無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的覆蓋和連通問題的研究.pdf

1、覆蓋問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要問題。覆蓋能力指網(wǎng)絡(luò)中的傳感器對目標(biāo)對象的覆蓋程度,它直接反應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的感知服務(wù)質(zhì)量。因此,覆蓋能力是衡量一種覆蓋算法優(yōu)劣的首要標(biāo)準(zhǔn)。單個(gè)傳感器覆蓋能力有限,一般需要大規(guī)模傳感器的相互協(xié)作才能達(dá)到應(yīng)用要求。由于網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)成千上萬,將所有的傳感器節(jié)點(diǎn)均處于工作狀態(tài)會(huì)大大的減少網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。所以我們要設(shè)計(jì)一個(gè)有效的覆蓋算法,從中選取小部分的傳感器節(jié)點(diǎn)處于工作狀態(tài),讓其余節(jié)點(diǎn)處于低能耗的休眠狀態(tài)來節(jié)

2、約節(jié)點(diǎn)的能耗進(jìn)而延長網(wǎng)絡(luò)的使用壽命,這種過程即為節(jié)點(diǎn)調(diào)度。
　　本文首先針對已有的覆蓋的研究成果進(jìn)行了分析和總結(jié)。然后又為能量有效的覆蓋和連通問題提出了兩個(gè)新算法,并證明了算法的正確性。最后又通過仿真工具和畫圖工具將我們的算法和其他算法相比較,證明了我們的算法的優(yōu)越性。本文的具體研究內(nèi)容如下:
　　在第三章,我們針對區(qū)域覆蓋問題提出了一個(gè)基于歐幾里得距離的局部式k-覆蓋算法(CWSC)。從存儲(chǔ)在連通骨干集中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的超近鄰

3、居集中選擇1k-個(gè)節(jié)點(diǎn)來保證 k-覆蓋。同時(shí),只要當(dāng)節(jié)點(diǎn)的感知半徑小于它的通信半徑時(shí),我們的算法就能保證形成的網(wǎng)絡(luò)是連通的。我們?yōu)?k-覆蓋定義了兩個(gè)集合,連通骨干集、超近鄰居集。當(dāng)要求的覆蓋度為1時(shí),生成的覆蓋集僅包含連通骨干集中的傳感器。當(dāng)要求的覆蓋度大于1時(shí),生成的覆蓋集包括連通骨干集中的傳感器以及超近鄰居集中的傳感器。一開始,節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在一個(gè)大的感知區(qū)域中。算法將該區(qū)域平均分成幾個(gè)小的子區(qū)域,并為每個(gè)子區(qū)域分配一個(gè)基站。基站獨(dú)

4、立地執(zhí)行算法,算法結(jié)束后,每個(gè)子區(qū)域都產(chǎn)生一個(gè)覆蓋集,這些覆蓋集合在一起可以覆蓋整個(gè)監(jiān)控區(qū)域。
　　在第四章,我們提出了一種算法來解決考慮邊界的區(qū)域覆蓋問題。算法將區(qū)域覆蓋轉(zhuǎn)換成目標(biāo)覆蓋。通過覆蓋傳感器間的交點(diǎn)以及傳感器與邊界間的交點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)區(qū)域的全覆蓋。這樣,問題就由覆蓋監(jiān)控區(qū)域中所有的點(diǎn)轉(zhuǎn)換成覆蓋區(qū)域中的一小部分點(diǎn)。針對轉(zhuǎn)換后的目標(biāo)覆蓋問題,我們提出了兩種動(dòng)態(tài)方案來產(chǎn)生覆蓋集,這些覆蓋集可以完全覆蓋這些交點(diǎn)。最后,令傳感器節(jié)點(diǎn)的