無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋維護(hù)研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS,Micro-Electro-Mechanic System)以及無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Networks)技術(shù)日趨成熟，這項(xiàng)技術(shù)已被越來(lái)越多的用來(lái)完成軍事安全、醫(yī)療衛(wèi)生、空間探索、拯救災(zāi)難和環(huán)境保護(hù)等方面的工作，承擔(dān)復(fù)雜、危險(xiǎn)的任務(wù)，尤其是在人類(lèi)無(wú)法探訪的區(qū)域。網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍被視為由WSN提供的QoS的一個(gè)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于傳感器節(jié)點(diǎn)的

2、隨機(jī)部署、節(jié)點(diǎn)能量的耗盡或是傳感器的損壞，都可能導(dǎo)致覆蓋洞會(huì)出現(xiàn)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)。覆蓋洞的出現(xiàn)不僅會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中的部分區(qū)域內(nèi)的信息不能被感知到，而且會(huì)使某些數(shù)據(jù)傳輸通路中斷，影響數(shù)據(jù)的傳輸，進(jìn)而降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能，縮短網(wǎng)絡(luò)的壽命。這種情況制約了WSN的大規(guī)模應(yīng)用，因此制定相關(guān)的覆蓋洞修復(fù)方案，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，是目前應(yīng)該著手解決的一個(gè)問(wèn)題。
　　本文在綜合考慮已有WSN覆蓋洞修復(fù)算法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)基于兩層洞邊緣節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的洞

3、修復(fù)算法和一個(gè)基于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的洞修復(fù)算法，然后利用MATLAB對(duì)兩個(gè)算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文算法的有效性。
　　本文首先介紹了WSN中覆蓋洞的基本概念和特點(diǎn)，并對(duì)現(xiàn)有的覆蓋洞修復(fù)算法進(jìn)行了分析，重點(diǎn)比較了幾類(lèi)典型的覆蓋洞修復(fù)算法，同時(shí)指出了網(wǎng)絡(luò)覆蓋維護(hù)研究需要考慮的問(wèn)題。其次研究了基于兩層洞邊緣節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的洞修復(fù)算法。現(xiàn)有的基于節(jié)點(diǎn)有限移動(dòng)性的覆蓋洞修復(fù)算法，只應(yīng)用了洞邊緣節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性來(lái)修復(fù)較小的覆蓋洞，而其它節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性被浪

4、費(fèi)了，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的自我修復(fù)效率不高。針對(duì)這樣的不足，本文提出了一個(gè)基于兩層洞邊緣節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的洞修復(fù)算法，利用洞邊緣節(jié)點(diǎn)的非邊緣鄰居，即二層洞邊緣節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性來(lái)修復(fù)覆蓋洞。該方法中，洞邊緣節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)前先判斷在自己的移動(dòng)方向上，其修復(fù)能力能否滿(mǎn)足洞的要求，如果不能滿(mǎn)足，則發(fā)送信息給它的非邊緣鄰居，讓這些鄰居先向它的移動(dòng)方向移動(dòng)，以增加其可以移動(dòng)的距離，從而提高節(jié)點(diǎn)的修復(fù)能力。該方法極大的提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋維護(hù)的能力。最后研究了基于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的洞