提升决策树的链路质量评估方法
发布时间：2021-10-08 11:52
在无线传感器网络应用中,链路质量评估是保障数据可靠传输和上层网络协议性能的基础性问题。有效的链路质量评估方法不但能够客观的评价链路质量、链路的稳定性和敏捷性,还可以为数据传输提供保障。本课题来源于国家自然科学基金,旨在研究无线传感器网络中的链路质量评估方法。梯度提升决策树（Gradient Boosting Decision Tree,GBDT）作为一种机器学习方法,具有鲁棒性强、精度高等优势。本文将链路质量评估转化为一个多分类问题,利用最大信息系数方法分析物理层参数与包接收率之间的非线性相关性,综合选取接收信号强度指示、链路质量指示以及信噪比作为链路质量评估模型输入参数;考虑到离群点和参数不同量纲之间会带来一些影响,使用盒图方法筛选出离群点,并进行平滑和归一化处理,以减少模型的复杂度;根据包接收率划分链路质量等级,作为链路质量的评价指标;选取最小化负对数损失函数,构建一种基于GBDT的链路质量评估模型;针对参数的设置对评估结果影响较大问题,采用带变异算子和惯性权重的改进粒子群优化算法对GBDT模型的参数进行优化。本文选择在室内、室外（室内走廊、校园树林和校园马路）环境下部署无线传感器...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
包丢失率与室内场景角度[10]
6图 2-2 包丢失率与室外场景角度[10]的时间特性时间特性主要是因为外部环境的改变所造成的，像温湿度[19]。文献[20]指出链路质量在环境、信道等条件下的影响大的波动情况；文献[21]表明在连通区域和非连通区域范，随时间变化不大，而过渡区域内的链路随时间波动较强突发性表示稳定链路由于外界环境干扰原因使得链路突然境下，如果周围存在障碍物及其他通讯设备，就会使得链的特别快[23]；文献[24]提出一种 β-factor 概念，根据条件定多个接收包后下一个包的成功接收概率，以此来量化链路出一种确认包接受率指标来评价链路质量，指出中等链突发性链路区间的数学模型，提高了数据传输率。
图 2-3 链路突发性[23]路的非对称特性线链路的非对称特性指的是上行链路与下行链路之间连通性的差异超出了阈值范围，该链路则是非对称的。文献[26]在实验过程中有发送和接收功能的两个节点相互间进行数据传输。结果显示，由号节点的通信链路质量状态与二号节点至一号节点的通信链路质具有差异性，指出节点之间的通信链路具有非对称性；文献[27]提噪声波动和无线传输的不规则性是造成链路非对称特性的主要原对称特性大都出现在短时间内，长时间内则很少会出现。路质量评估研究现状年来，诸多学者致力于无线链路质量的研究，进行了大量实验和分来越多的链路质量评估方法。现有的国内外链路质量评估方法主
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于梯度提升决策树（GBDT）算法的岩性识别技术[J]. 韩启迪,张小桐,申维. 矿物岩石地球化学通报. 2018(06)
[2]基于多特征和树模型的人造色情图片识别（英文）[J]. 毛星亮,李芳芳,刘熙尧,邹北骥. Journal of Central South University. 2018(07)
[3]基于超限学习机的WSNs链路质量评估方法[J]. 刘琳岚,许江波,陈宇斌,舒坚. 北京邮电大学学报. 2018(01)
[4]Research on Link Quality Estimation Mechanism for Wireless Sensor Networks Based on Support Vector Machine[J]. SHU Jian,LIU Song,LIU Linlan,ZHAN Liqin,HU Gang. Chinese Journal of Electronics. 2017(02)
[5]面向输电线路监测的无线传感网络可靠路由方法研究[J]. 陆俊,朱炎平,徐志强,肖振锋. 电网技术. 2017(02)
[6]物联网服务中间件:挑战与研究进展[J]. 陈海明,石海龙,李勐,崔莉. 计算机学报. 2017(08)
[7]自适应快速最大信息系数算法实现[J]. 陈凯俊. 微电子学与计算机. 2016(09)
[8]无线传感器网络快速数据收集的聚集调度方法[J]. 潘成,张和生. 北京邮电大学学报. 2016(04)
[9]无线链路质量评估及预测方法综述[J]. 翁丽娜,刘轶铭,刘磊,王兆伟. 中国电子科学研究院学报. 2016(03)
[10]基于关联度分析的WSN节点信任模型研究[J]. 张乐君,邓鑫,国林,张健沛,杨静,李泓波. 电子科技大学学报. 2015(01)
硕士论文
[1]基于贝叶斯网络的链路质量预测机制研究[D]. 刘松.南昌航空大学 2016
本文编号：3424105
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
包丢失率与室内场景角度[10]
6图 2-2 包丢失率与室外场景角度[10]的时间特性时间特性主要是因为外部环境的改变所造成的，像温湿度[19]。文献[20]指出链路质量在环境、信道等条件下的影响大的波动情况；文献[21]表明在连通区域和非连通区域范，随时间变化不大，而过渡区域内的链路随时间波动较强突发性表示稳定链路由于外界环境干扰原因使得链路突然境下，如果周围存在障碍物及其他通讯设备，就会使得链的特别快[23]；文献[24]提出一种 β-factor 概念，根据条件定多个接收包后下一个包的成功接收概率，以此来量化链路出一种确认包接受率指标来评价链路质量，指出中等链突发性链路区间的数学模型，提高了数据传输率。
图 2-3 链路突发性[23]路的非对称特性线链路的非对称特性指的是上行链路与下行链路之间连通性的差异超出了阈值范围，该链路则是非对称的。文献[26]在实验过程中有发送和接收功能的两个节点相互间进行数据传输。结果显示，由号节点的通信链路质量状态与二号节点至一号节点的通信链路质具有差异性，指出节点之间的通信链路具有非对称性；文献[27]提噪声波动和无线传输的不规则性是造成链路非对称特性的主要原对称特性大都出现在短时间内，长时间内则很少会出现。路质量评估研究现状年来，诸多学者致力于无线链路质量的研究，进行了大量实验和分来越多的链路质量评估方法。现有的国内外链路质量评估方法主
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于梯度提升决策树（GBDT）算法的岩性识别技术[J]. 韩启迪,张小桐,申维. 矿物岩石地球化学通报. 2018(06)
[2]基于多特征和树模型的人造色情图片识别（英文）[J]. 毛星亮,李芳芳,刘熙尧,邹北骥. Journal of Central South University. 2018(07)
[3]基于超限学习机的WSNs链路质量评估方法[J]. 刘琳岚,许江波,陈宇斌,舒坚. 北京邮电大学学报. 2018(01)
[4]Research on Link Quality Estimation Mechanism for Wireless Sensor Networks Based on Support Vector Machine[J]. SHU Jian,LIU Song,LIU Linlan,ZHAN Liqin,HU Gang. Chinese Journal of Electronics. 2017(02)
[5]面向输电线路监测的无线传感网络可靠路由方法研究[J]. 陆俊,朱炎平,徐志强,肖振锋. 电网技术. 2017(02)
[6]物联网服务中间件:挑战与研究进展[J]. 陈海明,石海龙,李勐,崔莉. 计算机学报. 2017(08)
[7]自适应快速最大信息系数算法实现[J]. 陈凯俊. 微电子学与计算机. 2016(09)
[8]无线传感器网络快速数据收集的聚集调度方法[J]. 潘成,张和生. 北京邮电大学学报. 2016(04)
[9]无线链路质量评估及预测方法综述[J]. 翁丽娜,刘轶铭,刘磊,王兆伟. 中国电子科学研究院学报. 2016(03)
[10]基于关联度分析的WSN节点信任模型研究[J]. 张乐君,邓鑫,国林,张健沛,杨静,李泓波. 电子科技大学学报. 2015(01)
硕士论文
[1]基于贝叶斯网络的链路质量预测机制研究[D]. 刘松.南昌航空大学 2016
本文编号：3424105
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