無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠部署方案研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)以及嵌入式處理等技術(shù)的快速發(fā)展和日益成熟，新興的具有無(wú)線通信和感知能力的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）應(yīng)運(yùn)而生，得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注與研究。節(jié)點(diǎn)部署問(wèn)題作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)問(wèn)題之一，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。傳感器節(jié)點(diǎn)可能任意分布在配置區(qū)域，它反映了一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)某區(qū)域被監(jiān)測(cè)和跟蹤的狀況。節(jié)點(diǎn)部署對(duì)提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存能力具有重

2、要意義，是規(guī)劃和設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的合理部署，將在一定程度上提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，以及擴(kuò)大對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的覆蓋程度。本文將圍繞這一主題，在傳感器節(jié)點(diǎn)部署上展開(kāi)深入研究與仿真分析，重點(diǎn)研究了兩個(gè)問(wèn)題：
　　第一，研究了隨機(jī)部署的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性修復(fù)部署問(wèn)題。連通性是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題，只有保證網(wǎng)絡(luò)連通才能使得網(wǎng)絡(luò)中采集的數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)接^察者。與此同時(shí)，為了保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性，即某些節(jié)點(diǎn)的故障不至于破壞

3、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通，容錯(cuò)性也是非常關(guān)鍵的。本文在考慮上述兩個(gè)因素的情況下，設(shè)計(jì)了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)修復(fù)部署算法，保證網(wǎng)絡(luò)的k-連通和容錯(cuò)特性。首先建立了該問(wèn)題基于圖的網(wǎng)絡(luò)模型；然后，基于該網(wǎng)絡(luò)模型，分別提出了部分k-連通修復(fù)算法和完全k-連通修復(fù)算法；接著，分析了所提算法的計(jì)算復(fù)雜度（包括計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間復(fù)雜度）；最后，論文對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了仿真與性能分析，仿真結(jié)果表明所提出的兩個(gè)修復(fù)部署算法具有較好的性能。
　　第二，研究了線型無(wú)線

4、傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化部署問(wèn)題。為提高線型傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期，避免均勻部署帶來(lái)的“能量空洞”問(wèn)題，提出了一種基于粒子群模型的優(yōu)化部署策略。首先建立了基于流量約束的線型網(wǎng)絡(luò)模型，接著根據(jù)該模型提出一個(gè)節(jié)點(diǎn)最優(yōu)布置問(wèn)題。在此優(yōu)化問(wèn)題中，以通過(guò)理論分析而來(lái)的網(wǎng)絡(luò)壽命表達(dá)式作為目標(biāo)函數(shù)。然后，基于智能優(yōu)化理論，提出了一個(gè)基于粒子群算法的優(yōu)化策略對(duì)所提優(yōu)化問(wèn)題求解，優(yōu)化過(guò)程中的最優(yōu)解作為節(jié)點(diǎn)的最終布置位置；最后，仿真結(jié)果顯示所提出的基于粒子群算法的優(yōu)