無線傳感器網(wǎng)絡多重覆蓋研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量微型傳感器節(jié)點組成，它是通過無線通信方式形成的多跳自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的感知對象信息，并通過匯聚節(jié)點將采集到的信息發(fā)送給用戶所在的監(jiān)控中心，被廣泛應用于軍事、環(huán)境監(jiān)測與預報系統(tǒng)和醫(yī)療衛(wèi)生等領域。
　　 覆蓋控制理論利用無線傳感器網(wǎng)絡高密度部署的節(jié)點冗余性，在保證網(wǎng)絡的連通和覆蓋性能的前提下，通過節(jié)點的休眠調(diào)度、密度控制等規(guī)則方法，

2、減少網(wǎng)絡中活躍節(jié)點集的數(shù)量，形成一個優(yōu)化的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，并通過活躍節(jié)點和冗余休眠節(jié)點的交替工作，延長整個網(wǎng)絡的生存周期。多重覆蓋問題是覆蓋控制理論的一個研究熱點。
　　 針對無線傳感器網(wǎng)絡在隨機均勻分布、高密度部署節(jié)點情況下的多重覆蓋問題，本文提出了一個基于Voronoi圖的連通к覆蓋算法。該算法利用鄰居節(jié)點信息計算Voronoi覆蓋鄰居節(jié)點集(VCN)，并構(gòu)建有向Voronoi覆蓋關系圖。根據(jù)網(wǎng)絡覆蓋度的要求，通過調(diào)整關系圖中

3、的節(jié)點狀態(tài)實現(xiàn)к覆蓋。仿真結(jié)果表明，該算法能正確判斷網(wǎng)絡不同覆蓋度的覆蓋率，并且連通к覆蓋的近似最小活動節(jié)點集數(shù)目優(yōu)于文獻中的覆蓋配置協(xié)議(CPP)算法。
　　 針對連通多重覆蓋下的能耗均衡問題，本文分析了節(jié)點基于高斯分布的覆蓋率和能耗問題。給出了網(wǎng)絡覆蓋率和生命周期的計算模型，分析了網(wǎng)絡參數(shù)和高斯分布參數(shù)對覆蓋和能耗的影響，并提出了最佳高斯參數(shù)的求解算法。仿真實驗表明，與隨機均勻分布相比，基于高斯分布的網(wǎng)絡生存周期提高了2倍。