隨機(jī)部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋控制若干問題的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是綜合了諸如信息獲取、處理和傳輸?shù)冗^程為一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它在現(xiàn)代社會很多領(lǐng)域應(yīng)用前景非常的廣泛，比如在工業(yè)農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境監(jiān)控、生命科學(xué)技術(shù)、城市管理和搶險(xiǎn)救災(zāi)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量取決于覆蓋控制這個基本問題，覆蓋控制是以在網(wǎng)絡(luò)中部署傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域或?qū)ο鬄槟康?，獲取完整且有效的信息。傳感器網(wǎng)絡(luò)對物理世界的檢測，它的監(jiān)測性能取決于覆蓋控制的實(shí)際應(yīng)用情況，是促進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用的重要因素。在覆蓋控制的研究中遇到了重

2、重阻礙：網(wǎng)絡(luò)能量不足、規(guī)模較大、動態(tài)性較強(qiáng)。另外，由于傳感網(wǎng)絡(luò)不斷地應(yīng)用在不同的新場景，伴隨而來的覆蓋控制的新問題也不斷的出現(xiàn)。傳感器節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍和監(jiān)測能力由感知模型決定，它是研究覆蓋控制的基礎(chǔ)。傳感器節(jié)點(diǎn)的信息獲取能力與應(yīng)用密切相關(guān)，不同的節(jié)點(diǎn)有不同的特性。目前現(xiàn)有的研究對于實(shí)際應(yīng)用過程中多樣化的節(jié)點(diǎn)感知模型支持乏力，大部分僅限于圓盤感知模型的研究。大部分工作使用的是靜止傳感器進(jìn)行覆蓋，但是眼下這種方式不如采用移動節(jié)點(diǎn)解決覆蓋控制問

3、題有優(yōu)勢。我們將重點(diǎn)研究新興感知模型的覆蓋控制，以及發(fā)掘應(yīng)用于新場景，研究適合不同情況的覆蓋控制算法。對于之前工作的缺陷，我們將研究在不同條件下不同感知模型的覆蓋控制問題。
　　本文深入分析了已有覆蓋控制技術(shù)在節(jié)點(diǎn)能量消耗方面的不均衡問題，研究了在保證覆蓋度要求下，比較深入涉及了節(jié)點(diǎn)的可用能量值，這樣情況下可以選擇的活躍節(jié)點(diǎn)能比較均勻平衡地消耗整個網(wǎng)絡(luò)的能量，進(jìn)而能夠延長生存期。依據(jù)社會實(shí)際應(yīng)用的情況特點(diǎn)，研究了更具一般性的覆蓋問

4、題----連通k覆蓋問題的理論和算法。在此基礎(chǔ)上，分析了確定型模型的不足，基于概率感知和概率通信模型將傳統(tǒng)的連通 k覆蓋問題進(jìn)行了推廣，給出了基于概率模型的α-連通(θ，k)覆蓋問題的相關(guān)定義；證明了α-連通(θ，k)覆蓋問題也是NP-Complete的；設(shè)計(jì)了針對于這個問題的集中式求解近似算法的研究方法；證明了該算法求出的解的一些性質(zhì)?；赩C維的相關(guān)理論，設(shè)計(jì)了該問題的一個分布式近似算法，并從理論上對該近似算法的通信復(fù)雜度和時間復(fù)雜