基于粒子群算法的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題優(yōu)化策略研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSNs）覆蓋控制是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個(gè)基本問(wèn)題，它是研究在保證一定的服務(wù)質(zhì)量條件下，如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的最大化，以提供可靠的監(jiān)測(cè)和目標(biāo)跟蹤服務(wù)。有效的覆蓋控制策略及算法的應(yīng)用可以使WSNs的各種資源得到優(yōu)化分配，有助于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量的有效利用、感知服務(wù)質(zhì)量的提高和整體生存時(shí)間的延長(zhǎng)。如何結(jié)合不同的應(yīng)用環(huán)境需要，設(shè)計(jì)切實(shí)可行的覆蓋策略，是該領(lǐng)域一個(gè)研究熱點(diǎn)。

2、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是典型群體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其覆蓋控制問(wèn)題具有群體自組織的特征。本文基于群體智能建立無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)化策略。首先利用基本粒子群算法和粒子進(jìn)化的多粒子群算法建立具體覆蓋優(yōu)化算法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，指出它們的不足之處；進(jìn)而針對(duì)這兩種算法的不足，提出基于及擬物力導(dǎo)向的粒子群覆蓋優(yōu)化算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種算法的有效性。論文的具體研究工作和成果如下： 1.利用基本粒子群算法和粒子進(jìn)化的多粒子群算法分別設(shè)計(jì)了覆蓋優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)

3、仿真結(jié)果分析各參數(shù)對(duì)覆蓋性能的影響，把兩種算法的覆蓋優(yōu)化效果進(jìn)行比較分析，指出它們的不足之處，提出改進(jìn)思路； 2.針對(duì)上述兩種算法的不足，把基本粒子群算法和與擬物力算法相融合，設(shè)計(jì)出擬物力導(dǎo)向的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化策略。與上述兩種算法在相同的條件下進(jìn)行相同的仿真實(shí)驗(yàn)分析，把三種算法的覆蓋優(yōu)化效果進(jìn)行比較，說(shuō)明該改進(jìn)后的組合算法具有更好的覆蓋優(yōu)化效果； 3.為進(jìn)一步證明該算法的有效性，把上述三種算法與傳統(tǒng)遺傳算法（CGA）

4、和新量子遺傳算法（NQGA）兩種算法在相同環(huán)境下的覆蓋優(yōu)化效果進(jìn)行比較分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該組合算法比基本粒子群算法、粒子進(jìn)化的多粒子群算法、傳統(tǒng)遺傳算法（CGA）和新量子遺傳算法（NQGA）具有更理想的優(yōu)化效果。 4.本論文在基本粒子群算法和粒子進(jìn)化的多粒子群算法的覆蓋優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)提出擬物力導(dǎo)向的粒子群無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化策略，通過(guò)對(duì)不同優(yōu)化算法在相同條件下的仿真結(jié)果進(jìn)行比較和分析，證明改進(jìn)后的優(yōu)化算法能更好地改善