無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)多重覆蓋研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，它是通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的感知對(duì)象信息，并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)將采集到的信息發(fā)送給用戶(hù)所在的監(jiān)控中心，被廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。
　　 覆蓋控制理論利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)高密度部署的節(jié)點(diǎn)冗余性，在保證網(wǎng)絡(luò)的連通和覆蓋性能的前提下，通過(guò)節(jié)點(diǎn)的休眠調(diào)度、密度控制等規(guī)則方法，

2、減少網(wǎng)絡(luò)中活躍節(jié)點(diǎn)集的數(shù)量，形成一個(gè)優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并通過(guò)活躍節(jié)點(diǎn)和冗余休眠節(jié)點(diǎn)的交替工作，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存周期。多重覆蓋問(wèn)題是覆蓋控制理論的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 針對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在隨機(jī)均勻分布、高密度部署節(jié)點(diǎn)情況下的多重覆蓋問(wèn)題，本文提出了一個(gè)基于Voronoi圖的連通к覆蓋算法。該算法利用鄰居節(jié)點(diǎn)信息計(jì)算Voronoi覆蓋鄰居節(jié)點(diǎn)集(VCN)，并構(gòu)建有向Voronoi覆蓋關(guān)系圖。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋度的要求，通過(guò)調(diào)整關(guān)系圖中

3、的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)к覆蓋。仿真結(jié)果表明，該算法能正確判斷網(wǎng)絡(luò)不同覆蓋度的覆蓋率，并且連通к覆蓋的近似最小活動(dòng)節(jié)點(diǎn)集數(shù)目?jī)?yōu)于文獻(xiàn)中的覆蓋配置協(xié)議(CPP)算法。
　　 針對(duì)連通多重覆蓋下的能耗均衡問(wèn)題，本文分析了節(jié)點(diǎn)基于高斯分布的覆蓋率和能耗問(wèn)題。給出了網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和生命周期的計(jì)算模型，分析了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和高斯分布參數(shù)對(duì)覆蓋和能耗的影響，并提出了最佳高斯參數(shù)的求解算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明，與隨機(jī)均勻分布相比，基于高斯分布的網(wǎng)絡(luò)生存周期提高了2倍。