并行無線充電中的群組調度研究.pdf

1、隨著近幾年無線充電技術的發(fā)展，無線充電技術被認為是解決無線傳感器網絡中能量受限問題的有希望的解決方案。通過一個和多個移動充電器在無線傳感器網絡中的運動，充電器所經過的傳感器節(jié)點將逐一被充電。然而很多實際無線傳感器網絡的部署地形并不適合充電器的移動（例如基于無線傳感器網絡的結構健康監(jiān)測）。在此情況下，為了給節(jié)點分散的傳感器網絡進行無線充電，需要部署多個靜止的充電器來同時工作，即并行無線充電。由于這些同時工作的充電器相互間存在無線干涉，這種

2、干涉將造成部分區(qū)域信號增強，而部分區(qū)域的信號又相互抵消，稱之為非線性疊加的充電效應。因此需要調度這些充電器，使得處在不同位置的傳感器節(jié)點都獲得高效的充電能量，以滿足傳感器網絡的通信需求。
　　本文首先建立了并行無線充電模型，揭示了并行無線充電中非線性疊加充電效應的內在機理。基于該模型，本文提出了并行充電調度問題（CCSP)，該問題旨在通過調度各充電器的工作狀態(tài)，以最小化完成充滿所有傳感器節(jié)點的總時長。在證明了CCSP問題屬于NP難

3、題后，本文提出了兩種有效的貪心算法，并證明了其中一個算法的上界。此外，本文還針對CCSP問題設計了相應的遺傳算法。
　　經過仿真驗證,在小規(guī)模的傳感器網絡和充電器情況下，所設計的遺傳算法的性能和使用暴力搜索算法的性能十分接近。而在大規(guī)模的仿真中，所提出的兩種貪心算法的性能都能非常接近于該遺傳算法，但是他們的運行時間遠小于后者。
　　本文最后還專門為并行無線充電搭建了實驗驗證平臺。在不同傳感器節(jié)點及充電器的部署分布情況下進行了